齿面研磨边界的确定与研齿性能试验

通过对研齿过程的轮齿接触仿真,传动误差与重合度的分析,确定了齿面研磨区域的边界:距齿面中点±0.25～0.3个齿宽,±0.1～0.25个齿高.通过研齿试验,研究了研磨对齿面接触印痕、齿形精度与动态啮合性能的影响.结果表明,研齿能一定程度上消除齿形误差,改善轮齿接触区位置与形状,使热处理后变形的接触区一定程度上得到恢复;研齿对齿轮副动态性能改善明显,振动噪声在转速、载荷较宽的范围内均有明显下降.     

研齿的修形机理与试验研究

研究了螺旋锥齿轮齿面综合研磨率、动态互研与研齿修形机理。动态研磨力在螺旋锥齿轮研磨中起着微切削与均化误差的作用，使齿面尖点、高点与齿对转换点首先得到研磨。研齿的修形作用趋于使二次抛物线形传动误差曲线高阶化，传动误差曲线上部平坦，转换点平滑过渡。通过引入相对螺旋角误差与相对压力角误差的概念，对齿形与齿距误差进行了测量，从而评价了轮齿研齿前后的实际啮合精度。对啮合振动、噪声进行了对比试验，结果表明，研齿能明显改善齿轮副的啮合精度与动态性能。     

超声振动研齿对齿面加工质量的影响研究

选取齿数为7/37和8/41两对准双曲面齿轮作为实验对象,在改造过的滚动检查机Y9550上进行齿轮的超声研磨加工,超声振动频率16 kHz,超声研磨时间3 min。然后由JD45+测量机测试超声研齿前后齿面上45个点的偏移误差,再通过齿长或齿高方向的齿面误差分别计算出螺旋角或压力角误差。最后对比振动加工前后的齿面误差、螺旋角误差和压力角误差,研究结果表明,超声振动研齿能在一定程度上消除齿轮的齿面误差,改善齿轮的接触区位置与形状,提高齿轮的齿面平滑度,提高齿轮的加工质量,但也不能够进行过度研磨。     

超声激励下弧齿锥齿轮研齿系统动态研磨力分析

在综合考虑超声激励和齿面几何传动误差激励的情况下，建立了有间隙的两自由度周向振动的弧齿锥齿轮研齿动力学模型，得到了齿面间动态研磨力的计算公式。通过算例分析表明，与普通研齿效果对比，超声激励增大了齿面间的动态研磨力，使齿面在啮合过程中出现了碰撞，当超声激励振幅值为16．5N·m时，超声研齿系统由周期运动进入到混沌状态。     

弧齿锥齿轮定制研磨加工模型研究

介绍了一种弧齿锥齿轮数控研齿机实现定制研磨的控制过程，建立了研齿的数学模型，利用轮齿接触分析（TCA）技术实现定制研磨控制，与传统机械式研齿机相比，该研磨方式无论在控制和改善接触区方面，还是在提高加工精度与效率方面都具有明显优势。通过实验验证了该加工模型的准确性。     

超声研齿不灵敏性振动切削机理与实验

提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法。分析了超声研齿不灵敏性振动切削机理。超声振动使研磨切削抗力减小,动态啮合精度提高,因此,使研磨效率与齿面质量得到相应提高。进行了普通与超声研齿对比试验表明,超声研齿材料去除率可达到普通研磨的三倍,齿面微切削与塑性流动纹理明显,点蚀深度、划痕长短均匀,齿面质量明显优于普通研磨齿面,即粗糙度低至0.2μm,轮廓支承长度率Rmr(c)=100%,水平截距c=1.2μm。     

螺旋锥齿轮动态互研的机理与试验

揭示了螺旋锥齿轮动态互研、误差均化的机理。建立了螺旋锥齿轮研齿过程的动力学模型，求出了动态研磨力的大小。动态研磨力在螺旋锥齿轮研磨中起着切削与均化误差的作用，研齿材料移除首先发生在齿面尖点、高点与齿对转换点，从而使齿面光滑滚动特性得到改善，齿对转换趋于平稳。对齿轮副研磨前后轮齿精度与动态啮合性能进行了对比试验，结果表明，研磨后轮齿齿形与齿距精度有所提高，动态性能明显改善。     

动态力研齿新工艺

研究了一种硬齿面以研代磨新工艺，应用动态研磨和误差均化理论，并经大量实验，取得了阶段性成果。     

航空弧齿锥齿轮低敏感度齿面优化设计

为了降低弧齿锥齿轮的齿面接触印痕关于安装距偏差（又称安装误差）的敏感度，需要开展某航空弧齿锥齿轮的低敏感度齿面优化设计。在轮齿承载接触分析（Loaded tooth contact analysis,LTCA）技术中，引入齿轮副的安装误差，形成了计及安装误差的轮齿接触分析（Error loaded tooth contact analysis,ELTCA）方法，基于ELTCA建立了齿面接触印痕与安装误差间的内在关系；借助接触印痕的量化描述，获得了齿面接触印痕关于安装误差的敏感度矩阵；基于局部综合法建立敏感度关于齿面接触参数的优化设计目标函数，形成弧齿锥齿轮的低敏感度齿面优化设计模型；采用神经网络与遗传算法进行求解，获得了低敏感度齿面的切齿参数；算例结果表明，优化后的齿面接触印痕关于安装误差的敏感度较优化前降低了78.87%。     

研磨参数对等高齿研磨质量的影响研究

研磨加工是针对齿轮的切齿误差和热处理变形的微整形工艺,在齿轮副中的对跑过程中利用研磨介质进行齿面的定点研磨,达到改善齿形精度和齿面粗糙度的目的。针对奥制等高齿准双曲面齿轮研磨加工中存在多种因素影响研齿质量的问题,采用田口方法对研磨参数中的主轴转速、制动力矩、齿侧间隙进行稳健性参数设计,以齿轮表面粗糙度为评价指标,找出使信噪比SNR值最高的因素水平设置,并以格里森600HTL数控研齿机为载体做正交实验,验证了参数设计结果的准确性。试验评价了各因素对齿轮表面粗糙度影响的显著性,选出了试验范围内最优的水平组合,达到优化研齿工艺和改善研磨质量的目的。     

螺旋锥齿轮振动研磨的运动模型研究与分析

首次提出螺旋锥齿轮振动复合研齿法 ,建立了V/H与齿面啮合关系的数学模型与振动研齿法的运动学模型。利用TCA方法 ,通过对齿面的接触路径与印痕、齿面相对运动速度与研磨轨迹、切削速度数值仿真 ,证明该模型能对齿面研磨中接触路径与印痕进行准确的控制 ,振动研磨加工的质量效率明显优于传统方法     

齿轮光整加工新工艺--动态力互研法

对渐开线齿轮动态力研齿进行了理论分析和实验研究。基于以研代磨的设想,齿轮动态力研齿将研磨工艺用于硬齿面粉加工,其加工原理为,两被研齿轮在空载下以确定的速比,大转动惯量下高速稳态运转,研齿时保持速比不变,并周期性改变两齿轮的中心距,利用齿轮啮合时齿轮本身误差产生的齿面动态力,在研磨剂的作用下,修整齿轮误差达到两齿轮提高精度的目的。     

螺旋锥齿轮超声振动研磨的声弹性机理

提出螺旋锥齿轮超声振动复合研磨的方法，介绍了其原理；利用声弹性理论，从声弹性机制的层面上，研究了轮齿超声研抛的机理；综合轮齿接触分析与声弹性理论，通过实例计算分析了螺旋锥齿轮超声振动复合研磨方法不仅是可行的，而且与传统的方法相比具有明显的优越性。     

新型环面渐开线齿轮齿面生成和几何特性研究

环面渐开线齿轮是一种对安装误差不敏感,无须修形就具有良好啮合性能,并且加工便捷的新型齿轮。根据环面渐开线齿轮的加工原理,从产形齿条的齿面方程出发,推导了凸环面渐开线齿轮和凹环面渐开线齿轮的完整齿面方程;利用MATLAB编程计算出环面渐开线齿轮齿面上点的三维坐标值,生成了精确齿面,并在Pro/E中建立了齿轮的实体模型;基于齿面数学模型,通过计算仿真对环面渐开线齿轮的根切与尖化现象进行了分析,获得了环面渐开线齿轮的根切界限曲线、尖化初始点以及不发生根切与尖化现象的最大齿宽;根据已生成的齿面进行有安装误差条件下的齿轮接触分析,证明了环面渐开线齿轮对安装误差不敏感。       

螺旋锥齿轮超声研磨加工的机理与实验研究

提出了超声研磨加工螺旋锥齿轮的理论与方法,利用声弹性理论分析了超声波在齿面传播与反射的机理。超声研齿的材料去除以塑性流动去除为主,机理可归结为磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应。试验证明,超声研齿的材料去除率为普通研齿加工的3倍,且齿面质量明显提高,齿面粗糙度Ra为0.2μm,水平截距c为1.2μm。最优工艺参数组合中转矩为0.12 N.m、转速为600 r/m in、研磨剂浓度为20%,其中转矩对材料去除率的影响最为显著,达到68.11%;其次为转速。对最优工艺参数组合所作的验证试验,材料去除率MRR指标与预测值基本相符。     

一种弧齿锥齿轮安装误差变动范围的确定方法

提出一种接触印痕位置参数分析法,用于确定弧齿锥齿轮安装误差的可变动范围。根据设计要求的啮合性能,采用局部综合法,设计弧齿锥齿轮加工参数,得到弧齿锥齿轮副齿面。在齿面参考点处的压入深度为0.006 35 mm的条件下,计算小轮驱动力矩。在此力矩作用下,进行安装误差状态下的轮齿加载接触分析(Loaded tooth contact analysis,LTCA),获得描述承载齿面接触印痕的位置参数。以接触印痕边界点到齿面边界的距离为设计目标,分别以不同类型的单因素安装误差为设计变量,采用优化设计方法确定接触印痕在齿面有效边界内变动时,对应的安装误差的变动范围。以某航空发动机附件传动系统中的弧齿锥齿轮为对象,依据上述方法,确定出不同类型安装误差的可变动范围,验证上述方法的有效性。所提出的方法为合理确定弧齿锥齿轮副安装误差的变动范围提供一种参考。