六轴数控蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的方法

建立六轴数控圆柱齿轮蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的理论模型。提出以初始设计蜗杆砂轮轴截面齿形为基本参数,并考虑齿廓抛物线修形来设计金刚滚轮,再用于修整椭球式蜗杆砂轮的方法。利用双参数啮合方程建立了面齿轮磨齿加工的齿面方程。齿面磨削仿真及轮齿接触分析表明,直接以蜗杆砂轮轴截面齿形作为金刚滚轮齿廓来修整砂轮,所磨削得到的面齿轮齿面压力角偏小,且传动误差为不连续的上凹形曲线。当给滚轮以抛物线修形设计之后,所磨削的面齿轮齿面偏差基本为负值,传动误差曲线为良好的连续上凸式抛物线形。承载接触分析表明新的设计可以减轻齿顶边缘接触,减小冲击振动。数值算例表明,采用该方法磨削加工的面齿轮可以获得较高的精度和良好的啮合性能,并给出了试验验证。     

渐开线锥形齿轮的数控连续展成磨削

经过磨削的硬齿面渐开线锥形齿轮不仅能够实现接近于零侧隙的精密传动,并且能够提高交错轴和相交轴传动的承载能力。本文探讨了在数控蜗杆砂轮磨齿机上磨削渐开线锥形齿轮时,蜗杆砂轮参数,机床调整参数,机床内传动参数的计算原理与机床调整方法。     

基于展成磨削的蜗杆砂轮修整与试验研究

基于展成磨削过程中蜗杆砂轮与齿轮之间的运动关系,建立了修形斜齿轮与蜗杆砂轮之间磨削运动的坐标转换关系。利用啮合原理理论推导出被磨削齿轮齿面与蜗杆砂轮的接触条件,计算出蜗杆砂轮的理论廓形。在VERICUT中,建立了蜗杆砂轮修整的数控机床模型,对蜗杆砂轮的修整程序进行了验证仿真。在YK7250磨齿机上进行了修形斜齿轮的磨削试验,对蜗杆砂轮修整精度进行了检验。验证了蜗杆砂轮修整方法的正确性和可行性。     

制造的斜齿轮齿向修形曲线的优化分析

蜗杆砂轮磨削是中小模数齿轮批量精密加工的主要工艺,其在加工齿向修形斜齿轮时,存在原理性误差,产生齿面扭曲,影响齿轮的传动性能。为此,分析了蜗杆砂轮磨削齿向修形斜齿轮齿面扭曲的产生机理,建立了齿向修形量与齿面扭曲量间的关系模型。从减小制造原理误差的角度,提出一种齿向鼓形修形曲线的优化方法。以某齿向修形齿轮蜗杆砂轮磨削为例,计算了齿向修形曲线优化前后齿面的扭曲量,分析了齿面接触应力以及载荷分布,证明了该优化方法的可行性。     

面向降噪的蜗杆砂轮磨削齿面纹理改善方法

蜗杆砂轮磨是广泛应用于中小模数齿轮的批量精加工方法,但在实际加工过程中,蜗杆砂轮磨齿易在齿向形成规则的平行齿面纹理,从而增大了齿轮的啮合噪声。分析磨削过程中蜗杆砂轮与齿轮的接触特性,建立了啮合方程和接触点方程,阐述了接触迹构成整个齿面的机理;分析蜗杆砂轮磨齿的磨削特性,建立瞬时接触点的磨削速度和形状模型,计算磨粒在齿面上的磨削路径,分析磨削特性对齿面微观几何结构的影响,得到齿面的整体纹理模型;结合齿面纹理与噪声激励的关系,分析出齿面规则纹理对齿轮噪声的影响机理,提出按照正弦函数变化的冲程变速蜗杆砂轮磨齿加工方法;进行了蜗杆砂轮磨削常规加工与变冲程速度加工的对比试验,结果表明,该方法加工的齿面接触点位置具有一定的随机性,形成不规则的齿面纹理,不同转速下齿轮啮合噪声声压级总值减小约3.5 dB,已经达到改善齿面纹理的效果。     

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。     

蜗杆砂轮位置变化对展成磨齿齿面偏差的影响

圆柱齿轮展成磨齿过程中,不同的蜗杆砂轮位置误差对齿面磨削精度的影响不同。应用双参数包络理论建立了蜗杆砂轮展成磨削的数学模型,分析了齿面的啮合迹线分布规律。通过含蜗杆砂轮位置误差的齿面偏差计算模型计算齿轮的端面廓形误差。通过对比分析得到齿廓偏差、齿厚偏差与砂轮位置变化规律,为分析展成磨齿误差来源和提高蜗杆砂轮展成磨齿精度提供了理论依据。     

基于标准锥面滚轮的面齿轮蜗杆砂轮少轴数控修整方法

根据面齿轮、圆柱齿轮及蜗杆砂轮三者同时啮合的原理,推导面齿轮磨削用蜗杆砂轮的齿面方程。基于某型5轴数控机床模型,建立利用标准双锥面金刚滚轮修整蜗杆砂轮曲面的非线性接触方程。通过分解砂轮修整过程,将砂轮曲面的5坐标修整运动转化为一系列的3坐标连续运动。依据面齿轮与蜗杆砂轮间的共轭关系,导出面齿轮齿面偏差的砂轮修整补偿计算公式。试验表明,采用该方法磨削面齿轮其齿形偏差与齿距偏差能够达到国标GB11365-89中规定相同尺寸锥齿轮的6级精度水平。另外,该方法减少了同时联动的数控轴数,从而降低了对机床的数控精度要求。     

砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形影响的分析

在对圆柱线齿轮进行磨削加工时,机床精度以及砂轮和圆柱线齿轮工件之间的相对位置等因素都会对线齿轮齿形和接触线精度造成影响。为了提高线齿轮磨削加工后接触线的精度,对圆柱线齿轮成形磨削方法进行研究,并且对磨削过程中砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形的影响规律进行分析。首先,根据圆柱线齿轮设计理论推导出圆柱线齿轮的齿面方程;其次,根据圆柱线齿轮的结构特点提出圆柱线齿轮成形磨削方法,并且推导出成形砂轮的轴向截面廓形;再次,推导出磨削加工过程中成形砂轮位置在存在偏心误差、轴向误差以及倾斜误差情况下的圆柱线齿轮误差齿面方程,并且运用Mathematica软件分析砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形的影响规律;最后,运用VERICUT加工仿真平台对圆柱线齿轮进行磨削加工仿真,并且将仿真结果与理论计算结果进行对比,验证了砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形影响规律分析的正确性。研究内容和分析结果可为圆柱线齿轮成形磨削过程中各项砂轮位置参数的调整提供可靠的理论参考。     

基于产形线精密蜗杆传动齿面磨削加工的研究

蜗杆、蜗轮传动副共轭齿面精密磨削加工在工程中一直是一个难题,本文根据齿面产形线构形原理,对蜗杆传动精密磨削加工进行了分析研究,提出双侧锥形蜗杆砂轮磨齿的新方法,为蜗杆传动创造形成新的传动副、切齿方法、切齿刀具及机床提供了条件。     

齿向任意修形齿轮的连续展成磨削运动轨迹规划

齿向修形可有效地减小齿轮的啮合冲击及消除啮合偏载情况,针对齿向任意修形齿轮的精密加工问题,提出了一种连续展成磨削运动轨迹规划方法。首先,结合标准螺旋齿面及齿向修形曲线,通过改变端面廓形的螺旋运动轨迹建立齿向修形齿面模型;接着,考虑左右齿面接触迹高度差,根据双面磨削时实际的左右齿面修形量计算对应的X、Y轴附加运动量,再将附加运动叠加至砂轮的标准磨削运动轨迹上,建立齿向修形齿轮连续展成磨削的运动轨迹规划模型;最后,在蜗杆砂轮磨齿机上开发齿向任意修形功能模块,并进行对称齿向修形和任意非对称齿向修形齿轮磨削实验,验证了提出的连续展成磨削运动轨迹规划方法的正确性。     

用于磨削面齿轮的蜗杆砂轮修整方法研究

为了实现面齿轮磨齿加工,采用包络原理对面齿轮磨削蜗杆砂轮齿形进行设计,并对蜗杆砂轮的修整方法进行研究.建立了蜗杆砂轮齿面的包络坐标系;给出了蜗杆砂轮产形面方程;推导了蜗杆砂轮齿廓的曲面方程,利用Matlab软件对蜗杆砂轮齿廓进行了仿真,根据面齿轮磨削蜗杆砂轮的齿面生成原理,给出了修整工具的齿廓形状、齿宽限制以及修整工具...     

磨削TI蜗杆的砂轮廓形

TI蜗杆由渐开线斜齿轮包络形成,与斜齿轮组成一种环面蜗杆传动.TI蜗杆传动推广应用的关键制造技术是解决蜗杆齿面的精确磨削问题,即确定出与磨削方法相对应的砂轮廓形.分析TI蜗杆传动运动关系和TI蜗杆产形面特点,将对TI蜗杆的磨削转化为成形砂轮磨削渐开线螺旋面的问题.依据齿轮啮合理论,推导出砂轮磨削渐开线螺旋面的啮合方程,依此得到精确磨削TI蜗杆的砂轮轴断面廓形.     

内齿强力珩齿与蜗杆砂轮磨齿切削机理对比分析与试验研究

内齿强力珩齿与蜗杆砂轮磨齿是实现齿轮精加工的主要工艺方法,系统深入地研究两种齿轮精加工工艺的工艺原理,洞悉二者在齿面磨削纹路的形成机理,成为齿轮精加工工艺研究的热点问题。基于空间曲面啮合原理,提出一种离散点齿面模型构建方法,分别建立内齿珩磨轮与蜗杆砂轮的齿面接触方程,并依据接触区离散点处的相对滑擦速度建立珩削纹路与磨削纹路模型。经过滚齿、渗碳淬火的工件齿轮作为精加工的毛坯件,给定相应的珩齿和磨齿工艺参数,在内啮合强力珩齿机与蜗杆砂轮磨齿机上进行精加工试验,并对齿轮的轮齿进行三维形貌检测试验,通过对比分析试验结果与预测模型,两种工艺的齿面纹路的预测模型与试验结果高度吻合,结合对三维形貌数据指标的对比分析,得出两种工艺对齿面几何精度的影响规律,研究结果为齿轮精加工工艺的提升提供了理论依据。     

斜齿面齿轮蜗杆砂轮磨削的双参数法

针对面齿轮硬齿面磨削加工中存在的困难,提出用蜗杆砂轮磨削的双参数法来磨削面齿轮。借助一个渐开线斜齿圆柱齿轮的刀具齿面推导出蜗杆砂轮齿面,由蜗杆砂轮齿面经双参数包络生成斜齿面齿轮齿面。确定了刀具轴与蜗杆砂轮轴夹角大小,分析了双参数包络的形成及包络过程,并用计算机形成了可视化结果,获得了理想的面齿轮齿面。     

TI 环面蜗杆砂轮磨齿原理

根据空间交错轴齿轮啮合理论，对ＴＩ环面蜗杆砂轮磨齿原理进行了理论研究，推导出了基本方程，分析了磨削渐开线直、斜齿圆柱齿轮时的接触线分布规律，并得到了齿面上不存在啮合界限线的判定条件，经微机模拟接触过程，表明此方法是一种高效的齿面磨削方法。     

变厚齿轮连续展成磨削数值模拟研究

加工仿真是验证加工方法和研究加工精度的重要手段,基于三维建模软件和专用软件的加工仿真存在实现复杂、仿真精度低等缺陷,针对变厚齿轮的连续展成磨削这一新工艺,在分析锥形蜗杆设计以及锥形蜗杆磨削变厚齿轮运动的基础上,建立了锥形蜗杆的数学模型,并且建立了锥形蜗杆磨削变厚齿轮的数字仿真模型。以某一变厚齿轮为例,将变厚齿轮理论模型与数字仿真模型进行对比,验证了所建立的仿真模型的准确性。所建立的锥形蜗杆加工变厚齿轮的数字仿真模型为变厚齿轮连续展成磨削精度的研究以及复杂修形变厚齿轮连续展成磨削精度方法的研究奠定了基础。     

新形蜗杆砂轮无轴向进给磨削圆柱齿轮技术原理

在分析空间相错轴螺旋齿轮传动实现瞬时线接触共轭的条件与方法基础上,新建立了一种齿面直线接触的蜗杆传动方式。提出了以这种蜗杆为砂轮实现无轴向进给磨削圆柱齿轮的原理与方法。论述了运用这种蜗杆原理的双蜗杆磨轮磨削圆柱齿轮的结构实现、磨削进给的实现方法等,并推导了磨削速度计算公式。这种磨削加工方法结构简单、无需轴向进给、相对滑动速度大、效率高,可以用于大批量生产中齿轮的磨削加工或者珩磨加工。     

连续展成磨削小半径齿顶圆角的多刀逼近法

齿顶倒圆可以减少应力集中并提高齿轮寿命,连续展成磨削作为高效高精的倒圆工艺,在加工小半径齿顶圆角时(通常在1 mm以下),蜗杆砂轮将具有较大曲率从而难以修整,针对该问题文中提多刀逼近方法,采用小曲率砂轮多次磨削,逼近设计圆角。首先建立齿顶圆角的数学模型,并基于齿轮啮合原理对蜗杆砂轮廓形进行求解,其次计算每刀加工的砂轮偏移量及砂轮偏移后得到的齿面,最后进行仿真验证,说明方法可行且逼近精度较高。该方法解决了磨削小半径齿顶圆角蜗杆砂轮难以修整的问题,同时对连续展成磨削摆线齿轮、圆弧齿轮等具有参考价值。     

工艺对机床的决定性影响

机床是实现工艺过程的加工装备,不仅其技术水平与工艺的先进性密不可分,而且工艺过程对机床实现优质、高效、低成本和洁净生产也是固有的、本质的决定性因素。工艺原理和方法的改进及创新,可以创造出新型机床;工艺过程参数的不断提高(例如高速切削、高速磨削、高效深磨法等),也促进机床结构产生重大变化。工艺原理和方法的改进及创新用这种新磨齿法的球面蜗杆砂轮磨齿机,由于砂轮廓面与被加工齿廓之间形成接触线族,它可以覆盖整个被加工齿廓面(整个齿宽),不需沿工件轴向走刀,工件只转1周即可完成全部齿整个齿宽的磨削,因此其生产率比普通蜗杆砂轮磨齿机显著提高,机床免去了轴向进给传动链,这种磨齿机由于球面蜗杆砂轮包容的工件齿侧数多,工件与砂轮啮合的重合度大,由此产生的性影响。 在珩齿工艺方法中,内啮合珩齿法比外啮合珩齿法珩齿精度高,可以校正齿轮淬硬时产生的误差,珩后齿轮精度可提高1～2级,因此对汽车、摩托车、拖拉机等行业大批量生产的硬齿面齿轮,可替代传统的滚-剃-珩工艺,省去剃齿工艺,经珩齿精加工即可达到精度要求。内啮合珩齿法的内齿珩磨轮是一个由氧化铝和树脂结合剂制成的