面齿轮磨削仿真及齿面误差分析

为了研究经蜗杆砂轮磨削后的面齿轮齿面误差对其啮合性能的影响,运用CATIA二次开发设计面齿轮插齿及磨齿的仿真流程,并对面齿轮插齿及齿面磨削进行加工仿真,得到经插齿和磨齿的面齿轮齿面,并对磨齿后面齿轮齿面接触和误差进行仿真。同时,加工出一定参数的面齿轮,对其啮合性能进行实验测试。通过传动误差分析,发现经蜗杆砂轮磨削的面齿轮比经插齿得到的面齿轮啮合性能要优越,因此,磨削后的齿面误差对其啮合性能影响可以忽略。     

蜗杆砂轮曲面与面齿轮齿面的对应关系

研究蜗杆砂轮磨削面齿轮的原理与方法。利用产形插齿刀作为中间曲面,通过计算面齿轮和插齿刀、插齿刀与蜗杆砂轮的接触线,得到蜗杆砂轮和面齿轮处于不同加工位置的接触点计算方法,给出蜗杆砂轮磨削面与面齿轮齿面对应关系模型,在VERICUT仿真软件中对蜗杆砂轮磨削面齿轮的方法进行仿真验证。研究结果表明:利用蜗杆砂轮磨削面齿轮齿面的关系模型可分析加工过程中面齿轮齿面对应的蜗杆砂轮工作曲面位置,为通过修整蜗杆砂轮对面齿轮齿面制造误差进行补偿修正提供技术基础。     

ZN_1蜗杆成形磨削砂轮修整研究

成形磨削是精密蜗杆磨削加工的发展趋势,而蜗杆磨削的齿形精度主要取决于成形砂轮廓形的精度。根据齿轮啮合原理建立ZN1蜗杆磨削加工的数学模型,用已知的蜗杆齿面形状求出了砂轮的廓形,通过MATLAB编程计算得到成形砂轮的轴向截形。利用三维建模技术验证了数学建模过程和计算结果的正确性,进而对砂轮修整安装参数进行了分析,得出了砂轮截形的变化规律。     

拓扑修形斜齿轮齿面插齿修正

为了提高插齿刀精度和寿命并实现拓扑修形齿轮的加工,提出锥面砂轮轴向冲程点接触刃磨插齿刀及拓扑修形斜齿轮齿面插齿修正方法.首先根据啮合原理和磨削过程中砂轮和刀具之间的运动关系,建立插齿刀切削刃方程;然后通过修正砂轮齿形角、轴向廓形及展成运动,使重磨深度内切削刃误差最小.此外为提高刃磨效率,通过等粗糙度磨齿法,确定砂轮每次冲程的齿面径向位置及冲程总次数.根据切削刃方程,建立2自由度插齿模型;结合插齿齿面误差和给定的目标法向修形面,推导工件的实际插齿目标拓扑修形面,建立基于插齿刀刃形修正参数(砂轮压力角、轴向廓形及展成运动)和插齿运动修正参数(工件转角及插齿中心距)的齿面误差敏感性分析修正模型.通过优化算法求解各参数,实现了拓扑修形齿面插齿修正.     

拓扑修形斜齿轮的数控成形磨齿加工

首先,设计齿廓、齿向修形曲线,经过3次B样条拟合为拓扑修形曲面,并与理论齿面叠加设计修形齿面;其次,根据成形磨削过程中砂轮与齿轮之间的运动关系,推导成形砂轮与齿面的接触条件方程,计算砂轮的廓形点,再通过3次B样条拟合得到精确的砂轮轴向廓形曲线;然后,建立成形砂轮磨削斜齿轮5轴联动Free-Form型数控磨齿机模型,根据砂轮位矢的等效转换,推导各轴运动关系;接着,建立基于数控机床各轴敏感性分析的齿面修正模型,用6阶多项式表示各轴的运动,判断砂轮与齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,并分析各系数扰动对齿面误差的影响;最后,以齿面误差平方和最小为目标函数,通过粒子群优化方法,得到机床运动参数.结果表明,以齿廓修形齿面反算砂轮截形进行5轴数控成形磨齿加工,可有效降低磨削误差.     

球面包络环面蜗杆齿形分析及加工

建立球面包络环面蜗杆传动的空间啮合理论体系 ,推导了球面包络环面蜗杆的齿面方程 .完成了基于SolidWorks系统的蜗杆曲面的精确建模 .根据蜗杆齿廓形成原理 ,提出了采用范成法飞刀粗切蜗杆齿形 ,用球头砂轮精确磨削的蜗杆齿廓加工原理和方法 .     

偏置面齿轮的碟形砂轮磨齿及啮合性能

采用碟形砂轮磨齿展成偏置面齿轮,通过碟形砂轮齿廓修形及控制砂轮中心运动实现偏置面齿轮齿面拓扑修形,建立了偏置面齿轮的磨齿和啮合坐标系,推导了拓扑修形偏置面齿轮齿面方程,建立了考虑安装误差的拓扑修形偏置面齿轮轮齿接触分析、承载接触分析模型,并编制了相应计算机程序,最后通过算例进行了分析.算例分析表明:碟形砂轮磨削偏置面齿轮是可行的;偏置面齿轮齿面几何不对称,偏置影响接触印痕、承载传动误差,但不影响几何传动误差;对偏置面齿轮拓扑修形,可有效改善偏置面齿轮副啮合性能.     

不同磨削参数下成形法磨齿温度场的研究

基于移动热源理论分析了不同磨削量对磨削区温度的影响。根据热传导并采用有限元分析方法,建立了成形磨齿温度场的数学模型。通过改变磨齿用量大小比较输出温度场的变化情况,从而找出磨削温度场的变化规律。研究结果表明:随着砂轮沿齿轮径向进给量的加大和砂轮转速的提高,磨削温度呈上升趋势;随着砂轮沿齿宽方向的进给速度增加,磨削温度呈下降趋势。     

加工和安装误差对无侧隙蜗杆传动接触线及齿廓的影响

在具有加工和安装误差的情况下,为了研究各蜗杆参数对无侧隙双滚子包络环面蜗杆的齿廓及蜗杆齿面接触线的影响规律,建立了包含加工误差和安装误差的蜗杆传动啮合函数,建立了蜗杆齿面接触线及蜗杆齿廓方程,利用三维建模技术分析了蜗杆、蜗轮轴交角误差,中心距误差,蜗杆轴向窜动误差,蜗轮滚子齿距角误差,砂轮滚子偏距误差,转角误差等对蜗杆齿廓的影响,同时分析了在误差作用下蜗杆齿面接触线发生的变化,并进行了运动学仿真.研究结果表明:转角误差、砂轮滚子齿距角误差达0.5°时对蜗杆齿廓影响较为明显,即容易产生卡死现象;当蜗杆轴交角误差达0.5°时,整个蜗杆齿廓产生了严重变形,且蜗杆轴断面变为椭圆形,极易发生蜗轮轮齿折断现象;其他误差在1 mm以内时对齿廓及齿接触线的影响较小.     

新型包络圆柱蜗杆传动的理论研究（Ⅰ）

首次建立了双自由度运动状态下，骼直线型切刀包络加工圆柱锅杆动的啮合原理数学模型，直线型切刀包络的圆柱蜗杆副中，蜗杆的轴向齿廓为凸齿廊，蜗杆和蜗轮是全齿面接触，蜗轮齿面接触线较长，以这种接触传动为主传动应用在电梯曳引机上很理想。     

锥面二次包络圆柱蜗杆传动特性分析

以微分几何与空间啮合理论为基础，推导了锥面二次包络圆柱蜗杆幅传动齿面方程和主要啮合性能指标的数学表达式。通过实例计算得出这种蜗杆幅在砂轮半径（r=60-200）一定的变化范围之内，其接触性能和传动啮合性能变化不大，并且分析了砂轮的半锥角变化对于蜗杆齿形的影响。由此得出加工蜗杆时，对砂轮半径要求比较自由，半锥角要求比较严格。同时把它与阿基米德蜗杆副进行了对比分析，找出采用它的优越性。     

点磨削纹理特征及对表面粗糙度评定参数的影响

快速点磨削主要用于轴类零件表面的加工,但由于砂轮存在点磨削变量角度,加工表面纹理特征不同于常规外圆磨削.通过点磨削几何学分析,建立了点磨削纹理方向计算模型,分析了点磨削纹理特征及影响因素.根据外圆磨削试验加工工件表面的实际测量数值与点磨削纹理特征的模拟结果,分析了纹理方向对表面粗糙度评定参数及摩擦学特性的影响.结果表明...     

齿轮的成型磨削

本文介绍一种提高齿轮精度的加工方法—成型磨削法。本方法是采用成型砂轮磨削齿型,比双碟型砂轮磨削生产效率要高。同时所需设备比蜗杆磨齿简单。因此,是一种很有价值的、先进的齿轮磨削方法。     

平面二次包络环面蜗杆数控磨床设计及运动学仿真

在研究平面二次包络环面蜗杆数控磨床加工原理的基础上,提出采用磨头部件内藏式和砂轮支撑座倾斜式的设计方式,将砂轮产形面与回转工作台中心轴的距离控制在300 mm以内,减少了蜗杆表面螺旋线误差和磨削的行程。采用第四轴分度盘驱动蜗杆旋转,实现磨削过程中的分度功能,提高了磨床的加工效率和加工精度。建立环面蜗杆加工原理的数学模型,推导出环面蜗杆齿面方程和砂轮产形面方程,并运用Matlab软件模拟仿真齿面方程和瞬时接触线方程,验证了新磨床结构的可行性。     

渐开线圆柱齿轮鼓形修形的实验及理论计算

在大平面砂轮磨齿机(Y7125)上,利用磨齿的同时,采用简单的工艺方法来实现轮齿的鼓形微量修形。根据啮合原理推导出以内锥面砂轮磨削齿面得到的鼓形齿面方程、鼓形量等精确计算公式。     

新型包络圆柱蜗杆传动的理论研究（I）

首次建立了双自由度运动状态下，用直线型切刀包络加工圆柱蜗杆传动的啮合原理数学模型．直线型切刀包络的圆柱蜗杆副中，蜗杆的轴向齿廓为凸齿廓，蜗杆与蜗轮是全台面接触，蜗轮齿面接触线较长，以这种接触传动为主传动应用在电梯曳引机上很理想．     

新型包络圆柱蜗杆传动的理论研究（Ⅱ）

首次建立了双自由度运动状态下,用环面砂轮包络加工圆柱蜗杆传动的啮合原理数学模型,用环面刀具包络成形的蜗杆副,蜗杆的轴向齿廓为凹齿廓,蜗杆与蜗轮为瞬时双线接触,并兼备了二次包络成形和凹面齿圆柱蜗杆的特征。这种新型蜗杆传动具有良好的应用前景。     

用于齿面扭曲消减的齿向修形曲线设计方法

针对蜗杆砂轮磨消减齿面扭曲时存在成本高、效率低等问题,探讨在设计阶段消减齿面扭曲的途径。首先,基于蜗杆砂轮磨齿时的接触迹分析,给出了一种齿面扭曲的计算方法,分析了鼓形量及螺旋角对扭曲量的影响;其次,提出一种常用鼓形齿修形曲线的改进设计方法,将修形曲线分成三段,分别计算齿向左右两段各处扭曲量。在满足齿轮设计要求的前提下,通过调整三段曲线的比例因子以及各处的鼓形量,实现齿面扭曲量的消减。计算实例表明,该方法可有效消减齿面扭曲现象,减小齿向修形误差。     

大平面砂轮磨齿特点与磨损规律

为提高超精密齿轮的齿廓精度,首先分析了大平面砂轮的磨齿特点,推导出了砂轮磨齿线速度与齿轮进给速度的表达式,为大平面砂轮磨齿系统的动态性能研究提供了理论基础.然后研究了大平面砂轮的磨损规律,得出在均匀磨齿过程中砂轮的磨损程度是不均匀的,提出选择品质合适的砂轮、微量磨削、勤修精修砂轮及在半塞实状态下停车等措施以减小被磨齿轮的齿廓偏差.最后通过超精密磨削实验,研制出了1级齿廓精度的超精密齿轮.     

螺杆转子成形磨削中砂轮截形的计算

针对螺杆转子成形磨削中端面截形为离散点数据的情况,应用空间啮合原理建立了螺杆转子齿面加工的数学模型,推导了砂轮回转面和转子螺旋面之间的接触条件式,综合运用三次参数样条函数法、追赶法和fsolve函数,利用MATLAB软件编程计算出了砂轮轴向截形,为砂轮数控修整程序的编制提供了有效数据。