针对齿轮材料、数控铣齿方法和热处理规范均相同的同一批次的弧齿锥齿轮,基于自助法对少量齿面偏差样本数据进行自助再抽样,得到大量的样本数据,建立了批量弧齿锥齿轮齿面偏差的自助法统计模型;计算了齿面测量顺序点的概率特征值,利用k-s检验了其是否符合正态分布,并选取估计真值、估计区间等参数,描述了其统计规律和结果;通过三次NURBS曲面拟合方法,得到了整批次齿面偏差变化规律,实现了整批次齿面精度的有效评价。该自助法统计模型为指导齿面加工参数修正和高效稳定生产提供了理论依据。

建立了弧齿锥齿轮双重螺旋法加工的数学模型。基于齿轮啮合原理,完成了弧齿锥齿轮双重螺旋法加工齿面的数字化表达及离散化齿面点的构建,分析了各加工参数误差对齿面拓扑结构的影响程度;建立了齿面修正模型,通过算例验证,结果表明,齿面偏差得到了有效减小。

法兰突缘叉是汽车车桥的关键零部件,其端齿齿面的加工精度影响着车桥乃至整车的可靠性。对突缘叉端齿齿面计算与加工技术进行研究,以能够实现基于测量机的齿面测量与修正为目的,完成了齿面计算与偏差修正理论的构建,引入实例实现了突缘叉端面齿齿面的加工仿真,通过理论齿面与仿真齿面的过切量与残余量比较,验证了齿面计算的准确性;开展了突缘叉端面齿齿面实验加工,验证了齿面修正理论的正确性。为企业对突缘叉端面齿的加工提供理论参考。

圆柱齿轮的加工毛刺与运输磕碰会对齿轮副的传动性能产生重要影响。对圆柱齿轮齿廓倒角加工技术进行研究,构建齿廓倒角加工的数学模型,基于仿真软件构建机床模型,编写加工程序完成齿廓倒角的仿真与分析。以此为基础,在铣齿机上完成了倒角加工实验,验证了齿廓倒角加工技术的可行性,为工业生产中渐开线齿轮齿廓倒角加工提供了新的解决方案。

为了实现面齿轮的高精度、高效率加工,研究面齿轮的车齿加工技术。分析面齿轮车齿加工原理,建立刀具数学模型,根据车齿展成原理推导面齿轮的齿面及齿根过渡曲面方程。以配对渐开线圆柱齿轮共轭的面齿轮齿面作为基准齿面,构建车齿齿面的偏差齿面,分析不同刀具螺旋角、齿数和前角对车齿齿面的影响规律。使用YK2260MC数控车齿机床进行车齿加工,使用格里森650GMS齿轮检测中心,进行齿面误差检测。结果表明:左侧齿面和右侧齿面的误差最大分别为14.7、14.1μm,验证了所提车齿加工数学模型的正确性,为提高面齿轮的加工精度和效率,进一步改进面齿轮车齿工艺提供了参考。

以汽车驱动桥准双曲面齿轮为研究对象,研究解析法与有限元法融合的齿面接触分析方法。基于HFT法建立准双曲面齿轮加工数学模型,推导出齿面方程。通过构建齿面啮合数学模型,采用解析法计算出传动误差。通过数值算法求解出数值齿面,并构建出齿轮三维模型。将齿轮模型导入ABAQUS软件,通过提取每一帧的齿面瞬时接触椭圆,将其全部显现在最后一帧,从而获得齿面三维接触区。对一对准双曲面齿轮进行齿面接触有限元仿真,并进行磨齿加工实验。结果表明

负压力角弧齿离合器因承载能力强、啮合性能好、传动可靠性高等优势,被广泛应用于重型卡车驱动桥主减速器总成中。对负压力角弧齿离合器加工用的专用铣齿机的关键部件设计技术进行研究,构建铣齿加工数学模型,根据加工特点开展刀具箱、工件箱的结构功能分析,基于仿真软件建立等效机床模型,编制加工程序完成凸面齿与凹面齿的加工仿真与分析,验证了铣齿机设计方案的正确性。

介绍了一种用端面铣削法展成粗切摆线锥齿轮小轮的方法。根据展成加工中端面铣削法和端面滚切法的特点建立了统一的数学模型,采用端面铣削法数控加工时各轴运动的表达式实现了高阶泰勒展开,并对各项式系数进行了计算。以减小齿面偏差为目标,基于对运动多项式系数的优化建立了目标函数,编制了优化计算程序。基于上述理论基础,引入算例对粗精切齿面偏差展开了理论分析,最后完成了齿轮的虚拟加工。结果表明了展成粗切加工摆线锥齿轮理论的可行性和正确性。

随着高端装备对低噪声、高强度弧齿锥齿轮(包括渐缩齿弧齿锥齿轮和延伸外摆线等高齿锥齿轮)传动性能的要求日益提高,通过齿面拓扑结构设计提高弧齿锥齿轮啮合刚度及承载能力、减小振动噪声、降低安装误差敏感性是当前的一个研究热点。简要介绍弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计的发展状况,论述了最新的齿面设计基本原理,分析了各自特点,对高性能弧齿锥齿轮的齿面设计提供了可以借鉴的方法。

研究了用盘状铣刀和铣齿机加工负压力角弧齿离合器的方法。首先,根据弧齿离合器的特点建立了铣齿加工数学模型,构建从刀盘向工件之间的坐标转换关系,选取合适的曲面坐标初值实现齿面点的计算,完成了齿面失配量分析。基于上述分析,引入算例完成离合器的三维造型和失配量计算,以验证齿面计算理论为目地进行加工仿真分析,结果表明了负压力角弧齿离合器齿面计算的准确性和方法的可行性。