改进的6σ设计的螺旋锥齿轮加工参数反调修正方法

针对螺旋锥齿轮传统加工参数反调过程中存在的多个加工参数之间的耦合作用难以控制、求解的反调量无实际意义等问题,提出了改进的6σ设计的螺旋锥齿轮加工参数反调修正计算方法。该方法考虑精确齿面几何形貌与齿面接触性能的协调优化,建立了螺旋锥齿轮形性协同制造的多目标反调优化(MOO)模型,计算了接触点位置处齿面误差对加工参数的敏感性系数;根据敏感性系数求得对齿面误差影响较大的加工参数的反调修正量;利用加工参数反调量,通过加载接触分析(LTCA)计算得到齿面加载接触性能评价项,减少了多个加工参数之间不必要的耦合作用对齿面接触性能的影响。计算结果表明:与不考虑敏感性系数的参数反调方法相比,该方法求解的齿面ease-off的最大值和最小值均至少减小2μm,且齿面接触性能评价项都满足给定的要求,进一步证明了该方法的可靠性与实用性。     

螺旋锥齿轮数控切齿机通用运动学变换

直接从数控加工原理出发,根据传统带摇台的、机械式加工机床的结构和运动规律,利用矩阵变换的方法,推导出一种通用的螺旋锥齿轮万能数控切齿机运动学变换方程,利用该方法,可以简单、方便地在万能数控切齿机上实现原有格里森制螺旋锥齿轮加工,同时给出了计算公式。     

螺旋锥齿轮数控切齿机通用运动学变换

直接从数控加工原理出发 ,根据传统带摇台的、机械式加工机床的结构和运动规律 ,利用矩阵变换的方法 ,推导出一种通用的螺旋锥齿轮万能数控切齿机运动学变换方程 .利用该方法 ,可以简单、方便地在万能数控切齿机上实现原有格里森制螺旋锥齿轮加工 .同时给出了计算公式 .     

螺旋锥齿轮HFT法加工的反调修正方法

针对高精度螺旋锥齿轮制造的机床调整参数反调修正计算问题,基于机床、刀具结构与螺旋锥齿轮刀倾法加工原理,建立刀倾法加工的螺旋锥齿轮理论齿面方程、误差齿面方程和齿面法向误差的数学模型,给出全齿面法向误差曲面表达式。研究机床调整参数与全齿面法向误差的变化规律,建立机床调整参数与齿面误差关联规律,给出全齿面敏感系数矩阵和理论齿面法向误差的计算公式,使用序列二次规划法求得机床调整参数修正量最优解,以一套HFT制造工艺参数验证了提出的齿面反调修正方法的正确有效性。     

螺旋锥齿轮虚拟加工过程算法

为了解决目前螺旋锥齿轮切削仿真中存在的仿真速度慢、精度低、过程不稳定和缺乏独立性等问题,以螺旋锥齿轮齿面成形过程为研究对象,运用“层片切割算法”进行三维实体几何模型动态仿真以及三维切削实时仿真．该算法主要包括建立切削坐标系、刀具数学模型、刀具坐标系的转换模型、层片分割模型、求交计算模型以及相邻切削位置特征点的取舍模型．以此为基础开发的螺旋锥齿轮虚拟加工软件采用Windows作为开发平台,以Visual C＋＋6．0（VC）作为基础编程语言,利用OpenGL图形库进行图形显示并将齿轮模型数据以规定格式输出．经验证,该算法求交速度快、结果精确,相关开发软件可靠准确．     

等高齿螺旋锥齿轮的设计改进

采用“非零”变位原理设计等高齿曲齿锥齿轮,克服了传统设计方法中的许多限制条件,能够实现传统的设计方法所不能实现的传动要求。理论分析说明：运用“非零”变位原理,在Ｏｅｒｌｉｋｏｎ齿形制上应用,以求在同材质、同精度、同尺寸条件下,从设计上提高抗磨损性能和抗点蚀能力。     

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。     

克林贝格螺旋锥齿轮的根切

近年来,国内少数几家大型机械厂先后从德国引进了克林贝格(Klingelnberg)螺旋锥齿轮加工机床,这种设备的加工机理研究,尚未见到公开发表。本文从理论上深入研究了根切机理,并且采集现场数据,进行实算,证明了方程的正确,为国内对这种设备的研究,填补了空白。     

基于布尔求差的对数螺旋锥齿轮精确建模

为了获得新型螺旋锥齿轮——对数螺旋锥齿轮的小齿轮的精确三维模型,提出一种新的建模方法,即基于对数螺旋锥齿轮的形成机理,建立精确的等螺旋角圆锥对数螺旋线,并作为对数螺旋锥齿轮的齿向线.对数螺旋锥齿轮大小两端的齿廓线采用精确渐开线及圆弧过渡,通过沿引导线精确扫掠的方式建立第一个齿槽.对齿槽进行阵列,用面锥与齿槽进行布尔求差的方式实现对数螺旋锥齿轮三维模型的精确建模,建模理论误差为零,实际距离误差≤0.1μm.以齿数为9,模数为4.5mm,压力角为20°,螺旋角为35°的对数螺旋锥齿轮小齿轮为例进行建模,在德玛吉DMU 40五轴联动铣床进行数控加工,证明方法的有效性和实用性.     

基于三坐标测量的螺旋锥齿轮检测关键技术

文章从齿面方程的建立、网格点的划分、网格点的测量及齿面误差修正方法等方面对螺旋锥齿轮检测的关键技术进行了研究,通过实验得出三坐标测量机测量螺旋锥齿轮齿面偏差与齿距累计误差,并对测量中的数据进行处理。结果表明:基于三坐标测量的螺旋锥齿轮检测的齿面偏差与齿距累积误差明显小于普通齿轮检测仪的测量结果,测量精度高,可为指导螺旋锥齿轮的齿面修正与机床参数修正提供依据。     

高阶椭圆锥齿轮齿距误差的三坐标测量方法

为验证高阶椭圆锥齿轮副设计及加工的正确性,针对高阶椭圆锥齿轮插齿包络法加工得到的齿轮实体,提出高阶椭圆锥齿轮齿距误差的三坐标测量法。根据齿轮啮合原理,建立该锥齿轮齿距误差测量评价的数学模型。采用三坐标测量法,通过对高阶椭圆锥齿轮样件的实际测量,分析处理三坐标测量机上获得的坐标点集,从而获得理想元素。经数据处理后可以分析得到非圆锥齿轮的节曲线拟合曲线、单个齿距误差以及齿距累计误差。测量分析结果与理论计算结果基本吻合,表明所建立的高阶椭圆锥齿轮齿距误差评定方法是可行的。     

克林贝格螺旋锥齿轮的诱导法曲率

本文采用参考文献[2]所提供的方法,对克林贝格(Klingelnberg)齿制螺旋锥齿轮的诱导法曲率的计算方法进行了推导,取得了较为理想的结果.由此发现这种锥齿轮具有良好的啮合性能.     

克林贝格(Klingelnberg)螺旋锥齿轮齿面方程

克林贝格螺旋锥齿轮的齿面方程是研究其啮合理论及应用技术的重要基础.本文从分析工件与刀具的基本运动入手,根据齿轮啮合的一般原理,采用回转矢量的方法,正确的推导出该齿面方程,并已获得初步应用.     

螺旋锥齿轮数控展成轨迹生成及直接插补算法

给出了螺旋锥齿轮五坐标NC展成加工运动和直接插补算法，该直接插补算法以NC原理上的最小步长逼近展成轨迹，可获最大展成运动精度，在综合考虑展成允许误差，机床动力特性及伺服驱动能力的基础上，给出了进给速度的限制修正及平滑处理算法，该算法可作为螺旋锥齿轮数控机床数控系统核心处理算法。     

控制螺伞齿轮热处理变形的研究

从原材料开始跟踪，对螺旋伞齿轮在碳氮共渗淬火时每一个可能引起变形的因素进行了分析，以从根本上找到变形的原因。结果表明：在拉应力的作用下，齿形变化的方式是由弯变直；拉应力主要产生在最终热处理时的加热和淬火冷却阶段。据此提出了解决变形的有效措施和方法。     

螺旋锥齿轮轮齿接触离散化模型自动生成算法

采用矢量法提出了一种轮齿接触离散化模型自动生成算法。该算法用ＴＣＡ描述齿面坐标，能自动适应齿轮副任何瞬时转角位置：并在形成整体坐标时考虑了安装条件的变化；还提出了一种求解局部共轭齿面间相对间隙的方法；最后用 ＣＡＤ直观地显示出轮齿接触离散化模型。     

斜航式法向圆弧螺旋锥齿轮传动原理研究

针对目前常用的弧齿锥齿轮存在的工艺复杂等因素，提出一种新的锥齿轮传动原理-斜航式法向圆弧锥齿轮传动，其齿廓面为节锥面上斜航曲线的法向等距线，其最大的优点是便于在数控机床上加工，推导了节锥面斜航线方程，并给出了相关性质，讨论了其几何参数设计方法和加工工艺，并用实验验证了原理的正确性和工艺的可行性。     

从动螺旋伞齿轮精密锻造数值仿真

对从动螺旋伞齿轮的精密锻造过程进行三维刚塑性有限元模拟，获得了齿形充填饱满的模拟齿轮锻件及其变形过程，阐述了螺旋伞齿轮精密锻造成形阶段分类和齿形充填模式．铅试件实验从齿轮外形和成形力两方面验证有限元模拟的正确性．根据相似理论，预测出从动螺旋伞齿轮冷精锻成形力50州左右，解释了大截面的螺旋伞齿轮难以冷精锻的原因，提出了从动螺旋伞齿轮精密塑性成形的工艺方案．