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弧齿锥齿轮螺旋变性展成法切齿原理与仿真分析

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机械设计 2018年第8期35卷 17-23页

作者：邱杰孙月海李小亨张碧玉天津大学机构理论与装备设计教育部重点实验室天津300072 天津大学轻型动力教育部工程研究中心天津300072

传统加工方法加工弧齿锥齿轮副会使其接触区呈现对角线接触的不良现象,针对该现象,提出一种新型螺旋锥齿轮加工方法——螺旋变性展成法。为揭示螺旋变性展成法的切齿原理,根据机床、刀具和工件间的运动位置关系,以微分几何和齿轮啮合原... 详细信息

传统加工方法加工弧齿锥齿轮副会使其接触区呈现对角线接触的不良现象,针对该现象,提出一种新型螺旋锥齿轮加工方法——螺旋变性展成法。为揭示螺旋变性展成法的切齿原理,根据机床、刀具和工件间的运动位置关系,以微分几何和齿轮啮合原理为基础,运用矢量分析法,以齿面中点为计算点建立切齿数学模型,分析推导机床调整参数计算公式;以一对弧齿锥齿轮为例进行了几何参数、刀具参数及机床调整参数的计算,建立弧齿锥齿轮三维虚拟仿真加工模型并进行齿面接触分析;最后,基于以上参数在数控铣齿机上进行切齿试验,齿面接触分析与滚检试验结果说明了螺旋变性展成法消除对角线接触的有效性。

关键词：螺旋锥齿轮螺旋变性展成法切齿原理机床调整参数虚拟仿真

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格里生制曲线齿锥齿轮变性半展成切齿原理

西安交通大学学报 1984年第5期 1-14页

作者：吴序堂西安交通大学机械工程系

格里生制曲线齿锥齿轮的常用切齿方法有个种。本文用二阶齿面展成的理论论述了其中两种——变性半展成法加工弧齿锥齿轮及准双曲面齿轮(SFM及HFM)的切齿原理及机床调整方法。在此之前,作者曾分析过另外四种方法(SFT、HFT、HGH、HGT)的... 详细信息

格里生制曲线齿锥齿轮的常用切齿方法有个种。本文用二阶齿面展成的理论论述了其中两种——变性半展成法加工弧齿锥齿轮及准双曲面齿轮(SFM及HFM)的切齿原理及机床调整方法。在此之前,作者曾分析过另外四种方法(SFT、HFT、HGH、HGT)的切齿原理。余下的两种(SGM、SGT)国内已有文献分析过。至此,我们已经全部掌握了格里生公司至今严加保密的八种方法的实质。

关键词：展成锥面格里曲面切齿原理弧齿锥齿轮半展成法机床调整诱导法曲率齿面短程挠率生制

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双刀盘切向滚齿法与盘状滚刀的切齿原理

中国机械工程 1979年第3期 7-16+35页

作者：胡家钦湖北机床配件厂

本文以渐开线螺旋面的形成原理为基础,用简单通俗的变换方法,论证按园周排布刀齿的大直径盘状铣刀作连续分齿展成切削的复合运动规律,从而加深了对双刀盘切向切齿理论的系统理解,并指出可对其抽象出盘状滚刀切向滚齿法这一新的切齿概念... 详细信息

本文以渐开线螺旋面的形成原理为基础,用简单通俗的变换方法,论证按园周排布刀齿的大直径盘状铣刀作连续分齿展成切削的复合运动规律,从而加深了对双刀盘切向切齿理论的系统理解,并指出可对其抽象出盘状滚刀切向滚齿法这一新的切齿概念。文中提出了完整的切向切齿及刀具设计计算程序,还第一次提供出粗切相位曲线计算及切齿误差分析的基本方法,可引为探讨。

关键词：渐开线螺旋面切向切齿原理刀头蜗杆齿轮刀盘展成运动齿形误差纯滚动齿轮机构差动机构盘状

螺旋运动及刀具参数对双重螺旋法加工齿面特征的影响规律

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机械工程学报 2018年第5期54卷 53-61页

作者：张宇严宏志曾韬王志永中南林业科技大学机电工程学院中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙哈量凯帅精密机械有限公司

双重螺旋法具有高效率、低成本、可干切削等特点是取代'五刀法'的弧齿锥齿轮未来主流加工方法。为了揭示弧齿锥齿轮双重螺旋法的切齿原理,在分析五刀法切齿原理的基础上,研究了刀倾角和齿形角分别在五刀法和双重螺旋法中的不同作用原理... 详细信息

双重螺旋法具有高效率、低成本、可干切削等特点是取代'五刀法'的弧齿锥齿轮未来主流加工方法。为了揭示弧齿锥齿轮双重螺旋法的切齿原理,在分析五刀法切齿原理的基础上,研究了刀倾角和齿形角分别在五刀法和双重螺旋法中的不同作用原理,揭示了双重螺旋法切齿原理的本质;分析了螺旋运动在切齿加工中的作用及对齿面几何形貌的影响规律,推导了小轮齿面参考点处的曲率参数计算公式,揭示了螺旋运动系数与参考处曲率的关联规律,并利用轮齿接触分析方法研究了螺旋运动对齿轮副啮合性能的影响规律;利用数值方法研究了刀具齿形角、刀盘半径分别对轮齿接触椭圆长、短半轴半径的影响,建立了刀具参数与轮齿接触特征之间的作用规律。研究工作为优化双重螺旋法的切齿加工参数提供了理论依据。

关键词：双重螺旋法弧齿锥齿轮切齿原理螺旋运动刀具齿形角

克林贝格摆线齿锥齿轮基于整体刀盘的切齿加工

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机械传动 2018年第7期42卷 49-54页

作者：王志永杨位银张宇翟华明中南林业科技大学机电工程学院湖南长沙410004 长沙哈量凯帅精密机械有限公司湖南长沙410100

为了在国产数控弧齿锥齿轮铣齿机上加工克林贝格摆线齿锥齿轮,对采用整体刀盘加工摆线齿锥齿轮的方法进行了研究。基于摆线齿锥齿轮的切齿加工原理,提出了大轮采用双面法加工,小轮采用单面法加工的切齿方法。参考分体刀盘的结构参数,提... 详细信息

为了在国产数控弧齿锥齿轮铣齿机上加工克林贝格摆线齿锥齿轮,对采用整体刀盘加工摆线齿锥齿轮的方法进行了研究。基于摆线齿锥齿轮的切齿加工原理,提出了大轮采用双面法加工,小轮采用单面法加工的切齿方法。参考分体刀盘的结构参数,提出了整体刀盘的刀盘体以及刀齿的设计方法。建立了一种根据相啮合齿面间齿长曲率关系,运用迭代算法确定刀盘半径修正量的方法。根据切齿加工原理以及齿轮啮合原理,给出了基于整体刀盘切齿加工摆线齿锥齿轮的机床调整参数和刀盘参数的计算公式。在国产五轴联动数控弧齿锥齿轮铣齿机上,利用整体刀盘进行了切齿加工实验,通过对齿轮副的啮合滚动检验,验证了采用整体刀盘加工克林贝格摆线齿锥齿轮的切齿加工原理及切齿方法的正确性及可行性。

关键词：摆线齿锥齿轮整体刀盘切齿原理机床调整参数

弧齿锥齿轮啮合过程弹流润滑最小润滑油膜厚度分析

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机械科学与技术 2016年第1期35卷 10-16页

作者：严宏志黎超何国旗中南大学高性能复杂制造国家重点实验室长沙410083 湖南工业大学机电工程学院湖南株洲412000

根据弧齿锥齿轮切齿加工原理,建立弧齿锥齿轮的齿面方程。并利用空间几何原理,将大小轮齿面方程放在同一个坐标系中进行啮合点计算得到啮合点在齿面上的位置分布。利用微分几何原理求得大小轮齿面啮合点处的法曲率和齿面卷吸速度等弹流... 详细信息

根据弧齿锥齿轮切齿加工原理,建立弧齿锥齿轮的齿面方程。并利用空间几何原理,将大小轮齿面方程放在同一个坐标系中进行啮合点计算得到啮合点在齿面上的位置分布。利用微分几何原理求得大小轮齿面啮合点处的法曲率和齿面卷吸速度等弹流润滑重要参数。用MATLAB软件编程计算,并用PRO/E三维软件建立几何模型。采用ABAQUS有限元分析软件,数值计算啮合过程中的油膜压力。基于Dowson-Higginson最小油膜厚度模型计算得到了光滑齿面不同啮合速度条件下弧齿锥齿轮啮合过程最小油膜厚度。

关键词：切齿原理弧齿锥齿轮弹流润滑最小油膜厚度

整体式刀盘加工的摆线齿锥齿轮齿面方程及其应用

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制造技术与机床 2015年第5期 57-61页

作者：王志永黄文鹏曾韬中南林业科技大学机电工程学院湖南长沙410004 中南大学机电工程学院湖南长沙410083

针对整体式刀盘加工的Klingelnberg齿制摆线齿锥齿轮,基于齿轮啮合原理以及摆线齿锥齿轮的切齿加工原理,根据切齿过程中产形轮、齿坯、刀具之间的相对位置关系和相对运动关系,运用矢量运算的方法建立了摆线齿锥齿轮的齿面方程。在轮齿... 详细信息

针对整体式刀盘加工的Klingelnberg齿制摆线齿锥齿轮,基于齿轮啮合原理以及摆线齿锥齿轮的切齿加工原理,根据切齿过程中产形轮、齿坯、刀具之间的相对位置关系和相对运动关系,运用矢量运算的方法建立了摆线齿锥齿轮的齿面方程。在轮齿的旋转投影面内,对轮齿齿面进行了离散化,计算了各离散点在齿轮坐标系中的空间坐标及单位法矢。利用齿轮测量中心对实际加工的摆线齿锥齿轮的齿形误差进行了测量,验证了摆线齿锥齿轮齿面方程的正确性。论文的研究内容为实现摆线齿锥齿轮的数字化闭环制造奠定了基础。

关键词：摆线齿锥齿轮整体刀盘切齿原理齿面方程

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弧齿锥齿轮螺旋半滚切数控加工方法研究

弧齿锥齿轮螺旋半滚切数控加工方法研究

作者：解晓虎天津大学

学位级别：硕士

针对弧齿锥齿轮副接触区呈现对角线接触现象以及加工参数调整复杂、加工效率较低的问题,本文采用螺旋半滚切法加工弧齿锥齿轮,即大齿轮采用成形法,小齿轮则采用螺旋变性展成法,开展了切齿原理及数控加工研究:首先,开展了螺旋半滚切法的... 详细信息

针对弧齿锥齿轮副接触区呈现对角线接触现象以及加工参数调整复杂、加工效率较低的问题,本文采用螺旋半滚切法加工弧齿锥齿轮,即大齿轮采用成形法,小齿轮则采用螺旋变性展成法,开展了切齿原理及数控加工研究:首先,开展了螺旋半滚切法的成形理论及切齿计算研究。阐述了在传统加工方法中齿轮副对角线接触现象的成因以及螺旋半滚切法消除对角线接触的原理。以大齿轮节锥面上且位于齿槽中心的一点为切齿计算点,以局部共轭原理为基础,建立了大齿轮的切齿数学模型,得到大齿轮机床调整参数以及大齿轮齿面计算点的曲率和法矢。根据齿轮啮合原理和微分几何学,确定了小齿轮齿面计算点处的曲率和法矢,进而建立了小齿轮的切齿数学模型,确定出小齿轮机床调整参数。其次,建立了五轴数控加工中心加工数学模型。分别建立了传统机床和五轴数控加工中心的大齿轮、小齿轮的切齿坐标系,通过空间齐次坐标转换,得到在传统机床坐标系与五轴数控加工中心坐标系下的工件与刀盘的相对姿态矩阵及位置矢量,进一步求解获得各数控轴的运动表达式,实现了把传统机床调整参数转换为五轴数控加工中心的加工输入参数。再次,开展了弧齿锥齿轮加工仿真研究。分别建立刀盘、大齿轮轮坯、小齿轮轮坯的三维模型,导入VERICUT仿真加工软件中。然后将大齿轮、小齿轮的数控坐标轴表达式通过C++编程,生成并运行数控代码,最终得到大齿轮、小齿轮的仿真加工模型,验证了数控程序编写以及螺旋半滚切法加工数学模型的正确性和可行性。最后,完成了五轴数控加工中心切齿试验研究。依据螺旋半滚切法切齿原理,对一弧齿锥齿轮副在双转台五轴数控加工中心上开展加工试验研究,并对加工得到的弧齿锥齿轮副进行滚检试验。结果表明螺旋半滚切加工方法能改善齿面接触性能,简化加工调整,提高加工效率。

关键词：锥齿轮螺旋半滚切切齿原理数控加工仿真及试验分析

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弧齿锥齿轮螺旋变性半展成加工方法研究

弧齿锥齿轮螺旋变性半展成加工方法研究

作者：李小亨天津大学

学位级别：硕士

为解决螺旋锥齿轮齿面对角线接触和加工效率低的问题,本文针对一种加工参数调整修正简单且齿面接触有所改善的加工方法,即螺旋变性半展成加工方法展开研究,该方法大齿轮采用成形法加工,小齿轮采用螺旋变性法加工。针对该加工方法所得轮... 详细信息

为解决螺旋锥齿轮齿面对角线接触和加工效率低的问题,本文针对一种加工参数调整修正简单且齿面接触有所改善的加工方法,即螺旋变性半展成加工方法展开研究,该方法大齿轮采用成形法加工,小齿轮采用螺旋变性法加工。针对该加工方法所得轮齿的啮合特性、切齿原理、齿面接触分析、齿面误差修正及试验加工进行分析。论文的主要研究内容成果如下:(1)根据传统加工方法及螺旋变性半展成加工方法的加工原理,分别建立刀盘压力角的求解几何模型,归纳了传统加工方法中对角线接触现象的成因,阐释了螺旋变性半展成加工方法消除对角线接触的原理。(2)以螺旋变性半展成加工方法为研究对象,结合加工原理及机床运动,对大齿轮齿面计算点处的法矢和曲率进行求解,并运用齿轮啮合原理和微分几何学实现了小齿轮齿面计算点处法矢和曲率的确定,据此展开计算并获得小齿轮相应机床调整参数的确定方法。(3)依照齿轮副基本参数、刀盘结构参数及求解获得的机床调整参数,确定机床、刀具和待加工工件间的相对运动及位置关系,利用齿轮啮合原理分别建立了大、小齿轮的齿面方程,然后按照装配关系建立齿轮副装配模型,并据此开展齿面接触分析,获得了齿轮副的齿面接触轨迹及传动误差曲线。(4)基于小齿轮理论齿面方程,推导了含有机床调整参数误差的小齿轮齿面方程,依据两者之间的关系给出了小齿轮齿面法向误差求解模型,获得了各项机床调整参数误差与齿面法向误差间的关系。以此为基础,确定了各项机床调整参数的权重系数,提出了权重系数参数修正法,并应用齿面接触分析验证了该方法的有效性。(5)在YKT2250机床上,按照以上加工方法及其机床调整参数进行试切试验得到一对弧齿锥齿轮副,表明了机床调整参数的正确性及螺旋变性半展成加工方法的可行性。

关键词：齿轮螺旋变性半展成加工方法切齿原理齿面接触分析齿面误差