环面蜗杆齿面的统一仿真模型研究

根据共轭曲面的仿真原理,建立环面蜗杆齿面的统一仿真模型,利用该模型,可以快速、直接地求解环面蜗杆的实际齿面.     

一种平面二次包络环面蜗轮副的特征建模方法

平面二次包络环面蜗轮副三维实体属复杂曲面造型，文章在坐标变换公式的基础上，讨论了环面蜗杆螺旋齿面方程，建立了环面蜗杆螺旋线参数方程，并用VBA编程建模．按此建模，用平面包络环面蜗杆产型齿的特征模型，在MDT6．0三维绘图软件环境中实现平面包络环面蜗杆和二次包络蜗轮副的三维建模，并以断面图检验了其良好的接触啮合状态．所生成的实体模型具有给定参数的数字信息，可用于此类环面蜗杆的齿廓形状分析和进一步应用研究．     

无侧隙双滚子包络环面蜗杆真实啮合齿面的理论研究

为获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆三维真实啮合齿面,基于空间啮合原理建立了无侧隙双滚子包络环面蜗杆传动的数学模型,推导了蜗杆传动的齿面接触螺旋线方程.该方程与Pro/E软件结合,获得无侧隙双滚子包络环面蜗杆的真实啮合齿面.在此基础上将利用Matlab软件计算得到的蜗杆接触线与Pro/E软件拟合得到的蜗杆齿面对比分析.结果表明:蜗杆齿面拟合精度由蜗杆齿面接触螺旋线条数决定,当螺旋线为9条时,所获得的齿面反映了蜗杆的真实啮合齿面,拟合精度达到0.001 00 mm.     

平面包络环面蜗杆齿面的螺旋线误差检测及溯源

为了提高平面包络环面蜗杆齿面的加工精度, 提出了环面螺旋线误差检测、加工误差溯源及修正加工方法. 以微分几何和啮合理论为基础, 建立了平面包络环面蜗杆的齿面方程、环面螺旋线数学模型及带误差的环面螺旋线数学模型, 分析了测头半径补偿原理及误差评定方法. 利用研制的环面蜗杆检测仪检测了样件齿面螺旋线误差, 应用遗传算法进行了误差溯源分析, 并以溯源结果为基础, 修正加工了样件齿面. 结果表明, 修正加工后的样件齿面螺旋线误差从0.140 mm降至0.025 mm.      

平面二次包络环面蜗杆传动强度计算

为了简化平面二次包络环面蜗杆传动承载能力的计算方法,基于Hertz理论,应用线性回归法和插值法,推导了平面二次包络环面蜗杆传动接触强度计算公式;考虑齿间载荷分配系数的影响,修正了普通圆柱蜗杆传动弯曲强度计算公式;根据蜗杆副有限元网格模型,分析了轮齿应力分布.结果表明:解析式计算的平面二次包络环面蜗杆传动接触强度(弯曲强度)比有限元分析结果大6%~16%,满足工程使用的要求;蜗轮齿面接触应力沿接触线呈倾斜L型分布;蜗杆载荷从1 N.m增大至额定值时,5对齿啮合的最大齿间载荷分配从32.4%降至27.5%.     

包络面的建模及实体造型

以空间啮合理论为基础，精确推导了包络面的数学模型，提出了矩阵为实体造型提供数据来源的方法，实现以平面二次包络环面蜗杆为例的精确实体造型，为包络面的传递特性及其设计制造的深入研究提供了一个准确的实体模型。     

平面二次包络环面蜗轮副接触状况的仿真研究

对平面二次包络环面蜗轮副接触状况进行了理论分析，建立了求解接触点位置和中心夹角的极小值的数学模型，并进行了非理想接触状况的计算机仿真研究，为研究安装和制造误差对平面二次包络环面蜗轮副的啮合性能的影响提供了有效的方法。     

蜗杆凸轮间歇运动机构参数化设计与动力学仿真

采用基于特征模型的造型方法,利用CATIA中CAA二次开发功能实现了蜗杆凸轮的参数化建模.然后在ADAMS中对蜗杆凸轮间歇运动机构进行动力学仿真,分析了啮合过程中输出轴角速度、角加速度及啮合力的变化特性.     

鼓形齿轮联轴器齿廓分析研究

从滚刀基本蜗杆齿面出发，按照滚切鼓形齿轮的运动，运用空啮合理论，导出了滚切加工的鼓形齿轮面方程，定量分析了齿廓形状及其影响因素，得到了滚切加工的鼓形外齿轮除中央截面为浙开线外，其余任何垂直于轴心线的截面或是过球心的截面都不是浙开线齿形，而且还存在严重的齿面扭曲畸变的结论。     

平面二次包络环面蜗轮副三维实体造型及其应用

提出了平面二次包络环面蜗轮副的三维实体造型方法，介绍了三维造型系统的开发环境、系统结构和功能，并以母平面倾角β对齿顶“变尖”的影响为例，说明了所开发的三维实体造型系统的应用，展示了三维实体造型在蜗杆传动研究中的广阔前景。     

渐开线滚刀滚齿加工齿轮齿面的数值计算方法

从滚齿加工的实际运动出发,利用空间啮合理论,建立滚齿加工模型,该模型以滚刀法向截形为已知条件,具有通用性,并给出具体的齿轮齿面的数值计算过程.最后以带法向齿顶圆弧的渐开线型滚刀为例,求解得到精确的齿轮齿面形状,验证了所建模型和计算过程的正确性和有效性.     

非圆齿轮在正弦机构中的应用及仿真分析

为了满足正弦机构特殊的运动输出曲线,在其输入端设计一对啮合的非圆齿轮.根据非圆齿轮齿轮节曲线方程和插齿加工原理确定其齿廓方程,利用数值算法和Solidworks建模得到非圆齿轮的三维模型,导入ADAMS后通过ADAMS软件进行运动学仿真,仿真结果表明非圆齿轮传动使正弦机构达到特殊的运动输出.     

面向数控加工的船模曲面三维造型方法

为了最大限度地利用船模曲面的三族型线,使造型结果蕴涵更多的船模曲面的设计信息,分析了各类曲面造型方法构建船模曲面的不同效果,提出了面向数控加工的船模曲面三维造型的过曲线网格法,以一艘实际双艉船模曲面为例,研究了过曲线网格法实现船模曲面三维造型的关键技术:局部区域包容方案与分片造型方案,利用UG/OpenGrip开发了船模曲面三维造型模块。对于双艉船模曲面的制造,采用传统的手工放样的制作方法至少需要30 d,而采用四坐标船模曲面数控加工系统只需6 h就可以完成船模曲面98%的加工量,并且经测量验证:船模曲面的尺寸精度、形位精度和光顺效果,较传统的制作方法均有显著提高,满足船模曲面数控加工的要求。     

非对称齿形加工的计算机仿真

根据Willis定理,设计出计算机仿真程序．由非对称齿轮滚刀齿形自动生成非对称齿轮齿形,并用AUTOCAD绘制齿形图．根据该齿形图修正滚刀设计,直到齿形满足设计要求为止．     

非对称齿形加工的计算机仿真

根据Willis定理，设计出计算机仿真程序，由非对称齿轮滚刀齿形自动生成非对称齿轮齿形，并用AUTOCAD绘制齿形图。根据该齿形图修正滚刀设计，直到齿形满足设计要求为止。     

Computer modeling and validations of steel gear heat treatment processes using commercial software DANTE

The heat treatment process of a gear made of AISI 9310 carburized steel is modeled using the commercial heat treatment simulation software DANTE. Both carburization and quenching processes affect the residual stress distribution and distortion of heat-treated parts, which are important to service quality and fatigue life. DANTE/VCARB is used to design the boost/diffuse schedule of a vacuum carburization process. Oil quenching is modeled following the vacuum carburization process. Thermal gradient and phase transformation are two main sources of distortion and residual stresses in quenched parts. The relation of the carbon distribution, thermal gradient, and phase transformations during quenching is studied through the gear modeling example. Because of geometry, the residual stress distribution after quenching is non-uniform along the gear surface. In general, the root fillet has higher residual compression than either the root or tooth face locations after traditional oil quenching of carburized gears. The predicted residual stresses from the oil quenching model are imported into a single tooth fatigue bending model. The gear stresses under bending load indicate the possible cracking locations during the bending fatigue test. The importance of heat treatment residual stresses during gear design is pointed out, and it is commonly ignored in the gear design and manufacturing industry.