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高速干式滚齿工艺参数灵敏度分析
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作者 樊智敏 张耘瑞 +1 位作者 陈亮 曲伟 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期215-219,225,共6页
针对目前高速干式滚齿工艺参数优化中出现的待优化变量过多以及工艺参数相互冲突等问题,提出采用Sobol法对加工时间和加工成本中所涉及的工艺参数进行灵敏度分析,并在原有的一阶灵敏度算法上,增加二阶灵敏度以及全阶灵敏度,对高速干式... 针对目前高速干式滚齿工艺参数优化中出现的待优化变量过多以及工艺参数相互冲突等问题,提出采用Sobol法对加工时间和加工成本中所涉及的工艺参数进行灵敏度分析,并在原有的一阶灵敏度算法上,增加二阶灵敏度以及全阶灵敏度,对高速干式滚齿工艺参数灵敏度进行研究,根据灵敏度计算结果采用遗传算法进行参数优化。结果表明,对于加工时间和加工成本,进给速度和滚刀转速有着较高的一阶灵敏度,进给速度与滚刀转速之间有着较高的二阶灵敏度,选择进给速度与滚刀转速为待优化变量,加工时间与加工成本为目标函数,采用遗传算法进行优化求解,加工时间在优化后减少9.3%,加工成本在优化后降低9.5%,以此为高速干式滚齿工艺参数的选择与优化提供了理论支持。 展开更多
关键词 灵敏度分析 Sobol法 高速干式滚齿 遗传算法
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大规格滚齿工件安装误差分析与补偿策略研究
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作者 谢陇陇 洪荣晶 +1 位作者 张虎 刘洋河 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期149-153,共5页
大规格滚齿加工精度在齿轮制造领域仍是薄弱部分,工件作为成型齿轮载体,在加工过程中的安装精度直接影响齿轮精度。针对大规格滚齿工件安装误差对齿轮齿面映射关系,基于齿面拓扑结构,对工件偏心误差、倾斜误差及工件椭圆度误差进行定值... 大规格滚齿加工精度在齿轮制造领域仍是薄弱部分,工件作为成型齿轮载体,在加工过程中的安装精度直接影响齿轮精度。针对大规格滚齿工件安装误差对齿轮齿面映射关系,基于齿面拓扑结构,对工件偏心误差、倾斜误差及工件椭圆度误差进行定值分析,通过实际加工齿轮精度进行验证,对实际加工中做出有效的指导。结合实际工件安装过程,提出对偏心误差在X方向补偿策略,基于Vericut软件进行仿真加工验证,证明提出的补偿策略可行,为实际加工奠定了理论基础,可有效地减少工件安装调整时间,提高滚齿加工效率。 展开更多
关键词 大规格齿轮 安装误差 齿面拓扑 补偿策略 VERICUT 加工仿真
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干切滚齿机床热态特性的多源信息融合测试及分析
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作者 彭生帝 杨潇 +2 位作者 李本杰 何浪 张志立 《机械传动》 北大核心 2025年第7期120-127,共8页
【目的】针对干切滚齿机床热态特性问题,开展了多源信息融合测试与分析研究。【方法】结合干切滚齿机床的结构布局与多源产散热规律分析,设计了其热态特性测试方案;通过下位机硬件选型、上位机软件功能开发及测试功能集成,构建了干切滚... 【目的】针对干切滚齿机床热态特性问题,开展了多源信息融合测试与分析研究。【方法】结合干切滚齿机床的结构布局与多源产散热规律分析,设计了其热态特性测试方案;通过下位机硬件选型、上位机软件功能开发及测试功能集成,构建了干切滚齿机床热态特性多源信息融合测试方法;基于输入-过程-输出(Input-Process-Output,IPO)模型,提出了干切滚齿机床多源热态数据的顺次处理方法;利用异常值替换、移动平均滤波、小波滤波以及数据重采样技术,实现了多源热态数据的精确分析;在某汽车齿轮的干式滚切加工试验中进行了验证分析。【结果】结果表明,所提出的测试及分析方法具有较高的有效性和可靠性。研究实现了干切滚齿机床热态特性的在线测量与精确分析,可为干切滚齿机床热平衡设计提供技术支撑。 展开更多
关键词 绿色制造 干切滚齿机 热态特性 热平衡设计
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非圆齿轮滚齿切削力波动特性及抑制研究
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作者 韩江 李大柱 +1 位作者 田晓青 夏链 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2024年第2期169-175,245,共8页
滚齿是非圆齿轮加工实现的重要方法,用于节曲线外凸直或斜齿非圆齿轮的高效高精制造,节曲线非圆特性导致滚切力呈现较大幅度波动,影响制造过程稳定性及加工精度,是非圆齿轮滚齿领域需要研究的重要课题。文章基于单位切削力计算原理及圆... 滚齿是非圆齿轮加工实现的重要方法,用于节曲线外凸直或斜齿非圆齿轮的高效高精制造,节曲线非圆特性导致滚切力呈现较大幅度波动,影响制造过程稳定性及加工精度,是非圆齿轮滚齿领域需要研究的重要课题。文章基于单位切削力计算原理及圆柱齿轮滚切力的研究成果,采用单次断续切削产生的未变形切屑体积表征滚切力波动态势,构建非圆齿轮滚切未变形切屑模型的获取方法。选取大偏心率卵形齿轮为研究对象,分析滚刀恒速不窜刀联动加工模型所产生的滚切力波动特性,得出该联动加工模型所对应峰值切削力的波动规律。提出一种滚刀恒速并附加窜刀的联动加工模型,该模型具有恒定弧长增量加工特性,对抑制整周滚切力波动具有重要意义,并开展不同滚切深度所对应滚切力波动规律研究,研究结果为非圆齿轮滚切方案的优化制定提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 非圆齿轮 滚齿 切削力 切屑体积 力波动 抑制
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齿轮滚刀的选算方法 被引量:1
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作者 周梅斌 《金属加工(冷加工)》 2024年第2期63-66,共4页
对直齿外齿轮、齿轮滚刀和滚齿进行了分析计算,介绍了齿轮滚刀的选算方法。采用该方法能提前、快速优选出最合适的齿轮滚刀,避免了选错齿轮滚刀而造成的损失,具有很好的实用性和经济性。
关键词 外齿轮 公法线长度 齿根圆 齿轮滚刀 齿顶高系数
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非圆齿轮滚切最简数学模型及其图形仿真 被引量:39
6
作者 谭伟明 胡赤兵 +1 位作者 冼伟杰 区衍 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第5期26-29,共4页
推导非圆齿轮滚切加工的最简数学模型并作图形仿真验证。以切削点处工件和刀具的切向速度相等 (即滚刀节曲线和非圆齿轮节曲线保持相互纯滚动 )为基本依据 ,推导出坐标轴联动控制的一组方程式。对该组方程式进一步简化便获得滚切加工的... 推导非圆齿轮滚切加工的最简数学模型并作图形仿真验证。以切削点处工件和刀具的切向速度相等 (即滚刀节曲线和非圆齿轮节曲线保持相互纯滚动 )为基本依据 ,推导出坐标轴联动控制的一组方程式。对该组方程式进一步简化便获得滚切加工的最简数学模型 ,它是一个 3坐标联动的结构。根据最简数学模型 ,利用计算机图形仿真的方法 ,动态地演示出齿形的形成过程及结果。利用图形仿真的结果 ,可以初步分析判断所加工齿轮齿形的各种特征 ,从而为设计和制造的顺利进行提供了有力的支持。 展开更多
关键词 非圆齿轮 滚齿 数学模型 图形仿真
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大型数控滚齿机热误差补偿建模 被引量:17
7
作者 王时龙 杨勇 +3 位作者 周杰 康玲 雷松 李川 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期3066-3072,共7页
针对某大型数控滚齿机,提出滚刀与工件主轴中心距热误差计算新模型,建立热误差实验检测系统,进行热误差与温度的关系实验;在此基础上,采用模糊聚类与多元线性回归法建立滚刀与工件主轴中心距热误差补偿模型;将补偿模型与实验数据进行对... 针对某大型数控滚齿机,提出滚刀与工件主轴中心距热误差计算新模型,建立热误差实验检测系统,进行热误差与温度的关系实验;在此基础上,采用模糊聚类与多元线性回归法建立滚刀与工件主轴中心距热误差补偿模型;将补偿模型与实验数据进行对比分析,揭示滚齿机热误差规律,得到热误差随加工温度变化曲线。研究结果表明:经热误差理论、实验及补偿模型值比较,三者热相对误差均低于5%,验证了所建立热误差补偿模型的正确性与有效性,表明该热误差补偿模型精度高,实用性及鲁棒性强,可为滚齿机热误差预测、控制及实时补偿提供有益参考与指导。 展开更多
关键词 大型数控滚齿机 热误差 模糊聚类 多元线性回归 补偿模型
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基于球形滚刀的面齿轮滚齿加工方法 被引量:11
8
作者 王延忠 唐文 +3 位作者 殷永耀 兰州 侯良威 贾爽 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期441-448,共8页
面齿轮传动具有突出的优点,在航空领域具有广阔的应用前景。为提高面齿轮的加工效率,针对面齿轮球形滚刀及滚齿加工进行了研究。根据面齿轮传动原理,得到了面齿轮插齿成形的型面。研究了从圆柱齿轮向球形滚刀基蜗杆演变的过程,分析了球... 面齿轮传动具有突出的优点,在航空领域具有广阔的应用前景。为提高面齿轮的加工效率,针对面齿轮球形滚刀及滚齿加工进行了研究。根据面齿轮传动原理,得到了面齿轮插齿成形的型面。研究了从圆柱齿轮向球形滚刀基蜗杆演变的过程,分析了球形滚刀的成形方法,推导了球形滚刀基蜗杆的型面方程和螺旋升角。建立了球形滚刀加工面齿轮的坐标系,推导了球形滚刀加工面齿轮的型面,利用VERICUT对2个实例进行了加工仿真,并进行了相应的实际加工试验和检测,仿真和试验结果表明球形滚刀可用于面齿轮的加工。 展开更多
关键词 面齿轮 球形滚刀 蜗杆 滚齿加工 加工仿真
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基于电子齿轮原理的滚齿加工CNC系统的联动结构 被引量:11
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作者 谭伟明 胡赤兵 +5 位作者 阎树田 侯启真 田保仓 李载欣 季建华 殷红彦 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第5期42-44,共3页
介绍一种构成齿轮滚切加工 CNC系统多轴联动控制的模型。它以电子齿轮原理为基础 ,运用脉冲频率的函数变换和加减合成方法 ,获得滚齿加工时机床各个坐标运动的指令。以同步锁相电路结合伺服电机位置控制方法实现电子齿轮功能 ,并且齿数... 介绍一种构成齿轮滚切加工 CNC系统多轴联动控制的模型。它以电子齿轮原理为基础 ,运用脉冲频率的函数变换和加减合成方法 ,获得滚齿加工时机床各个坐标运动的指令。以同步锁相电路结合伺服电机位置控制方法实现电子齿轮功能 ,并且齿数比可以实时刷新 ,具备了函数分频能力。经机床运行试验验证 。 展开更多
关键词 滚齿加工 CNC 联动控制 电子齿轮
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滚齿加工运动三维仿真 被引量:10
10
作者 张荣闯 王军 +1 位作者 王博 王宛山 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第11期2729-2734,共6页
针对滚齿加工仿真中由于模型简化而带来的仿真精度问题,提出了基于实体造型的滚齿加工运动三维仿真方法;通过对滚刀与工件之间的运动关系、位置关系分析,建立了基于时间驱动的滚齿加工运动矢量模型。基于UG(Unigraphics NX)二次开发平台... 针对滚齿加工仿真中由于模型简化而带来的仿真精度问题,提出了基于实体造型的滚齿加工运动三维仿真方法;通过对滚刀与工件之间的运动关系、位置关系分析,建立了基于时间驱动的滚齿加工运动矢量模型。基于UG(Unigraphics NX)二次开发平台,分别构建了滚刀刀齿前刀面几何模型与刀齿空间运动轨迹曲线几何模型,并将二者进行联立构造出滚刀刀齿空间三维扫掠几何实体。将每个工作刀齿所形成的刀齿扫掠几何实体与瞬时齿槽几何实体进行布尔减运算,得到各刀齿在其展成位置切削去除的未变形几何切屑实体与最终仿真齿廓几何模型。齿轮端面仿真齿廓与理论渐开线齿廓比较,验证了所提出方法的有效性与精确性。 展开更多
关键词 滚齿加工仿真 实体造型 未变形切屑 矢量模型
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高阶椭圆齿轮的滚齿加工方法及理论 被引量:10
11
作者 张国政 韩江 刘有余 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第5期1106-1113,共8页
为解决高阶椭圆齿轮的制造难题,分析高阶椭圆齿轮节曲线方程及其传动特征,建立高阶椭圆齿轮可滚齿加工判别方法。基于4轴联动滚齿策略,采用工具齿条法建立高阶椭圆直齿轮4轴3联动滚齿模型和高阶椭圆斜齿轮4轴4联动滚齿模型。基于虚拟制... 为解决高阶椭圆齿轮的制造难题,分析高阶椭圆齿轮节曲线方程及其传动特征,建立高阶椭圆齿轮可滚齿加工判别方法。基于4轴联动滚齿策略,采用工具齿条法建立高阶椭圆直齿轮4轴3联动滚齿模型和高阶椭圆斜齿轮4轴4联动滚齿模型。基于虚拟制造技术,分别对4个不同参数的高阶椭圆直齿轮和高阶椭圆斜齿轮进行虚拟加工,验证了以上滚齿加工联动模型及可滚齿加工条件的正确性。采用滚齿数控平台对3个典型的高阶椭圆齿轮进行实际滚切,实验结果与虚拟滚齿加工一致,为高阶椭圆齿轮制造技术及滚齿数控系统高阶椭圆齿轮加工模块的研发提供了理论基础。 展开更多
关键词 高阶椭圆齿轮 节曲线 判别函数 滚齿 虚拟滚齿 联动模型
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非圆斜齿轮滚切加工的联动控制模型 被引量:6
12
作者 胡赤兵 丁和艳 +1 位作者 严克明 邬再新 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2005年第1期43-45,共3页
分析了传统滚齿机不宜加工非圆斜齿轮的原因,并针对用数控滚齿机滚切加工非圆斜齿轮的动轴线变传动比的复杂运动几何关系,综合运用螺旋齿啮合原理和工具斜齿条法,设计出非圆斜齿轮滚切加工的 2 种 CNC联动控制方案,经推证它们是四坐标联... 分析了传统滚齿机不宜加工非圆斜齿轮的原因,并针对用数控滚齿机滚切加工非圆斜齿轮的动轴线变传动比的复杂运动几何关系,综合运用螺旋齿啮合原理和工具斜齿条法,设计出非圆斜齿轮滚切加工的 2 种 CNC联动控制方案,经推证它们是四坐标联动;同时设计出非圆斜齿轮滚切加工CNC联动控制的一般原理图. 展开更多
关键词 CNC非圆齿轮 斜齿轮 滚切 联动控制
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渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究 被引量:7
13
作者 汪中厚 李刚 +1 位作者 张兴林 李克松 《机械传动》 CSCD 北大核心 2012年第8期9-13,共5页
利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿... 利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。 展开更多
关键词 渐开线斜齿轮 虚拟加工 滚齿 齿面精度
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基于成组技术和标准模板的滚齿CNC自动编程 被引量:7
14
作者 曹卫东 阎春平 郭奉民 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期195-203,共9页
针对滚齿数控加工的自动编程问题,提出一种基于成组技术和标准模板的滚齿CNC自动编程方法。利用成组技术原理,根据齿轮的几何特征和工艺特征的相似性对齿轮工件进行分类,利用每类齿轮单元的滚削数学模型,在工艺决策知识库支撑下确定出... 针对滚齿数控加工的自动编程问题,提出一种基于成组技术和标准模板的滚齿CNC自动编程方法。利用成组技术原理,根据齿轮的几何特征和工艺特征的相似性对齿轮工件进行分类,利用每类齿轮单元的滚削数学模型,在工艺决策知识库支撑下确定出滚齿加工的工艺参数;根据滚削数控代码结构的相似性,运用字面相似度算法建立滚齿加工参数化控制标准模块库,组建每类齿轮单元的NC参数化代码模板,并运用表达式驱动算法完成对代码模板的实例化,自动生成NC代码,实现了滚齿加工的模块化、参数化数控程序设计。开发了基于西门子840D数控系统的滚齿自动编程系统,在某型号滚齿机上的应用表明该方法的编程效率高、算法可靠性强。 展开更多
关键词 滚齿 数控系统 自动编程 成组技术 标准模板
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椭圆形刀顶对齿根弯曲应力的影响 被引量:4
15
作者 周彦伟 王军 +1 位作者 张力 魏冰阳 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第3期38-41,共4页
着重研究了椭圆形刀顶曲线的形状对齿根弯曲应力的影响,并以减小最大齿根弯曲应力为目标,对椭圆形刀顶曲线的形状参数进行了优化设计。应用边界单元法,分别计算了普通圆弧形刀顶及椭圆形刀顶加工出的齿轮的齿根弯曲应力,应力分析结... 着重研究了椭圆形刀顶曲线的形状对齿根弯曲应力的影响,并以减小最大齿根弯曲应力为目标,对椭圆形刀顶曲线的形状参数进行了优化设计。应用边界单元法,分别计算了普通圆弧形刀顶及椭圆形刀顶加工出的齿轮的齿根弯曲应力,应力分析结果表明:使用具有最优参数的椭圆形刀顶的刀具加工出的齿轮,其最大齿根弯曲应力比普通齿轮的最大齿根弯曲应力降低了10.1% 展开更多
关键词 滚齿 椭圆形 滚刀 齿根 最佳化
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直齿非圆齿轮滚齿加工误差的研究分析 被引量:10
16
作者 严慧萍 胡赤兵 刘立美 《机械传动》 CSCD 北大核心 2007年第4期18-20,共3页
分析了直齿非圆齿轮按程序段进行加工过程中各种误差产生的原因。为提高非圆齿轮加工精度提供理论根据。
关键词 程序段的划分 周节累积误差 齿廓误差 螺旋线误差
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非圆齿轮滚齿加工CNC系统联动结构 被引量:13
17
作者 谭伟明 胡赤兵 魏周宏 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第8期24-27,共4页
探讨非圆齿轮滚齿加工的数控机床应该具有的联动结构。从滚刀节曲线与齿轮工件节曲线之间必须进行纯滚动出发,推导出联动关系为4个坐标的复杂联动。这种联动关系再由CNC系统主计算机进行处理,分成若干足够精确的微直线段,而后利用专... 探讨非圆齿轮滚齿加工的数控机床应该具有的联动结构。从滚刀节曲线与齿轮工件节曲线之间必须进行纯滚动出发,推导出联动关系为4个坐标的复杂联动。这种联动关系再由CNC系统主计算机进行处理,分成若干足够精确的微直线段,而后利用专用电子齿轮电路模板和脉冲合成电路模板实现这些微直线段内的4坐标直线联动控制。用这种粗精插补结合的方法,获得非圆齿轮滚齿加工所需要的CNC联动结构。 展开更多
关键词 非圆齿轮 滚齿 CNC 联动 插补
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螺旋锥齿轮端面滚齿切齿计算及接触特性控制 被引量:4
18
作者 张卫青 郭晓东 张明德 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第19期49-57,共9页
分析了螺旋锥齿轮端面滚齿加工的齿面形成原理,推导了局部接触状态下端面滚齿加工切齿调整参数及刀盘参数的计算过程。提出了一种齿面接触特性控制方法,该方法能够根据需要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... 分析了螺旋锥齿轮端面滚齿加工的齿面形成原理,推导了局部接触状态下端面滚齿加工切齿调整参数及刀盘参数的计算过程。提出了一种齿面接触特性控制方法,该方法能够根据需要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。分析了接触特性控制参数对接触区形态参数的影响规律。分析结果表明刀倾角主要修正接触区长度以及传动误差,刀刃曲率主要修正接触区对角方向以及传动误差,且接触特性参数之间有相互制约关系。最后通过计算实例以及端面滚齿加工试验对接触特性控制方法及切齿调整计算算法进行了验证。 展开更多
关键词 准双曲面齿轮 端面滚齿 切齿调整计算 接触特性
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变齿厚渐开线齿轮的应用和加工 被引量:15
19
作者 沈永鹤 孙融 《机械设计与研究》 CSCD 2003年第3期83-84,55,共3页
介绍平行轴和相交轴的变齿厚渐开线圆柱齿轮在机械产品中的实际应用和该齿轮在滚齿机上的加工方法。
关键词 变齿厚渐开线齿轮 滚齿机 齿轮加工 应用
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非圆齿轮滚切加工运动控制模型 被引量:8
20
作者 胡赤兵 姚运萍 邬再新 《制造技术与机床》 CSCD 北大核心 1999年第9期41-42,共2页
关键词 非圆齿轮 滚切加工 运行控制模型
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