双导程ZN蜗杆修缘成形磨削研究

双导程ZN蜗杆(又称法向直廓蜗杆)修缘的精密加工需要研究一种成形磨削方法。传统的蜗杆修缘磨削方法是根据加工经验对砂轮进行手工修形,加工效率低且难以实现高精度的齿形修缘磨削。为此,以ZN蜗杆修缘齿形的成形磨削为目标,在蜗杆法平面引入齿形修缘分析,建立ZN蜗杆修缘齿形的数学模型,依据空间啮合原理计算出蜗杆磨削的成形砂轮截形,并利用数控砂轮修整装置修整砂轮。为验证蜗杆修缘的成形磨削效果,选用实际生产中的某一双导程ZN蜗杆,在自主研制的数控砂轮修整系统和工厂的蜗杆磨床上进行试验,经过对成形磨削砂轮计算、修整和蜗杆磨削,结果表明,磨削蜗杆的修缘量满足预期设计要求,蜗杆齿形精度达到6级。表明该方法可用于双导程ZN蜗杆修缘的高精度成形磨削。     

金刚石修磨轮修形环面蜗杆砂轮的理论分析及试验

环面蜗杆砂轮磨齿工艺是硬齿面齿轮精加工的重要方法,技术难点之一是用齿轮式的金刚石修整滚轮对蜗杆砂轮进行修形,本文探讨了齿轮式金刚石修形轮的制作方法,应用空间啮合理论对蜗杆砂轮磨齿修形及加工的啮合状况进行了分析,并用自制的金刚石修形轮在NZA蜗杆砂轮磨齿机上进行了修形及加工试验,试验证明,自制的金刚石修整轮精度完全符合使用要求。     

Stress analysis in worm gears with ground concave worm profile

Stress analysis by a finite element method is carried out in the worm and the gear of a cylindrical worm gear drive with a concave worm profile, ground by a grinding wheel of double arc profile. A computer program, based on finite elements, is developed for the calculation of stress distributions in the worm thread and the gear tooth. By using this program, the influence of the design parameters of the worm gear drive and of the load position on stresses have been investigated. On the basis of the obtained results, by using regression analysis and interpolation functions, equations for the calculation of stresses in the worm thread and in the gear tooth have been derived.     

安装角偏差引起的成形磨齿齿形误差分析

成形磨削加工中砂轮与齿轮相对位置的偏差会引起齿形误差。在研究成形磨齿机加工原理的基础上,通过VERICUT加工仿真分析了砂轮安装角偏差对加工后齿形精度的影响。首先,根据齿轮啮合原理,对安装角偏差引起的齿形误差进行了理论计算;其次,基于VERICUT软件平台,设计了完整的砂轮修整和磨齿加工仿真流程,并建立了精确的模型,得到齿形误差的仿真结果;最后,通过仿真结果与理论计算的对比,验证了齿形误差分析的合理性。     

Displacements in worm gears with ground concave worm profile

A computer program based on finite elements has been used for the calculation of displacements in the worm and the gear of a cylindrical worm gear drive with concave worm profile, ground by a grinding wheel of double arc profile. The influence of the design parameters of the worm gear drive and of the load position on displacements has been investigated. On the basis of the obtained results, by using regression analysis and interpolation functions, equations for an easy calculation of displacements in the worm thread and in the gear tooth have been derived.     

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...     

Modification design method for an enveloping hourglass worm gear with consideration of machining and misalignment errors

The influences of machining and misalignment errors play a very critical role in the performance of the anti-backlash double-roller enveloping hourglass worm gear(ADEHWG).However,a corresponding efficient method for eliminating or reducing these errors on the tooth profile of the ADEHWG is seldom reported.The gear engagement equation and tooth profile equation for considering six different errors that could arise from the machining and gear misalignment are derived from the theories of differential geometry and gear meshing.Also,the tooth contact analysis(TCA) is used to systematically investigate the influence of the machining and misalignment errors on the contact curves and the tooth profile by means of numerical analysis and three-dimensional solid modeling.The research results show that vertical angular misalignment of the worm wheel(Δβ) has the strongest influences while the tooth angle error(Δα) has the weakest influences on the contact curves and the tooth profile.A novel efficient approach is proposed and used to minimize the effect of the errors in manufacturing by changing the radius of the grinding wheel and the approaching point of contact.The results from the TCA and the experiment demonstrate that this tooth profile design modification method can indeed reduce the machining and misalignment errors.This modification design method is helpful in understanding the manufacturing technology of the ADEHWG.     

硬质合金精密滚剃刀齿形制造新技术

给出了用双曲线拟合滚剃刀渐开线蜗杆法剖面齿形新技术，提出了锥面砂轮按斜直线进行修整，能够获得砂轮轴截面为双曲线形状。按此技术修整砂轮，通过对滚剃刀渐形线蜗杆的圆磨，有效地提高了滚剃刀齿形精度。     

ZK蜗杆齿形误差及其控制方法的研究

首次建立了包含砂轮修整参数的ZK蜗杆数学模型,分析了当砂轮半径发生变化时,m、z_1、d_1对蜗杆齿形误差的影响规律,给出了计算ZK蜗杆齿形误差的经验公式。提出了ZK蜗杆磨削过程中砂轮的智能化修整原理,实现了根据砂轮半径的变化对砂轮廓形的自动修整。     

直齿锥齿轮齿廓修形

根据啮合刚度和噪声之间的关系,以修形减振降噪为目的,用旋转渐开线曲线对直齿锥齿轮进行齿廓修形.以减小齿轮传动误差和啮合刚度的波动大小为衡量标准,同时确保载荷变化呈平稳过渡.静态计算结果表明,直齿锥齿轮齿廓长修形具有较好的减振效果.直齿锥齿轮采用冷精锻进行齿廓修形,显著地降低了成本,这为齿轮传动系统的修形、减振、降噪和设计提供了一种新的研究方法.     

成形砂轮磨齿机齿形混合修形

介绍了成形砂轮磨齿机的几种齿形修形方法及混合修形技术在工程上的应用.混合修形将齿形修形,齿向修形在成形砂轮磨齿机上的生成方法分解为几种单独的简单修形,然后通过混合计算将几种简单修形融合成为一组较为复杂的修形方法.所介绍的方法可以将各种修形有效的根据操作人员的实际需求进行组合,比传统的修形方法(鼓形,K形)更为灵活,给操...     

大模数硬齿面滚剃刀齿形的近似造型方法

基于硬齿面滚剃刀齿形的制造方法 ,分别采用直线、圆弧、双曲线拟合法对滚剃刀法截面齿形进行了近似造型。近似造型误差计算结果表明 ,直线拟合法误差较大 ,但砂轮修整简单 ;圆弧拟合法误差最小 ,但砂轮修整稍难 ;双曲线拟合法误差很小且砂轮修整简单     

渐开线齿轮滚齿工艺性分析

要提高变速器齿轮传动的平稳性,降低传递误差,对于齿轮齿形的修形要求越来越高.但是,传动过程的齿轮啮合与滚齿过程的加工啮合性质存在差异,前者为平行轴传动关系,后者为交叉角的蜗轮蜗杆传动关系.而设计齿轮的齿顶和齿根存在非渐开线的齿形修缘,不同的传动关系会导致加工出来的齿形与设计目标不一致.正是基于这一点,提出设计齿轮的滚齿工艺性分析方案,以减少后期设计变更带来的开发成本浪费.     

高硬齿面双圆弧齿轮滚刀的铲磨研究

从双圆弧齿轮滚刀基本蜗杆齿面方程出发,推导出直沟负前角滚刀的前刀面齿形公式,再根据啮合原理和铲磨运动时滚刀与砂轮的关系求出铲磨滚刀的砂轮轴向截形,并给出了具体算例。     

螺旋锥齿轮大轮齿形误差的在机测量

为了在国产数控螺旋锥齿轮磨齿机上实现大轮齿形误差的在机测量,对大轮齿形误差的在机测量方法进行了研究。基于齿轮坐标系与机床坐标系之间的关系,建立了将齿面离散点坐标及法矢从齿轮坐标系转换到机床坐标系的方法。根据大轮的齿面几何特征,建立了大轮齿形误差的在机测量方法以及测量流程。根据在机测量得到的测球球心空间坐标,运用曲面拟合技术和最优化算法,计算了实际齿面相对于理论齿面沿各离散点法矢方向的齿形误差值。通过对比在机测量和齿轮测量中心的齿形误差测量结果,验证了螺旋锥齿轮大轮齿形误差在机测量方法的正确性。     

齿轮成形磨削砂轮廓形优化研究

砂轮廓形优化对齿轮成形磨削精度和效率的影响至关重要。从齿轮端面建立了完整齿廓数学模型,其中非渐开线过渡部分采用圆弧曲线,利用无瞬心包络法求解了磨削一个齿槽的完整砂轮廓形,推导了左右固定弦齿间点解析式。调整了砂轮安装角以改变砂轮与工件的左右齿面的接触线形状和位置,使左右更对称;调整了固定弦齿间点在齿面上的位置,使之靠近分度圆,接触线分布集中,发散小。基于线性加权和法建立了多目标优化模型,以磨削效率高、左右接触线对称、单齿接触线长度最短为优化目标,利用MATLAB开发优化程序对砂轮廓形进行了优化。通过实例计算验证了调整砂轮安装角和固定点位置对砂轮廓形优化的有效性。     

渐开线蜗杆成形磨削用砂轮的修整

成形磨削与车削相比可显著提高蜗杆的齿形精度和表面质量。根据螺旋面形成原理建立了渐开线蜗杆的齿面方程,利用空间啮合理论计算出了磨削蜗杆所需砂轮的轴向截形,依据此截形数据设计了砂轮数控修整方案,并用修整好的砂轮磨削工件实现蜗杆的数控成形磨削加工。     

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.     

对角修形斜齿轮设计与数控磨齿研究

为了减小齿面振动,降低磨削误差,提出对角修形斜齿轮数控磨齿加工方法：通过设计对角修形曲线,经过3次B样条拟合为对角修形曲面;根据齿条展成渐开线齿面原理,建立平面砂轮磨削斜齿轮6轴联动Free-Form型数控磨齿模型,通过齿条与砂轮位矢等效转换,推导各轴运动关系;建立基于CNC机床各轴运动敏感性分析的齿面修正模型,各轴运动用6阶多项式表示,通过判断砂轮与齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,并分析各系数扰动对齿面误差的影响;以齿面误差平方和最小为目标函数,通过粒子群优化方法,得到机床各轴运动参数,该方法计算结果稳定且精度较高。通过算例表明：沿齿向方向压力角、螺旋角、展成角的微调可分别实现一定的对角修形加工;微调6轴联动机床各轴运动参数,可有效减小对角修形斜齿轮的磨削误差,通过机床运动敏感性分析验证理论和算法的正确性。     

采用包络法计算刀具刃口齿形

为了提高刀具的齿形精度,采用包络法计算刀具刃口齿形。根据二次包络环面蜗杆成型原理,提出了用包络法建立蜗轮齿面数学模型的方法,推导了蜗轮在中间平面齿形方程,即刀具刃口齿形方程,并利用MATLAB软件绘制出刀具刃口齿形。基于逆向工程的思想,用Pro/E软件建立了蜗杆三维模型。结果表明:蜗杆齿槽在轴向截面齿形与包络法计算得到的刀具刃口齿形一致。