高阶传动误差斜齿轮修形设计与加工

为了提高齿面啮合性能,降低磨削误差,设计高阶传动误差与接触路径曲线,并结合承载接触分析（LTCA）通过优化承载传动误差(LTE)幅值最小确定待定的参数,根据齿条展成渐开线齿面原理,求解小轮法向拓扑修形曲面;建立基于成形砂轮轴向廓形与5轴联动CNC机床各轴运动敏感性分析的齿面修形模型,判断砂轮与齿面的接触状态,计算磨削误差,应用PSO优化算法得到机床各轴运动参数与砂轮廓形的修形曲线. 算例表明：优化的高阶传动误差在曲线转换点处是相切连接的,其拓扑修形曲面在啮入端近齿根、啮出端近齿顶处有较大的修形量,修形区域近似对角;中部有一定微小内凹的高阶传动误差可降低LTE幅值,减小轮齿振动,其内凹量大小与齿轮副工况有关,随载荷增加,最佳内凹量逐渐增大;经过成形砂轮进行主要的修形磨削及平面砂轮进行辅助的对角修形磨削可实现拓扑修形齿面加工,理论磨削误差小于2 μm.     

碟形砂轮磨削面齿轮的数控规律

为制造高精度面齿轮,对用碟形砂轮加工面齿轮的数控磨齿方法进行研究.由插齿刀的齿面确定适用于磨削直齿、斜齿面齿轮的碟形砂轮曲面,分析碟形砂轮磨削面齿轮的展成原理,通过坐标变换建立碟形砂轮磨削面齿轮的齿面方程.根据不同加工方法中刀具位置和运动的等价原则确定磨削面齿轮的数控机床运动规律,为方便编程,将该运动规律用二元Taylor展开式表示.计算数控加工齿面与理论齿面的偏差,计算实例的最大偏差为0.071 9μm,表明用碟形砂轮磨削面齿轮是可行的,数控规律是正确的,能够达到理想的磨齿精度.     

内剃齿刀齿向曲线的共轭解法

用简化的空间螺旋齿轮作无侧隙啮合传动的原理，建立了求解内剃齿刀齿向曲线的数学模型，并给出了修磨这种齿向曲线的盘形砂轮的廓形计算方法。同时，还列举了用标准的外剃齿刀经过齿向修形来制造内剃齿刀的例子。     

人字齿轮齿向修形优化设计

考虑到安装误差、轴弯曲变形及扭转变形对齿面载荷分布的影响,根据人字齿轮传动的特点,提出小轮轴向浮动安装的齿面修形优化设计方法;通过3次B样条将齿向修形曲线拟合为三维修形曲面,并与理论齿面叠加构造修形齿面,建立轴向串动的齿面接触分析(TCA)模型,结合承载接触分析(LTCA)模型对有轴向串动的人字齿轮传动进行仿真,轴向串动保证了两端齿面各承担一半的扭矩,人字齿轮的修形可认为是一个斜齿轮的修形,即只考虑一端修形,另一端修形则与之对称;以齿面载荷密度最小为优化目标,应用遗传算法确定最佳修形齿面. 算例表明：轴向串动是左右齿面间隙相互补偿的过程,串动后两边齿面载荷分布基本相同,修形后两端齿面载荷达到均匀;人字齿轮齿向修形与轴向串动相互补充,保证了齿面载荷整体上均匀.     

轴线角误差的斜齿轮拓扑修形及仿真

为了改善齿轮副轴线角误差对其传动性能的影响,文中提出了轴线角误差的斜齿轮拓扑修形新方案,用圆弧齿廓刀具展成加工齿轮,齿向采用高阶非对称鼓形修形.利用齿轮啮合原理、齿面接触分析和齿面承载接触分析技术,研究了齿向不对称修形参数(两侧最大修形量和最大修形长度)对承载传动误差的影响,设计了合理的不对称修形参数.仿真结果表明当轴线角误差γ_1为0.05′时采用最大修形长度不对称的设计承载传动误差最大波动量减少了42.85%,提高了齿轮传动性能;当轴线角误差γ_2为0.05′时采用最大修形量不对称的设计承载传动误差最大波动量减少了53.47%,提高了齿轮传动性能.     

滚压和砂轮成形磨齿法对双圆弧齿形的影响

研究了用钢轮滚压修整砂轮的成形磨齿法对加工硬齿面双圆弧齿轮齿形的影响 .形成磨钢精度靠砂轮的修整精度保证 ,解决了加工双圆弧齿轮经过渡曲面部分切除量不足 ,简化了砂轮截面廓形计算和截面修形的问题     

滚压和砂轮成形磨齿法对双圆弧齿形的影响

研究了用钢轮滚压修整砂轮的成形磨齿法对加工硬齿面双圆弧齿轮齿形的影响.形成磨钢精度靠砂轮的修整精度保证,解决了加工双圆弧齿轮经过渡曲面部分切除量不足,简化了砂轮截面廓形计算和截面修形的问题.     

面齿轮精密磨削砂轮数控修整技术研究

为改善面齿轮磨削加工精度,提出了一种面齿轮磨削砂轮数控修整及误差影响分析方法。基于面齿轮传动原理,进行了面齿轮碟形砂轮磨削运动分析。依据砂轮齿廓特点,选择金刚滚轮修整,并计算金刚滚轮的运动轨迹曲线,提出了一种数控刀位点和步长的选取方式。分析了砂轮型面误差类型,给出了误差条件下的面齿轮齿面方程。借助MATLAB和CATIA软件对面齿轮齿面点进行拟合,获得了砂轮型面误差对面齿轮型面影响的变化规律。最后进行了砂轮修整和面齿轮磨削加工试验,通过对面齿轮齿面进行检测,得到面齿轮全齿面法向偏差范围-10.1um～12um。结果验证了砂轮修整方法的可行性,为面齿轮的工程化应用奠定基础。     

鼓形齿径向剃齿刀修形量计算及应用结果分析

为解决鼓形齿可以有效降低机动车传动噪声但难以加工的问题.提出一种新的加工方法,即采用经过修形的径向剃齿刀来加工鼓形齿.径向剃齿刀修形量的计算是根据径向剃齿刀与被剃齿轮间存在的一一对应关系,用抛物线近似表示被剃齿轮的齿向鼓形量,得到加工鼓形齿轮的径向剃齿刀的最终齿向修形量.实验结果表明,由该修形量设计的径向剃齿刀可加工出鼓形齿轮,将其用于摩托车传动系统,可使摩托车达到降低行驶噪音,减少生产成本的显著效果.     

弧齿锥齿轮全工序法及机床误差敏感性分析

为了在全工序法中利用Free-form机床的灵活性与自由度,提出直接面向Free-form机床的弧齿锥齿轮全工序法,并分析小轮齿面的机床误差敏感性. 已知大轮齿面,对小轮齿面微观形式进行主动设计. 建立直接面向Free-form式机床的四轴联动全工序法小轮切齿数学模型,根据小轮目标齿面参数,求解刀盘和被加工小轮的相对运动关系,得到机床各轴的运动5次多项式,以及剩余待定的小轮刀盘廓形参数. 分析机床各轴运动误差对小轮齿面拓扑形状的影响规律. 算例表明：直接面向Free-form式机床的四轴联动全工序法可以保证小轮正车面接触迹线每个离散点的参数,和倒车面参考点的参数;机床各轴的运动误差可以引起小轮齿面的螺旋角误差、对角误差和压力角误差;Y轴对小轮齿面的影响最小.     

高阶传动误差函数的面齿轮传动设计新方法

为了提高面齿轮传动的动态性能和降低啮合对安装误差的敏感性,提出具有高阶传动误差函数的面齿轮齿面设计方法,描述了齿轮传动反映输出和输入角度关系的四阶传动误差函数的数学模型,考虑刀具齿轮与圆柱齿轮齿数差,推导了面齿轮数控加工过程中具有四阶传动误差函数的齿面方程．利用盘形砂轮对渐开线圆柱齿轮齿向修形,发展圆柱齿轮齿向修形的鼓形齿面．建立面齿轮副轮齿接触分析条件,对具有四阶传动误差函数的面齿轮和齿向鼓形的渐开线圆柱齿轮的啮合进行了计算机仿真和啮合分析．研究结果表明,设计传动误差幅值为10″,在对准安装和轴夹角误差为0．02。的条件下,齿轮副输出的高阶传动误差幅值为0″,其他形位参数与预置的参数完全一致;齿面接触区域对安装误差不敏感,接触迹线始终稳定在齿轮半径的172mm附近。     

Analysis and modeling of error of spiral bevel gear grinder based on multi-body system theory

Six-axis numerical control spiral bevel gear grinder was taken as the object, multi-body system theory and Denavit-Hartenberg homogeneous transformed matrix （HTM） were utilized to establish the grinder synthesis error model, and the validity of model was confirmed by the experiment. Additionally, in grinding wheel tool point coordinate system, the errors of six degrees of freedom were simulated when the grinding wheel revolving around C-axis, moving along X-axis and Y-axis. The influence of these six errors on teeth space, helix angle, pitch, teeth profile was discussed. The simulation results show that the angle error is in the range from -0.148 4 tad to -0.241 9 rad when grinding wheel moving along X, Y-axis; the translation error is in the range from 0.866 0 μm to 3.605 3μm when grinding wheel moving along X-axis. These angle and translation errors have a great influence on the helix angle, pitch, teeth thickness and tooth socket.     

关于剃前插齿刀设计制造模型研究

首先给出了剃前插齿刀的侧刀后刀面的全新设计方案笃应的几何模型，进而给出了以二次包格为主干的相应制造模型，最后通过生产中的实例验证了所述模型的可靠性。．     

斜齿球形齿轮齿面接触分析

为了提高球形齿轮承载能力和降低啮合质量对安装误差的敏感性,对斜齿球形齿轮齿面进行了修形.用产形齿条方法和啮合理论,推导斜齿球形齿轮齿面数学模型,并用抛物线形齿廓刀具对齿面修形;根据两齿面在啮合接触中连续相切条件,建立了含有安装误差的齿面接触分析(TCA)模型.齿轮副啮合仿真结果表明:凸-凹型斜齿球形齿轮副接触迹线沿着齿...     

径向剃齿刀切削槽的合理排列

本文分析了径向剃齿刀削槽的合理排列方式及切削槽错位量对被齿轮表面粗糙度的影响，为设计制造径向剃齿刀提供了可靠的依据。     

内齿轮剃齿刀齿向最小修形量的计算

本文采用单自由度线接触的方法和共轭曲面的运动学原理建立了计算内齿轮剃齿刀齿向最小修形量的数学模型,并进行了实例计算。由计算结果分析可知:内齿轮剃齿刀的齿向曲线已经不是螺旋线了,而是一个中凸的空间曲线,即是说,刀齿在齿长方向是变齿厚的。因此,内齿轮剃齿刀的齿面已不是螺旋面了。但由计算的结果可知:理论的内齿轮剃齿刀的齿向曲线与标准的螺旋线的偏离是很小的。因此,内齿轮剃齿刀的齿向曲线完全可以由标准的渐开螺旋面修磨而得到,从而为内齿轮剃齿刀的设计与制造提供了理论依据。     

斜齿插齿刀的刃形优化

介绍一种斜齿插齿刀的刃形优化方法,由此法刃磨出的斜齿插齿刀耐用度和生产率得到显著提高,同时使被加工齿轮的齿形精度亦有所改善。