弧线齿面齿轮的齿面设计与加工

提出了一种新型弧线齿面齿轮传动及其加工方法,比直/斜齿形的面齿轮副具有更为优越的传动性能.弧线齿面齿轮传动是一种交错轴弧形齿圆柱齿轮与弧线齿面齿轮相啮合的传动.基于啮合理论,研究了弧线齿面齿轮副的切削理论以及相应的齿面设计、制造方法;建立了弧线齿面齿轮的加工模型,推导了弧线齿面齿轮的齿面方程,并建立了相应的有限元模型及三维仿真模型.提出了利用常规的格里森刀盘,在国内已有的数控加工中心或数控齿轮机床上加工弧线齿面齿轮的方法,制造工艺简单.      

利用立体图求解斜梳齿刀刀齿型面

某斜齿轮零件由于结构上的原因,只能采用如图1所示的斜梳齿刀。刀具工作时,刀具的节线（或齿顶线）与零件轴线相垂直,且沿着零件螺旋角作上下运动,从而加工出所需的齿型面。     

加工斜孔用的多头钻

(1)齿轮副 主动轮为8°左螺旋角斜齿轮。为简化加工工艺,从动轮选用十个直齿圆柱齿轮(其模数等于斜齿轮法向模数),从而保证钻头轴线与零件轴线成8°夹角。 (2)轴承和轴承座 传动轴下端采用单列向心球轴承,为补偿轴向累积误差,上轴承采用锡青铜滑动轴承。 从动齿轮的轴承,因受空间尺寸的限制,采用上下分层布置。为补偿加工和装配时引起的角度误差,选用双列向心球面球轴承。 (3)钻体 悬挂在钻床主轴套的法兰上,由三个内六角螺栓沿45°方向调整平面轴承2的松紧度,以达到既能使钻体灵活转动,     

动载下的圆柱齿轮接触应力分析

本文研究了一般三维弹性接触问题的有限元局部网格密化技术 ,并在此基础上结合有限元—线性规划法首次提出了一种计算直齿和斜齿圆柱齿轮啮合过程接触应力分布的方法。文中以一对航空斜齿圆柱齿轮为例 ,计算了在系统动载和静载作用下该对斜齿轮不同接触线上的接触应力 ,并与航标进行了对比分析。计算结果表明本文方法及其微机用程序系统是快速可靠的。     

HBO-91-88《渐开线圆柱齿轮传动 模数基本齿廓精度》介绍

为了适应航空工业发展和民品生产的需要,我们于1986年开始对HB0-91-76《渐开线圆柱齿轮传动 模数、基准齿形、公差》(以下简称旧标准)进行了修订。修订后的标准HB0-91-88《渐开线圆柱齿轮传动 模数 基本齿廓 精度》(以下简称本标准)适用于平行轴传动的渐开线圆柱齿轮及齿轮传动;齿轮分度圆直径不大于1600毫米;法向模数为1～16毫米。为了便于同志们正确理解和贯彻本标准,现将本标准的主要内容、使用说明介绍如下。     

方舱机械结构中齿轮传动的最优设计

针对大尺寸方舱机械结构中大量采用的齿轮传动模式,建立斜齿圆柱齿轮传动的优化设计的数学模型,借助于MATLAB软件优化工具箱寻求最优解的计算,得到了满足实际需要的最优化参数,齿轮的体积和质量达到了最小,完全满足了使用要求。     

成形法加工的弧线齿面齿轮几何接触分析

研究了成形法加工的弧线齿面齿轮齿面接触分析及齿面修形.弧线产形齿条是由具有一定刀倾角的刀盘形成,用其推导展成加工的弧线齿圆柱齿轮和成形法加工的弧线齿面齿轮齿面方程,同时通过刀具抛物线齿廓对大轮齿面进行修形;在此基础上,建立了包括考虑安装误差在内的弧线齿面齿轮齿面接触分析(TCA)模型;最后通过算例的啮合性能分析,表明对大轮齿面修形可降低传动误差幅值和获得较好传动误差曲线,且该类传动装置对安装误差敏感性较低.      

圆柱齿轮齿廓偏差及螺旋线偏差精度控制研究

在齿轮加工过程中,热处理变形是影响齿轮精度的主要原因之一.通过分析CA457桥从动圆柱齿轮在渗碳淬火热处理中齿廓偏差、螺旋线偏差的变化数据,得出齿廓偏差、螺旋线偏差的变形规律.根据渗碳淬火后基圆半径和螺旋角的变形均呈增大趋势,修改加工刀具的设计齿廓和齿轮的设计螺旋线,降低热处理前产品的工艺精度,保证了热处理后产品的合格率.在创造良好经济效益的同时也为同类产品提供了设计依据.     

渐开线齿轮的中凸齿型和成型磨齿工艺

国内航空发动机传动机构中高精度的圆柱齿轮的齿型基本上采用理论渐开线作为其设计齿型。为了满足更高的传动要求,在部分齿轮上也采用了渐开线修缘齿型(见图1a)。精磨齿型的手段主要是用瑞士MAAG磨齿机。     

TOCT 1643-72中模数圆柱齿轮传动 公差

本标准适用于具有直齿、斜齿及人字齿的外啮合与内啮合的圆柱齿轮传动,齿轮分度圆直径到6300毫米,轮缘或半人字宽度到1250毫米,齿的模数从1到56毫米,原始齿形按ГОСТ13755-68。本标准代替ГОСТ1643—56。     

齿面点蚀对航空螺旋锥齿轮副啮合特性影响分析

螺旋锥齿轮作为航空减速器的重要传动零件,具有耐久性、高强度、高效率、高平稳性的特点。而齿面点蚀作为螺旋锥齿轮的主要失效形式之一,明确其对齿轮副啮合特性的影响,对分析系统故障状态下的运动特性和提高航空传动系统的可靠性具有重要意义。本文以刀倾半展成法加工的螺旋锥齿轮副为对象,基于承载接触分析技术（LTCA）,研究了不同工况下齿面不同位置点蚀对齿轮副时变啮合特性的影响规律。结果表明,与健康齿轮相比,点蚀位置接触应力有所下降,点蚀区附近齿面接触应力显著增大。齿面啮合至点蚀位置时,齿轮副传动误差增大。点蚀越靠近啮合区边缘,对传动误差的影响越小。点蚀位于啮合中心区域时,载荷越大,点蚀对传动误差的影响越小,但影响范围越广。相关结论为螺旋锥齿轮副点蚀故障状态下传动特性分析以及航空器可靠性研究提供了支持。     

重庆机床集团YD31125CNC6大型数控机床

日前,由重庆机床(集团)有限责任公司研制的用于风力发电行业大模数齿轮加工的YD31125CNC6大型数控滚齿机首次完成了大模数齿轮的加工试切,工件参数为模数m=20mm,齿数Z=25,齿宽B=140mm,外径D=540mm,一刀切加工精度达到了GB10095-2001IT7级,这表明为风力发电行业齿轮加工量身打造的大型全数控滚齿机的关键技术研制已取得成功.     

构造拓扑修形齿面的面齿轮传动主动设计

为了改善加工参数较少的面齿轮传动的啮合性能,提出了用给定的啮合性能对面齿轮和小齿轮齿面进行拓扑修形设计的方法.面齿轮用插齿法加工,面齿轮与插齿刀的转角关系由预设的传动误差确定,由此确定面齿轮的拓扑修形齿面.然后用接触路径的位置及其方向和接触椭圆的大小构造小齿轮的拓扑修形齿面,该齿面用共轭点接触法磨齿加工,建立了小齿轮拓扑修形齿面与加工参数之间的线性方程.结果表明:齿面接触分析(TCA)获得的传动误差、接触路径与预设的传动误差、接触路径相同,TCA仿真的椭圆长度与预设椭圆长度相差范围为0.175 2~1.16mm.     

用球形滚刀滚切面齿轮的理论误差研究

提出了利用现有球形滚刀与改造滚齿机加工面齿轮的方案。推导了球形滚刀基本蜗杆螺旋面方程,建立了滚切面齿轮的坐标系统。通过对成形误差曲面的研究发现用现有球形滚刀加工面齿轮的理论造形误差很小,且远小于插齿成形误差。轮齿接触分析表明滚切得到的面齿轮与标准圆柱齿轮啮合轨迹的位置及方向与理论啮合轨迹基本一致,而滚切得到的面齿轮副传动误差为有利的抛物线形。该文的研究为面齿轮的加工找到了新方法,并为球形滚刀开辟了新用途。     

非牛顿大滑滚比工况的斜齿轮热摩擦特性分析

考虑啮合过程中接触线长度及齿面载荷的时变性,结合沿接触线方向综合曲率半径及卷吸速度的瞬态特点,建立满足航空传动润滑剂非牛顿流体及大滑滚比工况的有限长线接触斜齿轮热弹流润滑(TEHL)模型。采用多重网格法及逐列扫描法,获得适用于宽泛工况范围的斜齿轮热弹流润滑完全数值解;分析非牛顿及大滑滚比情形下的斜齿轮传动热摩擦特性。结果表明:斜齿轮端部存在明显压力及温度尖峰,且离入口愈近膜厚会略减小;非牛顿特性对温度场影响显著,且接触线过节点时温度分布呈“V”型分布;摩擦因数沿啮合线方向在节点处接近于0且向两侧逐渐增大,同时随滑滚比的增大而增大。      

航空渐开线圆柱齿轮承载能力计算程序介绍

一、程序概况 航空渐开线圆柱齿轮承载能力计算程序是根据HB/Z84.1—84～HB/Z84.4—84编制的,程序的内容与该标准的计算方法完全一致。本程序适用于航空渐开线圆柱齿轮传动的载荷、速度计算和承载能力一般系数、齿面接触疲劳强度、轮齿弯曲疲劳强度及胶合承载能力的校核计算。本程序也可以与其他设计计算程序结合起来,实现航空齿轮传动的计算机辅助设计。     

螺旋角对航空燃油齿轮泵性能及流量脉动特性的影响

为研究螺旋角对航空燃油齿轮泵性能参数的影响规律，通过坐标变换推导了以圆弧-渐开线-圆弧为端面型线的7齿齿轮泵的型线方程，基于动网格技术和RNG k-ε湍流模型对该泵进行三维瞬态流场数值模拟。通过选定不同的重合度系数，计算比较了4种不同螺旋角齿轮泵的流量特性。研究结果表明：螺旋角对该齿轮泵性能有显著影响，随着螺旋角的增大，齿轮泵出口流量脉动系数呈下降趋势；随着螺旋角依次增大，其他三种角度泵的出口平均流量与螺旋角为23.74°的泵相比分别变化：+1.82%,+2.4%,+0.66%，呈先增后减趋势；经小波变换对齿轮径、轴向受力脉动频率进行分析，其脉动频率与齿轮啮合呈周期性相关；随着螺旋角的增大，齿轮相邻腔室间压力分布逐渐趋于均匀。     

螺旋双曲面齿轮修形及啮合特性

为了改善螺旋双曲面齿轮啮合特性,对小轮齿面进行修形设计.用抛物线齿廓的产形齿条展成修形插齿刀齿面,模拟插齿刀和被加工齿轮的啮合运动关系,建立齿轮齿面的数学模型;根据两齿面在啮合过程中连续相切条件,建立了考虑安装误差的轮齿接触分析(TCA)模型;齿轮副的啮合仿真结果表明,刀具齿廓抛物线修形可以获得中凸的抛物线传动误差,调整修形参数可改变传动误差幅值和对称性;轴交角的变化影响齿轮副的重合度、接触椭圆、安装误差敏感性.      

谐波齿轮传动的试制与研究

谐波齿轮传动是利用机械波进行运动传递的一种新型式。它的特点是:结构简单,零件少,体积约为普通齿轮机构的10%;同时啮合的齿数多,一般啮合齿的对数达50～55%,故运动精度高,可达5″,约为同级精度构成的普通齿轮机构的1/4;承载能力高,传递功率可由几瓦到几十豇,甚至到几百豇;输入和输出轴位于同一轴心线上;传动比范围大,从1.002～10~7;可以做到零侧隙啮合传动。特别应指出的是它还可以保证在密封空间实现运动的传递。     

全工序法弧齿锥齿轮加工参数计算方法

分析弧齿锥齿轮刀盘的结构特征与切齿运动特点,提出三个参考点的设置方法。以大轮采用展成法,小轮采用螺旋展成法加工的弧齿锥齿轮副为研究对象,提出了全工序法大轮加工参数的简化计算方法。总结螺旋锥齿轮的一般啮合规律,结合参考点设置方法,利用Free-Form型机床的柔性运动控制特征,建立了小轮的切齿控制优化模型,获得一组最优化的加工参数。以此计算方法开发了设计软件,基于国产全数控锥齿轮加工装备,以一对准双曲面齿轮为算例进行了网络化闭环制造,试验结果显示:齿轮副传动误差幅值达13.2″,两齿面接触区均位于齿面中部、呈内对角,验证了方法的正确性,有效解决了全工序法加工弧齿锥齿轮时双面接触特征同步调整困难的行业难题。