在滚齿机上加工双向圆弧齿轮

圆弧齿线圆弧齿廓圆柱齿轮是一种承载能力高、传动平稳的新型齿轮。本文对该齿轮在滚齿机上的加工进行了研究。     

圆弧齿线圆柱齿轮减速器设计及传动性能分析

为了比较圆弧齿线圆柱齿轮与传统齿轮传动性能的优劣,根据ZQA50型渐开线斜齿轮减速器结构参数,对圆弧齿线圆柱齿轮减速器进行了结构设计,并建立了ZQA50型渐开线斜齿轮减速器和圆弧齿线圆柱齿轮减速器三维模型。利用UG/Open grip,二次开发了圆弧齿线圆柱齿轮三维模型;通过圆弧齿线齿条和毛坯之间的运动,完成了齿轮的切制,进而利用有限元分析了两种减速器传动性能的优劣。研究结果表明:圆弧齿线圆柱齿轮接触区域在齿宽中截面附近,重合度大;圆弧齿线圆柱齿轮接触最大应力比传统齿轮最大应力小;传动轴上应力的大小满足强度设计要求,即圆弧齿线圆柱齿轮传动性能比传统齿轮优越。     

圆弧齿线双圆弧齿轮的切齿试验研究

现代工业的发展对齿轮传动的要求日益提高,促使人们不断开发新齿形。圆弧齿线双圆弧齿轮是采用双圆弧齿轮的齿廓和圆弧齿线圆柱齿轮的齿线而形成的新型齿轮,独特的凸凹啮合齿线和凸凹啮合齿廓,使其齿面接触强度和轮齿弯曲强度都得到了很大提高,应用前景十分广阔。文中论述了该齿轮的传动特点和展成原理,分析了在滚齿机上的加工方案,并经切齿试验论证。     

滚大质数斜齿轮计算和误差分析

在齿轮加工中,经常需要在滚齿机上滚切加工齿数大于100的大质数斜齿轮,常因滚齿机不配置100齿以上的主换齿轮,而感到困难。所以,目前滚切齿数为101、103…的大质数斜齿轮,常采用下述3种方法。 (1)利用火质数齿轮作分齿挂轮来滚切。即在滚齿机上先滚切加工一个直齿圆柱齿轮,其齿数与所加工的斜齿轮齿数相同,作为机床分齿挂轮的     

椭圆弧齿圆柱齿轮的一种铣削加工方法

在研究圆弧齿线圆柱齿轮的基础上,提出了全齿宽啮合型椭圆弧齿圆柱齿轮的铣削加工方法。通过分析其理想几何参数,推导了齿轮齿面及啮合重合度方程。利用齿轮齿条模型分析了刀具与椭圆齿线的形成过程,提出椭圆弧齿圆柱齿轮的铣削加工原理,并进行了齿轮的铣削加工。斜安装的刀具加工形成的齿轮在径向截面上都是渐开线齿廓,齿线在分度圆柱面的展开曲线为椭圆的一部分,凸齿面齿线与凹齿面齿线具有相同的几何形状参数。该加工原理可以完成椭圆弧齿圆柱齿轮的高效铣削,也适用于该齿轮的磨削。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性分析

为研究变双曲圆弧齿线圆柱齿轮动态接触特性,利用基于旋转刀盘加工原理得到的齿面方程,运用MATLAB与UG建立精确的齿轮三维模型,运用ANSYS LS-DYNA分析得到该齿轮齿面在啮合过程中的动态接触应力。通过研究不同齿线半径变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到齿线半径对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同压力角变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的动态接触应力,得到压力角对该齿轮动态啮合特性的影响规律。通过研究不同载荷下该齿轮的动态接触应力,得到载荷对该齿轮动态啮合特性的影响规律。分析结果为变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的设计及工程应用提供参考。     

非圆齿轮数控滚切加工的现状及发展趋势

在非圆齿轮的制造中,滚齿因难以加工节曲线内凹的非圆齿轮而导致对其使用较少,故对滚切加工非圆齿轮的研究也较少。但随着对制造业高效、环保、低能的要求逐渐提高,滚切加工非圆齿轮的重要性也日益凸显。简述了现有的非圆齿轮数控加工方法,着重阐述了非圆齿轮数控滚切的系统、加工工艺和加工误差三方面的研究现状。根据数控滚切非圆齿轮的研究现状提出展望。     

圆弧齿线圆柱齿轮传动副建模及接触强度分析

在分析圆弧齿线圆柱齿轮加工原理以及理想齿轮副啮合理论的基础上,得到了理想圆弧齿线圆柱齿轮的几何形状参数;基于三维建模软件UG NX8.0,完成其虚拟样机的制造;借助有限元分析方法研究了变齿线半径、变模数及变齿宽对圆弧齿线圆柱齿轮接触应力的影响机理。分析结果表明圆弧齿线圆柱齿轮的齿线半径、模数及齿宽与其接触强度有着密切关系且当其他相关参数一定且1.1b≤RT≤2b时,圆弧齿线圆柱齿轮的接触应力值最小。研究结论为圆弧齿线圆柱齿轮的设计及工程应用提供了相应的理论依据。     

滚齿直齿圆锥齿轮齿形的研究

对滚齿直齿圆锥齿轮提出了在其范成齿条的法面内,将一对滚齿直齿圆锥齿轮的啮合关系,与齿轮和范成齿条的加工啮合关系相结合的研究方法.在此基础上,利用包络法分析建立了滚齿直齿圆锥齿轮轮齿的齿面方程、滚齿直齿圆锥齿轮和范成齿条啮合的接触线方程.研制了可调倾角式滚切圆锥形齿轮加工装置.进行了直齿圆锥形齿轮滚切加工试验.结果表明加工的齿轮齿面形状与建立的齿面方程一致.     

圆弧齿线圆柱齿轮成型原理及最大接触应力研究

通过对圆弧齿线圆柱齿轮的啮合特点进行研究,分析了圆弧齿线圆柱齿轮的成型原理和齿形特点,以及加工过程中的运动关系,比较了使用不同的刀具加工出的齿形的区别。运用Hertz接触理论的原理,结合圆弧齿线齿轮的接触线的实际形状,对其齿面最大接触应力进行了研究,并结合直齿圆柱齿轮的接触应力公式,推导出了圆弧齿线圆柱齿轮的齿面最大接触应力的计算公式。通过计算并结合有限元分析软件ANSYS对圆弧齿线圆柱齿轮的最大齿面接触应力计算公式进行校核,最终证明了该推导的正确性。     

高速干切滚齿工艺参数的多目标优化与决策方法

为降低高速干切滚齿加工能耗、提高滚齿加工质量,提出一种基于改进多目标灰狼优化(MOGWO)算法和逼近理想解排序法(TOPSIS)的高速干切滚齿工艺参数多目标优化与决策方法.分析了滚齿工艺参数,将切削参数和滚刀参数作为优化变量,构建了面向最小加工能耗和最优加工质量的多目标优化模型,采用改进MOGWO算法对所建的模型进行迭...     

Research on thermal deformation of large-scale computer numerical control gear hobbing machines

Research on thermal deformation of large-scale computer numerical control (CNC) hobbing machines is on the purpose of obtaining the law of thermal deformation of gear hobbing machines to improve machining precision. According to the structure characteristics of hobbing machines, this paper presents a novel computing model of thermal deformation based on the theory of the thermal expansion deformation of metallic materials, the extensional beam theory, non-uniform temperature distribution of the Euler-Bernoulli beam and Kirchhoff theory of plane-section assumption. Then, the coupling theory of axial and bending deformation of hobbing machines based on the deformation element and equilibrium element method is proposed. The experimental measurement system and platform for thermal deformation of gear hobbing machines is established. The temperature and displacement data of thermal deformation of a certain type gear hobbing machine is analyzed, which has demonstrated the law of thermal deformation of hobbing machines. The locus curves for overall displacement error of cutting points and teeth trace error are obtained. Comparing deformation theory and experimental data, the relative error is lower than 5%, which verifies the computing model proposed by this paper, and shows the research method has great significance for structural optimization, local temperature control, and prediction and compensation for thermal deformation error of gear hobbing machines.     

滚齿机热误差补偿技术研究

通过对滚齿机的热误差源进行综合分析及温度测点的优化布置,充分利用齿轮加工过程中测得的误差数据,采用最小二乘法建立了滚齿机的热误差数学模型,研制了滚齿机热误差补偿的硬件系统,利用该系统在Y3150K型滚齿机上进行了误差补偿实验,实验结果表明,实施热误差补偿后,齿轮加工精度提高2级以上,补偿效果明显。     

An adaptive parameter optimization model and system for sustainable gear dry hobbing in batch production

Gear hobbing technology is one of the most widely used forming processes of gear teeth. And the development of dry hobbing technology provides a solution for realizing productive, economical, and ecological gear production. Since there is no cutting oil for cooling and lubrication in dry hobbing process, the hob tool life, thermal deformation errors of machine tool, and quality of workpiece are sensitive to the cutting parameters, especially the cutting speed and tip chip thickness. Considering this situation, a dry hobbing parameters optimization model with the hobbing efficiency as our objective, and the hobbing cost per piece, gear quality, tact time as constraints was established, in which the cutting speed and tip chip thickness were considered as optimal variables and the material of workpiece, coating of hob, and feed rate were considered comprehensively. An iterative test method is proposed to solve this model. And for the application in automated production line, an online adaptive application system was also developed based on SINUMERIK 840D NC system. The parameters of five different kinds of material gear were optimized by applying this model and system, and the result showed the model and the system were practical.

     

滚齿机复合材料滑动导轨磨损性能

为了掌握滚齿机复合材料滑动导轨磨损性能,在振动爬行原理、Reynolds理论及复合材料滑动导轨工况参数的基础上,建立了复合材料滑动导轨稳定磨损阶段的磨损深度随磨损时间变化关系模型,提出了磨损深度测试方案,成功研制出复合材料滑动导轨磨损测试试验机。运用滚齿机复合材料滑动导轨样件进行了磨损试验,分析了复合材料滑动导轨磨损深度的试验与理论数据,揭示了复合材料滑动导轨磨损规律。理论数据与试验数据相比较,两者相对误差低于5%,验证了理论研究的正确性,表明该研究可为滚齿机复合材料滑动导轨的油槽结构、油槽几何参数及油膜承载能力的优化设计与导轨选型提供有益参考。     

干切滚齿机床热流复杂特性及多维调控策略

针对干切滚齿机床的热稳定性问题,研究其热量流动特性及优化控制策略.通过分析传动方式和结构布局特征,阐明了干切滚齿机床的热流复杂多源特性.基于宏微观传热动力学,建立了结构流体温度多场耦合的干切滚齿机床储热模型.通过热稳定性致变因子探析,提出了干切滚齿机床热流多维调控方法,包括热稳定性多源协同优化、压缩空气场协同强化换热、...     

大型数控滚齿机立柱动力学仿真分析

为避免大型数控滚齿机滚削力引起立柱振动而影响加工精度,对大型滚齿机立柱刚度特性及谐响应进行了仿真分析。在滚齿机立柱结构特征、滚刀主轴传动原理及动力学理论基础上,建立了滚齿机立柱与滚刀箱有限元仿真模型,仿真求解得到了立柱模态及谐响应参数。通过立柱动态响应的振动频率与变形量分析,得到了滚齿机加工时立柱设计结构应避开的共振频率范围,揭示了立柱振动变形量的变化规律,提出了立柱结构设计与安装方法的改进建议,为大型数控滚齿机部件的设计优化提供了理论依据与参考。     

渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究

利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。     

基于齿面位姿-几何误差模型的大规格滚齿机关键误差识别

为研究影响大规格滚齿机加工精度的关键几何误差,提出了一种基于齿面位姿-几何误差模型结合Sobol法的机床关键几何误差识别方法。首先,基于齐次坐标变换理论,建立了刀具位姿-几何误差模型,通过求解滚齿双参数包络方程,获得了加工齿面接触迹点坐标值,建立了机床齿面位姿-几何误差模型;然后,考虑几何误差的随机性和互耦性,利用Sobol法对该模型进行敏感性分析,计算了几何误差的敏感度系数以识别出关键几何误差;最后,进行了关键几何误差虚拟仿真修正和对比验证。研究结果表明,所提方法能有效识别大规格滚齿机的关键误差项。     

齿轮加工过程中滚齿力矩的试验研究

对齿轮加工过程中产生的切削力矩进行了研究,讨论了滚齿力矩的变化规律、滚削力矩与滚削用量之间的前系。为合理地选择滚削用量和滚刀的几何参烽、延长滚刀的使用寿命、预测滚齿加工过程等提供了参考依据。