螺旋锥齿轮啮合理论的发展

2020-05-26 15:22:57 wfzhutong.com 655

   齿轮啮合理论被广泛用于设计、制造、加工等诸多领域,而且随着工程应用的发展和技术进步的推动,啮合理论呈现出蓬勃发展的势头。毋庸置疑,齿轮啮合原理的迅速发展离不开

大批学者的努力。

    螺旋锥齿轮由格里森公司的杰出科学家E.Wildhaber提出,他于20世纪40年代发表的一系列关于螺旋锥齿轮设计、加工方面的论文中,使用立体几何的方法,推导了螺旋锥齿轮的诱导曲率计算公式和齿线曲线的概念,并给出了齿坯的设计方法。60年代,格里森公司的另一位科学家M.L.Baxter提出了一个准双曲面几何模型,进一步完善了螺旋锥齿轮节面分析的数学模型,并分析了局部共轭齿轮副的齿面接触过程,给出了一种确定失配齿面接触和运动传递情况的定量分析方法,提出了螺旋锥齿轮的“二阶曲面范成”原理。他们的工作为研究螺旋锥齿轮复杂三维齿面的解析方法奠定了基础。

    国际著名学者F.L.Lintvin教授一直致力于以格早森锥齿轮设备和加工方法为基础的新的螺旋锥齿轮共轭齿面形成方法的研究,提出了改善齿面接触特性的齿面综合分析方法及齿向综合优化的数学模型,对各种误差对运动精度的影响进行了解析描述。其研究成果使格里森制齿轮传动的理论分析和加工方法更加完善,齿轮性能更加优越。此外,Litvin还提出了一个适合于弧齿锥齿轮加工的零误差传动模型,但该方法不适用于准双曲面齿轮副,具有一定局限性。由于企业的技术权益,格里森公司义从不公开其公式来源,使得人们对格里森技术缺乏系统的认识和理解,因此引起了各同学者多方面的探索,特别是前苏联和日本,这些尝试虽推动了齿轮啮合理论的发展,但都没完全弄清格里森的技术,其结果也不尽如人意。

    在我国,20世纪70年代以前,由于历史原因,在螺旋锥齿轮设计、制造方面,都是引进前苏联的技术和机床。l972年,中美关系正常化之后,才开始引进Gleason公司的设备。与此同时,原机械工业部把“格里森成套技术的研究"列为重点科研项目,组织了很多院校、工厂攻关。其中,南开大学吴大任、严志达教授,上海工业大学陈志新教授对齿轮啮合理论进行了系统的研究,推导出了共轭曲面的诱导法曲率公式,为彻底弄清Gleason技术秘密奠定了理论基础。重庆大学郑昌启教授、西安交通大学的吴序堂教授、中南大学(原长沙铁道学院)的曾韬教授全面研究了Gleason发表的SGM、HGM、SGT、HFT等手算卡和TCA程序,揭示了其编制原理并推导了各种计算公式,然后应用于实践,促进了我国齿轮技术的发展。


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