基于凤凰Ⅱ型铣齿机的弧齿锥齿轮数控加工模型

根据空间坐标变换原理,研究了凤凰Ⅱ型数控螺旋锥齿轮铣齿机机床的结构模型,进而建立了相应的机床加工坐标系;分析了展成法加工时传统机床和凤凰Ⅱ型数控螺旋锥齿轮铣齿机两类机床加工参数之间的转换原理,最终建立了基于凤凰Ⅱ型数控螺旋锥齿轮铣齿机的弧齿锥齿轮数控加工模型。     

螺旋锥齿轮数控加工中刀盘误差的补偿

在进行螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形所产生的偏差会影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。针对该问题,分析了螺旋锥齿轮数控加工原理,并在此基础上建立了从刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀盘半径偏差与齿面误差的关系;进一步推导出刀具实际截形误差的计算过程;最后根据螺旋锥齿轮的加工原理对刀具的误差进行了补偿计算,并对补偿结果进行了仿真实验验证,证明了该算法的可靠性。     

切齿仿真在数控铣齿机软件设计中的应用

螺旋锥齿轮加工过程的软件设计是数控铣齿机设计成败的关键。文章研究了螺旋锥齿轮在万能铣齿机和数控铣齿机上加工时的切齿仿真原理并计算出它们每一步的切削量,提出了一种通过比较两种铣齿机上的切削量来判断软件是否正确的方法。     

基于展成原理的大规格螺旋锥齿轮在机测量

对大规格螺旋锥齿轮齿形误差的在机测量方法进行了研究.分析了齿轮测量中心和CMM测量齿形误差的原理及其存在的问题.根据螺旋锥齿轮齿面的数学模型,运用矢量运算的方法,给出了齿面各离散点在其展成位置时径矢和法矢的计算方法.根据YK20100型数控螺旋锥齿轮磨齿机在机测量系统的模型,提出了基于展成原理的齿形误差测量方法,可以采用较小直径的球形测头无干涉地完成全齿面的测量.基于AutoCAD的二次开发功能,编制了在机测量仿真系统,仿真测量结果与实际磨齿加工后经M&M Sigma 7齿轮测量中心检测得到的结果一致,验证了在机测量方法的正确性.     

新型万能曲线齿锥齿轮加工机床的运动学

从有摇盘曲线齿锥齿轮铣齿机调整参数出发，提出了一种格里森无摇盘万能铣齿机的运动规律计算方法，并推导出了简明的计算公式。     

摇台磨齿机与Free-form型数控磨齿机加工调整参数的转换方法

现有的Free-form型螺旋锥齿轮磨齿机的CNC系统不可能在加工齿面每一点时完全转换传统摇台螺旋锥齿轮磨齿机的展成运动,因为这满足不了实时性的要求,而且也无必要.因此作者提出了一种只在齿面参考点进行两次矢量旋转的简单的转化方法,并推导出了以显式表达Free-form型机床加工调整参数的精确计算公式.与其他方法相比,介绍的方法概念清晰,计算量小,更加简便而准确并可以满足数控系统实时插补的要求.     

四轴数控螺旋锥齿轮铣齿机变性法铣齿研究

研究了四轴数控螺旋锥齿轮铣齿机的运动规律，建立了铣齿机加工坐标系。基于空间坐标变换，分析了由传统铣齿机调整参数转化为四轴数控铣齿机调整参数的原理并提出了实现方法。参照传统的变性法加工原理，推导出工件与摇台间变性法展成运动的滚比变化关系。这样，在四轴数控铣齿机上可以实现变性法加工准双曲面齿轮。     

小模数螺旋锥齿轮的加工方法与加工机床的选用

在分析小模数螺旋锥齿轮加工方法的基础上,指出基于格里森齿制的双重双面切削法是小模数螺旋锥齿轮的主要加工方法;全面分析机械式铣齿机和数控铣齿机加工小模数螺旋锥齿轮优缺点;指出机械式铣齿机适合于单一、大批量螺旋锥齿轮加工,数控铣齿机更适应于小批量、多品种螺旋锥齿轮加工,且两者加工精度相同;指出数控铣齿机是小模数螺旋锥齿轮加工的主要趋势。     

螺旋锥齿轮齿面离散点空间坐标及法矢的计算

根据螺旋锥齿轮的切齿加工方法和齿轮啮合原理,运用矢量运算的方法建立了大轮成形法加工和小轮刀倾法加工的理论齿面方程并规划了齿面计算网格点区域.运用Visual Studi0 2008编程环境,编写了理论齿面各离散点空间坐标及法矢的计算软件,通过该软件可计算得到螺旋锥齿轮理论齿面各离散点在齿轮坐标系中的坐标值和单位法矢.将得到的理论齿面坐标点及法矢导入到三坐标测量机中进行测量获得各离散点的齿形误差,然后将获得该理论齿面坐标点及法矢的参数输入到CNC3906齿轮测量中心进行齿形误差测量,获得齿面上各离散点的齿形误差.将两组齿形误差测量数据进行对比分析,论证了所开发的计算软件的正确性,为螺旋锥齿轮齿面偏差的测量以及螺旋锥齿轮数字化闭环制造提供了正确的理论齿面数据.     

精密阿基米德丝杠旋风铣削刀具廓型设计

根据阿基米德螺旋面的啮合原理和铣刀回转面与工件螺旋面的接触条件，采用在已知丝枉理想牙型的情况下反求铣刀廓型，避免了传统旋风铣削加工中的过切现象，为直接将高效旋风铣削工艺用于丝枉的精加工、缩短丝枉加工工艺路线及降低加工成本奠定了理论基础。     

弧齿锥齿轮双重螺旋法切齿原理及齿面接触分析研究

弧齿锥齿轮双重螺旋法具有高效、可实现干切削的特点,是Gleason制弧齿锥齿轮的先进加工方法。为揭示双重螺旋法的切齿原理,以大轮成形法加工的弧齿锥齿轮双重螺旋法为研究对象,以啮合原理和微分几何学为基础,根据刀盘、机床、工件之间的运动位置关系,利用矢量法、基于齿面3个参考点建立切齿数学模型,推导机床调整参数的计算过程;然后,以齿槽中点作为参考点,修正弧齿锥齿轮副的齿坯几何参数;另外,以小轮产形面方程代替其共轭齿面方程,提出新的齿面失配设计新方法,与传统方法相比简化计算过程。以一对7×43的准双曲面齿轮副为例进行设计计算和切齿加工,齿面接触分析与滚动检查结果验证所提出的双重螺旋法切齿原理的正确性,并根据该切齿原理开发弧齿锥齿轮双重螺旋法的设计软件,为该方法在国内的推广提供理论基础与技术支撑。     

全数控锥齿轮铣齿机切齿软件开发

根据锥齿轮全数控切齿加工的特点,采用西门子人机界面开发工具HMI Programming Package开发了基于西门子840D系统的锥齿轮数控切齿软件,并将该软件系统嵌入到天津第一机床总厂制造的YKD2275全数控锥齿轮铣齿机上进行切齿实验验证该软件系统的正确性及实用性.     

准双曲面齿轮系统振动的理论分析与试验研究

利用振动理论、动力分析有限元法,对准双曲面齿轮系统在动态激励下的动态响应进行了分析和预估.搭建了准双曲面齿轮传动系统的实验平台,测量了准双曲面齿轮箱轴承座的横向、纵向和轴向振动响应和箱体表面振动加速度响应.研究了准双曲面齿轮系统的完全耦合振动问题,为准双曲面齿轮系统的动态设计提供理论基础.     

含过渡曲面的准双曲面齿轮精确三维几何建模方法

针对用HFT(hypoid gear formate tilt)法加工的准双曲面齿轮,根据齿轮的实际加工过程和啮合原理,通过传统机床各运动部件的齐次坐标变换,推导了齿面方程和过渡曲面方程,得到准双曲面齿轮齿面精确数学模型的解析表达式。另一方面用商用软件CATIA通过虚拟制造方法,模拟齿轮加工过程,得出齿面和过渡齿面的包络曲线族,对包络曲线族进行曲面拟合得到含有过渡曲面的准双曲面齿轮的三维几何模型。比较虚拟加工得到的齿轮三维几何模型和MATLAB中计算出的理论齿面离散点,分析结果表明:笔者给出的建立螺旋锥齿轮精确三维几何模型方法正确有效。     

准双曲面齿轮仿制

从准双曲面齿轮制造的基础理论出发,探讨了仿制格利森准双曲面齿轮的主要技术环节,就机床的调整计算,专用刀盘的设计与制造总结了单件加工准双曲面齿轮的加工经验,对准双曲面齿轮的推广应用有一定的借鉴作用。     

准双曲面齿轮三维间隙非线性冲击特性分析

应用轮齿加载接触分析程序计算了承载下准双曲面齿轮的啮合性能，得到加载啮合时各轮齿的载荷分配。应用轮齿啮合原理，开发了准双曲面齿轮网格自动建模程序，建立了轮齿动力接触有限元分析模型。采用动力接触问题有限元混合解法，对准双曲面齿轮传动的初速冲击和突加载荷冲击特性进行了数值仿真，分析了齿侧间隙对轮齿冲击特性的影响。开发的程序系统已成功地应用于工程实际问题。     

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。     

螺旋锥齿轮端面滚齿切齿计算及接触特性控制

分析了螺旋锥齿轮端面滚齿加工的齿面形成原理,推导了局部接触状态下端面滚齿加工切齿调整参数及刀盘参数的计算过程。提出了一种齿面接触特性控制方法,该方法能够根据需要在齿面上任意指定接触参考点的位置,并能对轮齿两面的接触状态同时进行控制。分析了接触特性控制参数对接触区形态参数的影响规律。分析结果表明刀倾角主要修正接触区长度以及传动误差,刀刃曲率主要修正接触区对角方向以及传动误差,且接触特性参数之间有相互制约关系。最后通过计算实例以及端面滚齿加工试验对接触特性控制方法及切齿调整计算算法进行了验证。     

延伸外摆线准双曲面齿轮几何参数计算法的改进

本文研究了曲齿准双曲面齿轮分度锥面几何参数计算的原理。根据延伸外摆线准双曲面齿轮的特点,提出一种精确计算其分度锥面几何参数的新方法。     

[误差建模及精度保证方法]双五轴数控铣削机床旋转轴误差辨识方法

为了快速、系统地辨识双五轴数控铣削机床旋转轴几何误差，提出了一种基于R-test的误差测量辨识方法。根据R-test误差模型研究误差测量值与各项误差参数的关系，辨识旋转轴各个几何误差项以得到旋转轴的安装误差和运动误差；利用最小二乘法原理平面圆拟合和直线拟合的方法分别辨识出2项位移误差和2项垂直度误差；基于多体系统理论及齐次坐标变换方法建立刀具坐标系与工件坐标系的齐次坐标变换模型，并辨识出3项移动误差和3项转动误差；最后，根据所得辨识值对X向和Y向位移误差进行补偿。实验结果表明，补偿后X向和Y向位移误差明显减小，误差补偿结果验证了测量、辨识的准确性和有效性。