数控强力刮齿加工锥齿刀刃形计算

针对强力刮齿加工的锥齿刀刀具刃形设计困难的问题,提出了一种用于加工渐开线齿形的锥齿刮齿刀刃形计算方法.根据交错轴空间啮合理论,建立内齿圆柱齿轮强力刮齿加工数学模型,推导并求解啮合方程式,得到刮齿刀齿面方程;对设计有前角的刮齿刀刃口廓形进行计算,得到锥齿刮齿刀的法面刃口曲线方程;以一种加工内直齿圆柱齿轮的锥齿刮齿刀为例,通过刮齿刀展成运动包络出的齿形和运动仿真分析,检查刀具规避干涉的能力,验证了该锥齿刮齿刀的计算方法准确可行.     

基于实测齿面的直齿锥齿轮有限元分析

由于受到加工误差及热处理变形的影响,直齿锥齿轮加工表面和理论设计的齿面是有一定的偏差。为了精确分析被加工齿面性能,在齿轮检测中心中测量得齿面点坐标值,根据实测点以齿面拟合数学理论为基础,通过曲面重构技术拟合齿轮数字化齿面,对数字化齿面采用映射网格构建技术建立精确的齿轮有限元网格模型,进行齿面有限元受力分析,得到加工后齿面静态力学性能,对分析评估实际齿轮齿面性能具有一定的实际意义。     

正交变传动比面齿轮的设计及三维造型

<正>交变传动比面齿轮传动是一种新型的齿轮传动形式.根据空间坐标变换关系及齿轮啮合原理,推导正交变传动比面齿轮副的节曲线、齿顶曲线、齿根曲线方程;结合加工刀具齿面方程与齿轮共轭基本原理,得到正交变传动比面齿轮的齿面参数方程;根据根切和变尖的条件,推导齿宽的计算方法;分析加工过程中刀具的空间走刀轨迹,基于VB和Solidworks(API)开发出正交变传动比面齿轮参数化设计和加工仿真系统;对正交变传动比面齿轮副进行实验研究,验证了理论推导过程和参数化设计及仿真加工方法的正确性和可行性.     

齿轮滚齿加工方法的分析及探讨

目前,滚齿是国内、外应用最广的切齿方法,本文首先就滚齿加工的特点及应用现状进行了介绍,其次对于滚齿加工中的工艺性问题进行了分析,提出解决方法和措施。最后对未来齿轮加工发展趋势进行了分析及展望。     

一种零耦合滚齿全误差模型及其预测方法

为了降低滚齿全误差模型的求解难度,建立了机床误差模型与工件加工精度之间的映射关系,同时对滚齿加工误差进行准确辨识与预测,提出了一种将滚齿全误差模型分解为两个完全独立的子模型并进行协同计算的方法,可以提高滚齿全误差模型在误差辨识、预测中的可操作性。利用齐次坐标变换建立机床误差传递模型,依据共轭曲面的空间啮合特性,对滚齿加工理论齿廓进行了精确计算。利用齿廓误差的折算方法,将机床误差参量折算成齿廓误差,从而得到实际加工齿廓,通过对比,即可得到齿形、齿向、齿距等误差值,从而建立起了机床各误差参量与齿轮加工误差之间的完整映射关系。进一步在滚刀存在偏心的情况下进行直齿滚切实验,并将齿轮检测结果与文中模型的预测结果进行对比,表明该模型的计算结果与检测结果高度契合(相对误差≤5%),充分说明了该模型的正确性与实用性。滚齿加工误差的准确辨识与预测也使滚齿加工虚拟化成为可能,为构建机床信息物理系统模型和实现预测式制造提供了重要的技术支撑。     

等高齿弧齿锥齿轮的三维精确建模与加工试验

基于格里森制弧齿锥齿轮,运用局部综合法与轮齿接触分析(TCA)技术,研究等高齿弧齿锥齿轮的几何设计、加工参数设计和刀盘参数。通过UG软件,建立该齿轮的三维精确模型,对大、小轮模型进行运动仿真,模拟齿面的接触区情况。该等高齿设计的弧齿锥齿轮,在加工时只需采用0号刀盘,简化了选刀过程,避免了对角接触。此外,该等高齿设计的弧齿锥齿轮能够进行磨齿加工。在GH35铣齿机上进行铣齿试验,试验结果表明:该等高齿接触区规范,易于调整,提高了加工效率。     

矿用破碎刀齿加工工艺优化

通过对破碎刀齿在安装、使用中存在的失效情况分析,针对破碎刀齿原加工工艺进行对应的优化改进,在保证产品质量的同时,提高生产效率,满足客户需求。为了提高破碎机刀齿零件加工质量,降低刀齿松动现象,提高破碎机整体质量及使用寿命,通过对原加工工艺、安装使用存在的问题进行分析,提出优化破碎机刀齿内螺纹加工方法的可行的制造工艺。     

锥形齿轮滚削齿面的构成理论及参数计算

根据齿轮啮合原理中多自由度齿面包络理论，对渐开线锥形齿轮在滚齿加工中，刀具与工件的相对运动及产形齿条的形成机理进行了深入分析，证明了产形齿条的存在，并求解了其齿面形状。通过对齿轮、滚刀和产形齿条三者之间空间几何关系的进一步分析，研究了锥形齿轮的齿面构成理论，求证了由产形齿条包络运动所形成的齿轮渐开螺旋齿面，并推导了齿条和齿轮几何参数的计算公式。研究结果不仅对锥形齿轮的滚齿加工具有重要的理论指导意义，而且对于具有类似运动的其他加工方法也同样适用。     

齿轮机构在传递空间曲线路径中的应用

该文总结了传统的齿轮传动机构的特点,并对渐开线柱齿鼓形齿轮机构的设计、研究进行探讨,分析了其优缺点.沿用此种齿轮机构的研究和设计思路,该文提出了一种空间曲线的运动和动力的传递方案——空间齿轮齿条的设计思路和制造方法.这种传动装置能解决齿轮机构难进行空间曲线运动和旋转体齿的齿轮加工困难的问题,为该种齿轮机构的研究提供了参考.     

一种新型齿廓曲线的探讨

基于渐开线齿轮的插齿原理,以不同形式的齿廓曲线代替插刀齿廓曲线,包络出与给定齿廓曲线的插齿刀对应的被加工齿轮的齿形,以纯滚动弧长s为参数,利用坐标变换和齿廓共轭原理,根据插刀齿廓,推导出被加工齿轮的齿廓方程,并根据得出的齿廓方程进行了仿真.由仿真结果可以对具有不同齿廓的插齿刀所加工的齿轮进行可行性分析,避免实际加工所造成的浪费.     

基于轴向和切向变速的蜗杆砂轮磨齿齿面纹理改变方法研究

蜗杆砂轮磨齿是重要的硬齿面精加工方法，但其在工件齿面上会留下不利于啮合噪声表现的平行纹理，在保持其工艺优点的同时，探究齿面纹理改变的方法具有重要意义。文章基于空间曲面啮合原理，结合接触迹和相对速度矢量进行工件齿面磨削纹理仿真；根据齿面纹理与磨削方向的对应关系，定义磨削方向角度对工件齿面纹理进行定量分析；通过建立齿面磨削方向模型，研究轴向和切向速度变化对齿高和齿宽方向上纹理的影响；提出轴向和切向变速的蜗杆砂轮磨齿加工方法，对比分析不同的变速曲线，设计使得相邻接触迹间速度差值最大化的正弦变速函数，建立各加工方法下的齿面磨削方向模型并进行对比。结果表明，该文方法可以在齿高和齿宽方向上改变齿面的磨削速度方向，进而达到改变齿轮纹理的效果。     

基于电子齿轮箱非圆齿轮齿距误差补偿研究

文章针对非圆齿轮滚齿加工难以获得较高精度的问题,对非圆齿轮滚齿加工误差及其补偿方法进行研究。推导非圆齿轮滚齿加工数学模型,构建非圆齿轮滚齿加工电子齿轮箱运动控制模型,并从几何角度分析推导电子齿轮箱展成控制误差所引起的非圆齿轮齿距误差;根据构建的非圆齿轮齿距误差关系式,建立电子齿轮箱非圆齿轮齿距误差补偿控制器,添加到电子齿轮箱运动控制模型中,并通过仿真实验分析对比补偿前、后的控制效果。研究结果表明,该文方法能够有效地降低非圆齿轮齿距误差。     

准双曲面齿轮的虚拟加工模型

通过分析准双曲面齿轮加工机理,使用运动等效转换原理,建立了三维虚拟加工机床模型。在此基础上,分析机床各轴的运动情况,绘制出准双曲面数控铣齿机的机床坐标系。运用空间啮合原理,求解出数控机床坐标系下刀具与工件的相对位置和相对方向的数学表达式。引用齿轮专家对传统铣齿机在机床坐标系方面的研究成果,与本文的数控铣齿机机床坐标系进行对比,建立相关数学模型,求解出数控机床运动参数表达式。最后在VERICUT软件上对一对准双曲面齿轮进行虚拟仿真加工,验证其数学模型的正确性。     

滚齿加工精度和效率的研究分析

滚齿是一种常用的齿轮加工工艺,在高精度滚齿机上,采用精密滚刀,可以加工出5到6级精度的齿轮。本文结合多年对齿轮制造理论的研究,对保证滚齿精度的前提下,对提高齿轮滚齿加工效率的方法及途径进行了研究分析。     

渐开线齿轮的滚齿加工仿真及后处理研究

研究了滚齿加工的工作原理,分析了仿真加工的可行性。使用VB编程,实现了CATIA软件的二次开发,通过布尔差运算,完成了滚齿加工切削过程的仿真。研究了不同类型齿轮的加工实现方法,仿真加工了直齿轮和斜齿轮,以及正变位和负变位齿轮。对仿真加工得到的齿轮进行了齿面误差测量,测量结果表明仿真结果与理论齿形相比,误差控制在1μm以内。通过齿面重构,使得齿面缺陷得以修正,便于网格划分和接触分析,为后续有限元分析相关力学性能提供了高精度模型。     

影响轴齿轮滚齿加工精度原因分析

通过对轴齿轮滚齿加工精度的分析,找出影响滚齿加工精度的因素,以便提高滚齿加工质量。     

基于回归分析的准双曲面齿轮齿面误差修正

针对准双曲面齿轮齿面加工误差的机床加工参数调整修正问题,建立了基于刀倾半展成法(HFT)的齿面方程,给出了齿面离散化方法和齿面加工误差的表达式。基于机床加工参数对齿面误差的灵敏度系数进行推导,给出了现有齿面误差修正方法的数学模型,并指出其不足。在此基础上提出了基于回归分析的齿面误差修正方法,通过加工参数的灵敏度系数向量与实测齿面误差向量的线性相关性分析来选择变量,在选取较少的加工参数作为调整变量的同时,减少了各参数所需的调整量。实际齿轮的误差修正试验证明了该方法的上述优点以及误差修正的有效性,可为其他齿面误差修正问题提供了一定的借鉴。     

摆线齿准双曲面齿轮实际齿面接触分析

为评估已加工的摆线齿准双曲面齿轮的啮合质量,基于实测齿面坐标点数据,用非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合离散点得到高度逼近真实齿面的数字化齿面,并依据空间啮合理论进行了数字化齿面的轮齿接触分析(TCA).与传统的滚检试验相比,该方法在获得实际齿面接触印痕的同时还可以获得传动误差曲线,比较全面地反映了实际齿面的啮合信息.最后通过比较某高速车桥齿轮副数字化齿面TCA与滚检试验结果,验证了文中方法的可行性.     

减小螺旋锥齿轮齿面加工误差的参数修正方法

针对螺旋锥齿轮加工过程中因无法避免误差而导致齿面加工精度难以保证的问题，提出螺旋锥齿轮加工误差控制模型及加工参数修正方法。首先，基于实际加工中的刀具与工件相对位置与相对运动关系，依据坐标齐次变换与啮合原理，确定加工参数与加工曲面之间的函数关系，建立螺旋锥齿轮精确齿面模型；然后，计算实际加工齿面与理论齿面的法向距离，从而建立由加工参数驱动的齿面几何误差控制模型；接着，对加工参数进行敏感性分析，选取敏感性较高的加工参数作为误差补偿模型优化变量，以提高优化效率；最后，将齿面误差最小化问题转化为最小二乘法问题，基于改进的L-M算法进行求解，得到加工参数补偿量，以此对加工参数进行修正达到减小齿面加工误差的目的。采用一对由双重螺旋法磨削加工得到的螺旋锥齿轮副作为应用实例，对该方法进行实际加工验证，结果表明：加工参数调整后，螺旋锥齿轮齿面加工误差降低了65%以上，实际测量的齿面绝对误差均不超过0.005 mm,能够满足工程实际需求，证明该方法能够有效提升齿面加工精度。该方法可为螺旋锥齿轮乃至其他复杂曲面零件加工提供一种加工误差补偿思路。     

一种CBN径向珩齿刀的理论廓形及其渐开线拟合研究

提出了用于外啮合齿轮珩齿加工的一种CBN径向珩齿刀,其基体的设计理论及其渐开线拟合是关键技术。通过应用空间啮合原理,推导出了斜齿珩齿刀与直齿齿轮的啮合方程,得到了这种珩齿刀的端面理论廓形,分析表明,此类刀具的端面理论廓形并不是渐开线;对其廓形进行了渐开线拟合,采用最优化方法计算了不同轴交角的渐开线参数,计算表明,把砂轮轴向廓形整修成具有一定压力角的直边,就可以磨出所拟合的全部渐开线刀齿面。加工珩齿刀基体时,根据修正后的压力角调整机床安装角,即可磨出符合要求的珩齿刀的基体。本研究为珩齿加工刀具提供了新的设计制造方法,对实际生产具有指导意义。