齿轮齿面误差的二维谱估计与误差诊断

本文提出了一种改进的二维Kimura 谱估计法,并应用于估计斜、正齿轮齿面周期误差的频谱结构以实现误差诊断和精度评价。二维功率谱较一维功率谱能更好的揭示齿面波形的空间特征和全面诊断加工系统的误差源。     

齿轮三维误差表征与分解

复杂曲面测量技术的发展使得快速获取齿轮齿面三维拓扑误差成为现实。为挖掘齿轮三维误差信息,实现齿轮精度的全面评价和测量结果的充分利用,齿轮三维误差的表征与分解成为了一个基础问题。在建立齿面法向偏差计算模型的基础上,将齿面法向偏差映射至齿轮啮合面坐标系,通过降维处理,实现齿面三维误差的二维化,以此构建基于Legendre正交多项式的齿面三维误差表征方法;建立Legendre多项式的展开系数与齿轮齿面各项特征误差之间的关系,实现齿面三维误差中各项特征误差的解耦;试验结果验证齿面三维误差Legendre多项式表征与分解的有效性,为齿轮三维测量大数据分析、齿轮精度全面评定、工艺误差溯源和齿轮性能预报提供理论依据。     

齿轮误差三维评定方法

研究了齿轮误差三维评定方法,以消除测量仪器定位误差对齿轮误差评定的影响,提高齿轮测量仪器的测量精度。分析了传统齿轮二维评定方法的弊端,提出将齿轮误差评定从二维评定模式转变为三维评定模式。该评定模式不再要求齿轮各项误差测量点位于特征面内,实现了三维空间内的齿轮误差测量与评定。为提高齿轮三维误差评定算法的效率,通过螺旋降维方法将三维数据降至二维数据,再对二维测量数据进行各项误差的评定。以特大型齿轮激光跟踪在位测量系统作为实验对象,对4级标准齿轮的齿廓误差进行了测量,并与传统的齿轮二维误差评定方法以及德国ZEISS公司InvolutePro软件的评定结果进行了对比。结果表明:传统齿轮二维误差评定方法有较大误差,三维齿廓评定方法与德国ZEISS公司InvolutePro软件评定结果一致,精度达到0.1μm,证明了提出的齿廓误差三维评定方法完全正确,可以消除仪器定位误差对测量结果的影响,提高了测量仪器的测量精度。     

具有可控性二阶传动误差函数的面齿轮设计新方法

为获得连续的齿轮副传动误差,提高齿轮传动的动态性能,提出了一种具有可控性二阶传动误差函数的面齿轮设计新方法,描述了齿轮传动反映输出和输入角度关系的二阶传动误差函数的数学模型,给出了面齿轮数控加工过程中具有二阶传动误差函数的齿面方程。为了降低印痕对安装误差的敏感性,建立了盘形砂轮对渐开线圆柱齿轮齿向修形的模型,发展了圆柱齿轮齿向修形的鼓形齿面,对具有二阶传动误差函数的面齿轮和齿向鼓形的圆柱齿轮的啮合进行了计算机仿真和啮合质量评价。结果表明,齿轮副输出的传动误差与预设的二阶传动误差函数相一致,实现了齿轮副的传动误差由被动输出向主动控制方式的转变。     

机床误差对圆弧齿线圆柱齿轮齿面误差影响规律的理论研究

机床误差是导致圆弧齿线圆柱齿轮齿面误差的主要原因,研究机床误差与齿面误差之间的关系将为机床加工参数反求、齿面误差修正等提供理论依据。基于圆弧齿线圆柱齿轮成型原理建立了齿轮机床结构模型,建立了机床坐标系体系。通过齿坯和刀盘位置误差、刀具形状误差对机床整体误差进行描述,基于啮合原理推导了理想情况下和包含机床误差的齿面方程。研究了齿轮误差曲面计算方法,采用二阶近似曲面和齿面平均误差影响系数分析不同机床误差下误差曲面,研究机床误差对齿面误差的影响规律。通过实例分析了被加工齿轮几何参数不变时和变化时,机床误差对圆弧齿线圆柱齿轮凹齿面误差影响规律。     

一种双啮测量齿轮的设计方法

中模数圆柱齿轮广泛应用于测量齿轮在双啮仪上进行齿轮双面啮合综合误差测量。齿轮的加工误差主要有:径向误差、切向误差、轴向误差和展成面误差。在JB3887—85《渐开线直齿圆柱测量齿轮》中,规定测量齿轮分度圆弧齿厚等πm/2,属于先规定测量齿轮弧齿厚的常规计算方法用这种方法计算的双啮测量齿轮,双啮检验时的啮合角α_0″近似等于刀具原始齿形的齿形角α_0,用这种测量齿轮双啮检验时,不能反映切向误差,因为这时双啮综合测量的过程即     

基于Lab Windows/CVI的渐开线圆柱齿轮误差评判系统设计

渐开线圆柱齿轮广泛应用在齿轮传动中,很多中小齿轮制造企业使用机械展成式齿轮检查仪器检测该种齿轮的齿形和齿向误差。运用虚拟仪器设计软件Lab Windows/CVI开发了一套齿形和齿向误差自动评判系统,以MAAG SP-60齿轮检查仪为实验平台,实现了渐开线圆柱齿轮齿形和齿向误差曲线绘制、测量数据处理及齿轮误差检测报告绘制等功能,避免了人工形式给出误差检测和评判结果。试验结果表明,所设计的渐开线圆柱齿轮误差评判系统检测结果正确,满足中小齿轮制造企业的高效率检测需求。     

渐开线锥形齿轮齿厚测量的原理

渐开线锥形齿轮的许多精度项目(如端截形齿形精度、周节累积误差、基节偏差、齿向误差等)都可以和圆柱齿轮一样测量。但渐开线锥形齿轮的左、右侧面不对称,基圆半径不同,无法直接测量公法线,只能通过间接的测量来控制渐开线锥形齿轮的齿厚。罗马尼亚的Chioreanu,V.曾提出对这种     

3903型CNC齿轮测量中心

3903型CNC齿轮测量中心是一种综合性的齿轮测量仪器。该仪器可以测量直齿渐开线圆柱齿轮、斜齿渐开线圆柱齿轮、内齿轮、剃齿刀、插齿刀的齿廓偏差、螺旋线偏差、齿距累积偏差、齿距偏差、径向跳动等以及滚刀的齿形误差(其中包括刃口齿形、齿背齿形)、滚刀三转内(一转内)切削刃的螺旋线     

齿轮齿距精度测量数据处理程序

反映齿轮齿距精度的齿轮误差项目是齿距累积误差和齿距偏差。JB179-83《渐开线圆柱齿轮精度》标准(现改为GB10095-88)又增加一项:K个齿距累积误差,误差测量数据处理对于同测量方法有不同处理方法,用手工计算比较麻烦,而用微饥程序计算就变得非常方便。程序介绍如下: 一、测量方法说明齿轮齿距测量现有两种方法,一种是所谓相对法,这是以任意一个齿距为测量基     

面齿轮磨削齿面齿形误差修正

以面齿轮齿面的形状误差为研究对象,建立了面齿轮齿面数学方程,通过三坐标测量仪（CMM）对面齿轮齿面进行了误差测量。为提高面齿轮齿面的精度,提高其理论和工程的应用价值,提出了一种基于序列二次规划（SQP）的面齿轮齿面误差评定方法。建立了齿面误差的识别方程,应用序列二次规划算法对机床加工参数进行优化求解,并与最小二乘优化法进行对比,应用修正后的机床调整参数,再次通过三坐标测量仪对修正后的齿面误差进行检测,验证了该方法的可行性。     

含几何偏心误差的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动力学分析

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮作为一种新型传动方式,为研究几何偏心误差对其传动精度的影响规律,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立起精确的含几何偏心误差的变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的三维模型,运用ADAMS分析得到该齿轮在啮合过程中的转角误差变化规律。得到了其几何偏心误差对传动精度的影响规律,将仿真分析结果与理论计算结果进行对比,得到理论几何偏心误差计算值与实际几何偏心误差仿真计算值相对偏差量较小。验证了基于ADAMS动力学分析齿轮几何偏心误差的可行性,同时验证了传统理论计算法在变双曲圆弧齿线圆柱齿轮上应用的正确性。得到通过测量齿轮间的动态传递误差可以来间接计算变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的几何偏心误差值。     

面齿轮传动安装误差特性研究

对渐开线直齿圆柱齿轮和面齿轮的啮合传动的安装误差范围进行了研究。建立了面齿轮齿面方程,应用微分几何和啮合原理形成了齿面啮合迹;通过分析齿面啮合点处的弹性变形与其曲率的关系,得到了面齿轮上的齿面啮合域;最后分析了安装误差对传动误差和啮合域的影响,并确定了满足设计啮合域要求的安装误差变动范围。     

面齿轮蜗杆砂轮的成形修整工艺误差建模及补偿方法

蜗杆砂轮磨削是面齿轮的精加工工艺,蜗杆砂轮修整精度直接影响面齿轮磨削精度。本文分析了修整工艺误差对磨削齿面误差的影响规律,并提出了一种面齿轮蜗杆砂轮的成形修整工艺误差建模及补偿方法。首先,建立面齿轮蜗杆砂轮的数学模型,分析面齿轮蜗杆砂轮的成形修整原理,提出利用圆柱齿轮磨齿机的多轴耦合联动实现面齿轮蜗杆砂轮的成形修整。其次,将修整工艺误差分为轴向位置和径向位置误差,分析轴向位置和径向位置误差对磨削齿面误差的影响规律,提出成形修整工艺误差的补偿方法。最后,进行蜗杆砂轮补偿修整、面齿轮磨削加工及测量实验,实验表明：左齿面齿形误差由补偿前51.9μm到补偿后7.9μm,右齿面齿形误差由补偿前35.3μm到补偿后17.6μm,验证了误差补偿方法的有效性。     

非圆齿轮三维齿面误差测量技术研究

为了提高非圆齿轮的测量精度,提出了一种非圆齿轮齿面的三维测量方法。根据非圆齿轮啮合原理,建立非圆齿轮的齿面模型,完成了非圆齿轮的三维实体建模。为了比较真实地反映齿面的几何形状信息,提出了一种利用截交线对齿面进行等弧长采样的方法,对非圆齿轮齿面进行网格化划分。以椭圆齿轮为例,通过Einscan-SP扫描仪得到非圆齿轮的三维实体模型,利用Geomagic Qualify软件进行体模型与理论模型的对齐,并对对齐的齿面进行网格化划分得到非圆齿轮齿面的三维误差值。此方法消除了二维定位误差对测量精度的影响,提高了非圆齿轮的测量精度。     

3903A型CNC齿轮测量中心

3903A型CNC齿轮测量中心是哈尔滨量具刃具集团有限责任公司新开发的一种综合性齿轮测量仪器。该仪器可以测量直齿、斜齿渐开线圆柱齿轮、内齿轮、剃齿刀和插齿刀的齿廓偏差、螺旋线偏差、齿距累积偏差、齿距偏差、径向跳动以及测量滚刀的齿形误差(包括刃口齿形、齿背齿形)、三转内(一转内)切削刃的螺旋线误差、啮合线误差等。此外,     

漸开线检查仪测量圆柱齿轮齿面光洁度

一、问题的提出目前,我国对圆柱表面、球表面以及平表面的光洁度的测量方法,有触针法、干涉法、光切法、光洁度样板比较法和印模法等几种。而对齿轮齿面表面光洁度的测量,还没有广泛开展。当前摆在我们面前的就是对齿轮齿面表面光洁度的测量及其数学处理问题。最近我厂设备科要验收一台磨齿机,磨出试件后,要我室检查齿面表面光洁度。过去我室从未检查过。为了取得经验,就对这项工作进行了试验性的检查。二、圆柱齿轮齿面光洁度的测量我们是在西德PFS600渐开线及齿向测量仪上,对一个斜齿圆柱齿轮齿面表面光洁度进行测量的(此     

基于圆柱齿轮齿顶修形的弧线齿面齿轮齿面设计研究

面齿轮是一种由渐开线圆柱齿轮与近似锥齿轮相互啮合的一种新的齿轮传动形式.弧线齿面齿轮是以渐开线弧线齿圆柱齿轮为假想刀具包络展成的面齿轮.推导了面齿轮工作齿面方程,并对圆柱齿轮齿顶进行圆角化修形设计;推导了截面圆角方程、圆角曲面方程以及修形后的弧线齿面齿轮过渡曲面方程,并通过Matlab对两种齿顶形式的圆柱齿轮建立数学模型,得知齿顶圆角包络产生的面齿轮要比齿顶尖角包络产生的面齿轮在内径齿根部的齿厚更大.研究结果表明,对刀具齿顶进行圆角化不仅可以避免面齿轮与圆柱齿轮边缘接触导致面齿轮齿面磨损,还可以增大面齿轮内径齿根处的厚度,该种面齿轮修形方式也为其他齿形面齿轮提供了理论依据.     

齿轮齿距精度测量数据处理程序

<正> 反映齿轮齿距精度的齿轮误差项目是齿距累积误差和齿距偏差。JB179—83《渐开线圆柱齿轮精度》标准(现改为GB10095-88)又增加一项:K个齿距累积误差,误差测量数据处理对于同测量方法有不同处理方法,用手工计算比较麻烦,而用微机程序计算就变得非常方便。程序介绍如下: 一、测量方法说明齿轮齿距测量现有两种方法,一种是所谓相对法,这是以任意一个齿距为测量基     

齿面摩擦对齿轮传动系统分岔与混沌特性的影响分析

为研究齿面摩擦对直齿圆柱齿轮传动系统振动特性的影响,建立了包含齿面摩擦在内的六自由度齿轮啮合耦合型动力学模型。模型采用能量法计算齿轮啮合的时变啮合刚度,同时考虑了啮合误差、间隙非线性以及负载扭矩等因素。通过四阶变步长Runge-Kutta积分法对模型进行数值分析,得到齿轮系统随齿面摩擦系数变化下的时间历程图、相位图、Poincare截面图、分岔图等,定性分析了齿轮系统对齿面摩擦变化下的动力学周期、拟周期、分叉和混沌的运动演化历程,并通过实验进行了验证。结果表明,随着齿面摩擦系数的增大,齿轮系统动态特性响应逐渐复杂。