螺旋锥齿轮

摘要： 针对螺旋锥齿轮加工过程中因无法避免误差而导致齿面加工精度难以保证的问题,提出螺旋锥齿轮加工误差控制模型及加工参数修正方法。首先,基于实际加工中的刀具与工件相对位置与相对运动关系,依据坐标齐次变换与啮合原理,确定加工参数与加工曲面之间的函数关系,建立螺旋锥齿轮精确齿面模型;然后,计算实际加工齿面与理论齿面的法向距离,从而建立由加工参数驱动的齿面几何误差控制模型;接着,对加工参数进行敏感性分析,选取敏感性较高的加工参数作为误差补偿模型优化变量,以提高优化效率;最后,将齿面误差最小化问题转化为最小二乘法问题,基于改进的L-M算法进行求解,得到加工参数补偿量,以此对加工参数进行修正达到减小齿面加工误差的目的。采用一对由双重螺旋法磨削加工得到的螺旋锥齿轮副作为应用实例,对该方法进行实际加工验证,结果表明:加工参数调整后,螺旋锥齿轮齿面加工误差降低了65%以上,实际测量的齿面绝对误差均不超过0.005 mm,能够满足工程实际需求,证明该方法能够有效提升齿面加工精度。该方法可为螺旋锥齿轮乃至其他复杂曲面零件加工提供一种加工误差补偿思路。

摘要： 为提高螺旋锥齿轮的加工精度,提出双正交B样条小波的优化设计方法。以球面渐开线的形成理论为依据,运用MATLAB获取齿面离散点数据。利用双正交B样条小波去除齿面高频细节特征信息,保留低频主体特征信息,重构出一组更合理、有效的齿面离散点。将重构的数据点通过NURBS曲面进行精确拟合后,得到具有较低高斯曲率和较低复杂程度的齿面。将该方法获得的齿面数字化模型进行数控加工并对精加工后的齿面运用三坐标测量仪进行测量和误差分析。结果表明:通过双正交B样条小波处理后的齿面具有较高的加工精度;螺旋锥齿轮数字化模型的重构,为提高螺旋锥齿轮的加工精度提供了一种新的理论方法。

摘要： 对三坐标测量机(CMM)的测量路径及测量路径的构成进行了分析,将测量路径规划问题转换为旅行商问题(TSP),并确定了目标函数。结合齿面测量路径规划的特点对基本遗传算法进行改进。将模拟退火算法的新解产生和接受规则应用到遗传算法中,提高了种群的多样性,避免了算法的局部收敛问题;采用了更加简单高效的编码方式,提高了算法的收敛速度。以非均匀分布的齿面测量点为例,进行了仿真实验。结果表明:该算法对于曲面测量路径优化的结果优于基本蚁群算法、模拟退火算法和遗传算法,取得了良好的路径优化效果。

摘要： 本文结合非圆锥齿轮的设计原理和面铣螺旋锥齿轮的制造原理,提出了一种可应用于相交轴变速传动的新型螺旋非圆锥齿轮。与直齿非圆锥齿轮不同,螺旋非圆锥齿轮有许多优点,如高接触比、高强度、良好的动态性能和可调节的接触区域。此外,虽然制造直齿非圆锥齿轮很困难,但螺旋非圆锥齿轮可以用6轴锥齿轮切削机床高效、精确地制造。首先,介绍了螺旋非圆锥齿轮的产形原理。接着,建立了一个数学模型,包括产形齿的齿廓、齿轮螺旋度、压力角和该齿轮的产形齿廓。然后,利用有限元进行齿轮接触分析,验证了模型精度,并研究了螺旋非圆锥齿轮的接触模式和应力分布。

摘要： 结合实际案例,针对螺旋锥齿轮的装配调整方法和印迹变化规律进行了摸索和分析,总结出了一些行之有效的调整方法。

摘要： 螺旋锥齿轮铣齿切削力是锥齿轮机床设计的重要依据,也是铣齿振动控制、刀具磨损状态监测和切削参数优化等的重要基础。针对成形法加工螺旋锥齿轮大轮的切削过程,首先根据切齿原理和螺旋锥齿轮几何理论,对瞬时切屑面积进行推导。然后采用材料本构方程和斜角切削理论对材料剪切区应力进行计算,构建了成形法加工螺旋锥齿轮大轮的瞬时切削力模型。最后利用Matlab软件编写计算程序,并对理论切削力模型进行了试验验证,证明了模型具有一定的精度。

摘要： 针对螺旋锥齿轮齿面测量效率低的问题,对齿面测量路径进行优化研究。首先,分析了利用三坐标测量机的测量路径问题,并建立测量路径优化目标函数;其次,利用PSO算法对齿面测量路径进行优化,为了提高PSO算法的优化效果,提出了对权重系数和学习因子进行了改进;最后,利用改进的PSO算法和其他算法对测量路径进行优化研究。结果表明,本文提出的改进PSO算法,不仅能获得较短的测量路径,而且具有较高的运算效率。

摘要： 大规格高精度螺旋齿轮是用来传递相交或者相错轴向运动的齿轮类型,具有承载性能强、传动性能好、效率高等优点,广泛应用于石油化工、汽车制造和高档机床等行业,是国内齿轮加工水平和工艺技术的重要体现。本文从大规格高精度螺旋锥齿轮加工技术的出发,探讨加工技术类型,提出了优化改进大规格高精度螺旋锥齿轮加工精度的技术措施和办法,以促进锥齿轮加工的精益化发展,为国家现代工业化建设作出应有的贡献。

摘要： 针对专用铣齿机床加工螺旋锥齿轮时存在的不足,研究了某螺旋锥齿轮电极在通用型五轴数控机床上的小批量加工方法。首先在分析零件齿形结构的基础上,编制了加工工序;其次利用SurfMill9.0软件,生成了五轴加工刀路,并通过碰撞、过切检查,检验了刀路的合理性;然后使用DT编程技术,对实际加工过程进行了仿真,验证了NC程序的可靠性;最后通过在机测量与自动摆正技术,完成了零件的自动摆正与零点更新。生产实践证明:使用该方法加工的螺旋锥齿轮电极尺寸精度及表面质量良好,生产效率较高,能够满足小批量生产要求。

摘要： 为解决螺旋锥齿轮在五轴数控机床上因额外的两个旋转轴而造成轨迹复杂、人工倒棱效率低且无法保证加工质量的问题,针对螺旋锥齿轮齿廓倒棱轨迹规划进行了研究。首先计算出螺旋锥齿轮齿廓线方程,在验证方程的准确性后获取齿廓线的目标离散点。其次,根据坐标转换原理计算出坐标变换矩阵,并依据球头刀的倒棱位姿计算出刀轴矢量。然后,对获得的刀具轨迹进行MATLAB和VERICUT倒棱仿真,分析不同加工深度下的倒棱结果。最后得出五轴数控机床下的倒棱轨迹,切削仿真结果表明加工表面相对均匀,能够实现齿廓在数控机床上的倒棱,替代人工倒棱并提高加工效率。

摘要： 建立了螺旋锥齿轮啮合接触模型,分析了齿轮正、反向啮合时的接触应力、弯曲应力和摩擦应力.接触面轴向应力在小轮螺旋齿面凹面处向外,凸面处向里.本文给出了螺旋锥齿轮啮合分析方法,为工程设计人员提供参考.

摘要： 在转子-轴承系统中,挤压油膜阻尼器(SFD)在振动和噪声控制方面拥有较好的性能,然而很少有文献研究SFD支承下螺旋锥齿轮系统的非线性动力学特性.本文提出了一种8自由度动力学模型,并耦合了SFD的非线性油膜力、螺旋锥齿轮非线性间隙函数、静态传动误差、时变啮合刚度以及齿轮偏心距.首先建立SFD的雷诺方程,采用有限差分法将微分方程转换为差商形式,进而将油膜压力的求解转换为线性方程组的稀疏矩阵形式,可以大幅提升油膜压力的求解速度,然后通过Simpson积分法求解油膜反力并与系统的动力学方程耦合.采用分岔图、时间历程图、频谱图、相图及庞加莱截面等数值仿真及分析手段对比分析含SFD和不含SFD的螺旋锥齿轮系统动力学特性.此外,本文还研究了SFD油膜长度对系统动态特性的影响.研究表明,SFD可以有效抑制系统过临界转速的振动及改善系统的非周期运动,并且阻尼器的长度在设计过程中存在一个最优解,过大和过小都会导致系统双稳态响应及跳跃现象的发生.

摘要： 数控五轴联动螺旋锥齿轮加工的核心技术包括两个方面:齿面接触分析TCA技术与CAM刀轨编程技术。TCA技术控制项多达八个，参数值可以连续变化，不受传统加工方法参数的限制。采用TCA多参数软件控制技术，使接触斑点远超出传统方法所能达到的水平，齿长方向最高可达70，齿廓方向达50;同时，经TCA分析修正后的齿轮模型，用五轴联动加工中心以此加工成型，不需要传统方法的反复试切滚检，加工效率提高2倍以上。采用此技术，可以实现接触区预控，以及不同齿轮间的完全互换，这是传统加工方法无法做到的。CAM刀轨编程技术中决定加工精度与齿廓轮廓度质量的工序是渗碳淬火后的精加工，奔到工序采用五轴仿形加工编程方法，在刀具选择、切削厚度、切深、跨距、防振、刀刃长度、刀轨策略等方面进行控制，防止出现爬行、过大振动、铣削性振纹等缺陷，同时提高加工效率。采用本加工技术，目前可以实现直径3米的硬齿面克拉根贝尔格螺旋锥齿轮加工，精度达DINS级，齿面粗糙度Ra0.8-1.6。

摘要： 近几年来,在加工中心上对螺旋锥齿轮进行切齿已进入工业应用阶段,大型螺旋锥齿轮在加工中心上制造比专用铣齿机呈现出更多的优越性.目前国内外关于螺旋锥齿轮修形理论及方法仍然是沿用专用铣齿机的等效转换模式,在很多方面未能发挥加工中心的优点.本项目旨在突破专用铣齿机基于加工调整参数对齿面修形的限制,研究与加工中心相配套的螺旋锥齿轮齿面修形策略与方法.该项目的研究为提升螺旋锥齿轮的传动性能提供新的设计、制造途径;为基于加工中心的螺旋锥齿轮数字化设计、制造的闭环控制系统提供技术支持.

摘要： 螺旋锥齿轮端面滚齿加工方法由于采用连续分度,轮齿凹凸两面的粗切及精切在一次加工中完成,效率较高,正获得越来越广泛的应用.但国内长期对该方法重视不够,再加上国外公司对其相关技术资料严格保密,使得我国至今未开发出应用于生产实践的端面滚齿成套技术及装备.本项目针对我国汽车等工业领域对端面滚齿加工技术的迫切需求,研究了螺旋锥齿轮端面滚齿加工的成套基础理论问题,为我国开发端面滚齿加工成套装备提供了坚实的基础.提出了一种端面滚齿加工切齿调整计算方法，该方法能在齿面上任意指定接触参考点的位置，并能对轮齿两面的接触状态同时进行控制。研究了在保证齿轮及刀具相对运动不变的条件下，端面滚齿加工基本机床模型到全数控切齿加工模型的机床运动转化方法，建立了一种全数控铣齿机端面滚齿加工6轴联动的运动控制模型。推导了基于全数控端面滚齿加工运动控制模型的摆线齿锥齿轮齿面方程，并在此基础实现了摆线齿锥齿轮的齿形测量及齿形偏差的自动修正。开发了螺旋锥齿端面滚齿调整计算与接触分析软件、全数控锥齿轮铣齿机数控加工软件，开发了增加摆线齿锥齿轮测量与分析功能的新版锥齿轮测量与分析软件。

摘要： 由于螺旋锥齿轮齿面几何拓扑结构与啮合过程及加工装备结构、加工调整都非常复杂,其啮合性能对于误差和变形比较敏感;加工刀具、机床参数设置、加载变形和装配误差等各种因素都易破坏理想的啮合质量,引起偏载、振动和承载能力降低等问题.为此,本项目开展了基于啮合稳定性的高性能螺旋锥齿轮设计与制造技术的研究,基于现有的设计、加工、检测等手段,提出了具有啮合稳定性的设计齿面,对于改进螺旋锥齿轮的加工和安装误差设计及安装调整技术、降低工艺难度、减少成本、缩短产品开发周期具有重要的理论和实际意义.

摘要： 螺旋锥齿轮副传动系的装配质量是影响其工作性能的重要因素,项目针对螺旋锥齿轮副总成装配质量难以快速评判的问题,研究螺旋锥齿轮传动系总成装配质量评价方法,特别是考虑随机装配误差的螺旋锥齿轮传动系总成装配质量的快速评价方法.项目通过研究螺旋锥齿轮非线性动力学行为及装配质量影响因素;寻找螺旋锥齿轮振动信号的非线性特征提取和故障分类技术;探索基于非线性特征的螺旋锥齿轮产品装配质量在线检测及故障诊断方法.项目的研究对于明确螺旋锥齿轮传动机理,提升螺旋锥齿轮工业应用水平都具有一定的理论和工程应用价值.

摘要： 材料化学成分会导致材料淬透性的不同,淬透性直接影响材料的在相同冷却速率下的相变进程.齿轮不同部位的冷却速率和相变会导致齿轮在淬火过程中产生不规则的变形.研究基于材料不同淬透性的相变历程有助于控制齿轮的淬火变形.本文通过端淬实验得到22CrMoH钢的淬透性偏差,通过热膨胀实验建立了材料基于相对高/低淬透性的相变动力学模型.淬火实验结果验证了材料模型和有限元模型的准确性.根据模压淬火实际热处理工艺参数,建立了整个螺旋锥齿轮模压淬火过程模型,分析不同淬透性对齿轮在淬火过程的相变及温度历史的影响.齿轮表面为马氏体组织.低淬透性齿轮内部为贝氏体和铁素体混合组织,轮齿内部为贝氏体组织.高淬透性齿轮内部全部为贝氏体组织.低淬透性齿轮发生变形量为0.375mm外圆翘曲变形,高淬透性齿轮发生外圆0.075mm内圆0.091mm翘曲变形.

摘要： 大规格减速机的制遭受到极大制约,发展超大型精密硬齿面螺旋锥齿轮制造技术势在必行.基于五轴联动的螺旋锥齿轮制造,将建模/TCA软件得到的三维模型导入CAM软件,采用等高线、五轴仿形加工等CAM刀轨编程方法,编制CAM框序,并导入机床TNC.

摘要： 等高齿螺旋锥齿轮加工中,主要有Gleason体系和Oerlikon体系两种,两种体系均有独特的计算软件、机床、刀具等.一些螺旋锥齿轮生产企业由于各种因素,同时拥有两种体系,为方便生产安排,难免出现在两种体系之间进行数据转换的需求,本文介绍了准双曲面螺旋锥齿轮及普通螺旋锥齿轮,在Gleason体系和Oerlikon体系之间进行数据转换的方法.同时也介绍了螺旋锥齿轮理论齿貌数据和实际齿貌数据,在Gleason体系和Oerlikon体系之间进行数据转换的方法.

摘要： 本发明涉及一种对数螺旋线齿锥齿轮及加工该齿轮用对数螺旋线凸轮，属于机械领域，其特点是该齿轮的齿面节线为对数螺旋线，其齿形为端面齿形为延长渐开线，轴向剖面齿形为曲线，在法向剖面内齿形为直线，该凸轮按对数螺旋线规律旋转，且其上有一与被加工工件齿面节线相同的曲线槽，该齿轮是一种高精度齿轮，不仅啮合精度高，而且加工简单，维修方便，填补了我国不能加工大型齿轮的空白，使加工大型齿轮的技术难度及成本大幅度降低。

摘要： 本发明涉及一种对数螺旋线齿锥齿轮及加工该齿轮用对数螺旋线凸轮，属于机械领域，其特点是该齿轮的齿面节线为对数螺旋线，其齿形为端面齿形为延长渐开线，轴向剖面齿形为曲线，在法向剖面内齿形为直线，该凸轮按对数螺旋线规律旋转，且其上有一与被加工工件齿面节线相同的曲线槽，该齿轮是一种高精度齿轮，不仅啮合精度高，而且加工简单，维修方便。

摘要： 本发明公开了一种螺旋锥齿轮机床及螺旋锥齿轮倒棱方法，包括工件主轴、X轴滑台、Y轴滑台以及刀具箱体，所述工件主轴设于主回转轴，所述刀具箱体设有刀具主轴；所述刀具箱体的一侧设有在倒角时与螺旋锥齿轮机床的各个轴系联动的齿轮倒角装置；所述齿轮倒角装置包括回转体和回转驱动装置；所述回转体通过倒角回转轴与所述回转驱动装置相连接，所述回转体的内部设有驱动单元以及由所述驱动单元驱动的倒角主轴，所述回转体的两端设有由所述倒角主轴带动的第一倒角刀具和第二倒角刀具。该机床能够对其所加工的锥齿轮的大端齿形棱线、小端齿形棱线及齿顶棱线部分分别进行精确的倒角加工。

摘要： 本发明涉及一种螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法及螺旋锥齿轮加工方法。本发明以实际加工出的小轮的齿面参数为基准参数，结合大轮与小轮的传动关系以及齿面接触性能、大轮齿面锻造后的变形量，计算出大轮齿面的参数，根据该大轮齿面的参数得到用于锻造大轮齿面的凹模齿面的参数，然后根据该参数加工出凹模并使用该凹模即可进行大轮的锻造加工，使锻造后大轮齿面与小轮齿面满足预定的啮合性能，避免了重新对小轮齿面进行修配的二次加工，简化了螺旋锥齿轮的加工工序，提高了加工效率。

摘要： 一种确定用于螺旋锥齿轮和准双曲线齿轮的优化顶锥元素的方法。确定齿轮副的一个构件的齿根圆角的形状且将该形状转换为齿轮副的另一构件的齿顶。用本发明的方法，优化齿根‑齿顶间隙并使重合度最大，同时避免匹配齿轮构件之间的齿根‑齿顶干涉。

摘要： 本发明涉及机械检测技术领域，尤其涉及一种螺旋锥齿轮噪声检测装置，其包括主动驱动单元、从动驱动单元、检测单元、噪声采集分析单元和底盘。被测主动锥齿轮传动连接于主动驱动单元的输出端，被测从动锥齿轮传动连接于从动驱动单元的输出端，主动驱动单元和从动驱动单元被配置为能够使被测从动锥齿轮与被测主动锥齿轮分离或啮合连接，主动驱动单元和从动驱动单元均设置在底盘上。检测单元能够检测被测主动锥齿轮和被测从动锥齿轮的转速和扭矩，噪声检测分析单元能够采集和分析噪声数据。本发明还提供螺旋锥齿轮噪声检测方法，使用该螺旋锥齿轮噪声检测装置配合该螺旋锥齿轮噪声检测方法，能够准确测量得到螺旋锥齿轮的啮合传动噪声。

摘要： 本发明公开了一种螺旋锥齿轮机床及螺旋锥齿轮倒棱方法，包括工件主轴、X轴滑台、Y轴滑台以及刀具箱体，所述工件主轴设于主回转轴，所述刀具箱体设有刀具主轴；所述刀具箱体的一侧设有在倒角时与螺旋锥齿轮机床的各个轴系联动的齿轮倒角装置；所述齿轮倒角装置包括回转体和回转驱动装置；所述回转体通过倒角回转轴与所述回转驱动装置相连接，所述回转体的内部设有驱动单元以及由所述驱动单元驱动的倒角主轴，所述回转体的两端设有由所述倒角主轴带动的第一倒角刀具和第二倒角刀具。该机床能够对其所加工的锥齿轮的大端齿形棱线、小端齿形棱线及齿顶棱线部分分别进行精确的倒角加工。

摘要： 本发明涉及一种螺旋锥齿轮凹模齿面设计方法及螺旋锥齿轮加工方法。本发明以实际加工出的小轮的齿面参数为基准参数，结合大轮与小轮的传动关系以及齿面接触性能、大轮齿面锻造后的变形量，计算出大轮齿面的参数，根据该大轮齿面的参数得到用于锻造大轮齿面的凹模齿面的参数，然后根据该参数加工出凹模并使用该凹模即可进行大轮的锻造加工，使锻造后大轮齿面与小轮齿面满足预定的啮合性能，避免了重新对小轮齿面进行修配的二次加工，简化了螺旋锥齿轮的加工工序，提高了加工效率。

摘要： 一种确定用于螺旋锥齿轮和准双曲线齿轮的优化顶锥元素的方法。确定齿轮副的一个构件的齿根圆角的形状且将该形状转换为齿轮副的另一构件的齿顶。用本发明的方法，优化齿根-齿顶间隙并使重合度最大，同时避免匹配齿轮构件之间的齿根-齿顶干涉。

摘要： 本发明属于齿轮制造类，具体是一种螺旋锥齿轮的加工方法及其锥齿轮大轮成形装置，其加工方法采用半滚切法，小轮轮齿采用展成法，大轮采用成形法，大轮的凹凸面采用多个不同形状的刀盘分别成形，先将各成形刀盘形状根据接触区在高度方向上的要求调整修形，多个刀盘安装在各自的刀盘轴与刀盘座上，每个刀盘座安装在各自的垂直导轨上，并带有共同的横向导轨与进给导轨，由数控电机控制。本发明利用多个刀盘的横向导轨与垂直导轨调整螺旋角，从而达到调整接触区在长度方向位置的目的，用改变成形刀具的齿形来改变大轮的齿形曲率，达到改变接触区宽度及位置的目的，通过改变刀盘半径来改变相应齿面的接触区长度，简单方便，精度高。