面齿轮磨齿加工中蜗杆砂轮的设计及修整

为实现硬齿面面齿轮加工,促进面齿轮在航空齿轮传动中的应用,对面齿轮的磨齿加工方法展开研究,并研究了磨齿加工过程中的蜗杆砂轮设计方法及磨损蜗杆砂轮的修整方法。根据面齿轮、蜗杆砂轮及媒介齿轮的啮合关系,建立了啮合关系坐标系;结合媒介齿轮的齿廓方程和坐标转换关系,应用包络原理,推导出蜗杆砂轮和面齿轮的齿廓方程,得到蜗杆砂轮和面齿轮的加工方法;通过数值计算方法,对面齿轮和蜗杆砂轮的齿廓进行仿真,应用三维软件建立三维模型;对蜗杆砂轮的修整原理和修整方法进行研究,并对修整过程进行仿真,为面齿轮磨齿加工奠定了基础。     

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...     

面齿轮蜗杆砂轮的双参数平面修整法

阐述了直齿面齿轮蜗杆砂轮的双参数平面修整法的原理,并根据其修整运动建立了相应坐标系,由平面方程推导出了蜗杆砂轮的齿面方程,然后根据单参数包络法,获得了齿轮刀具展成的蜗杆砂轮的齿面方程,并对蜗杆砂轮的齿廓曲面进行了仿真:两种方法得到的蜗杆砂轮齿面方程是一致的,这说明平面修整蜗杆砂轮的方法理论上是可行的.     

六轴数控蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的方法

建立六轴数控圆柱齿轮蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的理论模型。提出以初始设计蜗杆砂轮轴截面齿形为基本参数,并考虑齿廓抛物线修形来设计金刚滚轮,再用于修整椭球式蜗杆砂轮的方法。利用双参数啮合方程建立了面齿轮磨齿加工的齿面方程。齿面磨削仿真及轮齿接触分析表明,直接以蜗杆砂轮轴截面齿形作为金刚滚轮齿廓来修整砂轮,所磨削得到的面齿轮齿面压力角偏小,且传动误差为不连续的上凹形曲线。当给滚轮以抛物线修形设计之后,所磨削的面齿轮齿面偏差基本为负值,传动误差曲线为良好的连续上凸式抛物线形。承载接触分析表明新的设计可以减轻齿顶边缘接触,减小冲击振动。数值算例表明,采用该方法磨削加工的面齿轮可以获得较高的精度和良好的啮合性能,并给出了试验验证。     

含蜗杆砂轮安装误差的面齿轮副齿面接触分析

基于一种五轴联动数控磨削机床,建立考虑蜗杆砂轮安装误差的真实齿面方程,研究含误差的真实面齿轮齿面和小齿轮齿面轮齿接触分析(TCA分析),得到面齿轮副齿面接触点轨迹求解方法,TCA分析表明:1切向线性位置误差和轴向线性位置误差会导致齿面沿齿宽和齿高方向发生偏移,而接触点轨迹在齿长方向出现较大偏移。2偏摆角误差导致齿面沿齿长方向发生倾斜,而接触点轨迹沿齿长方向出现较大偏移和倾斜;俯仰角误差会导致齿面沿齿高方向发生旋转,接触点轨迹也同时出现旋转。3面齿轮副齿面接触点轨迹对4项砂轮安装误差都较为敏感。研究为面齿轮设计和制造中的误差溯源以及真实齿面接触分析提供理论参考。     

基于虚拟中心距原理的鼓形蜗杆砂轮成形修整方法

为了在普通蜗杆砂轮磨齿机上磨削面齿轮,提出在普通蜗杆砂轮磨齿机上修整面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮的方法。通过母线螺旋扫掠的方式将面齿轮插齿刀向蜗杆砂轮演变,给出面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮的演变计算方法,建立鼓形蜗杆砂轮的型面方程;分析鼓形蜗杆砂轮型面特征和磨齿机修整机构的运动特性,提出基于虚拟中心距加工原理的鼓形蜗杆砂轮成形修整方法,将砂轮的偏心摆动作为修整冲程运动,通过四轴联动方式修整鼓形蜗杆砂轮螺旋面;最后采用VERICUT对所提修整方法进行仿真验证,表明采用该方法在普通蜗杆砂轮磨齿机上能够有效修整鼓形蜗杆砂轮。     

蜗杆砂轮成形原理及其误差分析

本文通过对蜗杆砂轮共扼曲面成形原理的探讨,分析砂轮成形时修整工具对齿形精度的影响。通过分析,我们可以事先求得在不同的砂轮直径、工件模数情况下,确定砂轮修正工具的必要校正量,从而来提高磨齿精度。     

斜齿面齿轮蜗杆砂轮磨削的双参数法

针对面齿轮硬齿面磨削加工中存在的困难,提出用蜗杆砂轮磨削的双参数法来磨削面齿轮。借助一个渐开线斜齿圆柱齿轮的刀具齿面推导出蜗杆砂轮齿面,由蜗杆砂轮齿面经双参数包络生成斜齿面齿轮齿面。确定了刀具轴与蜗杆砂轮轴夹角大小,分析了双参数包络的形成及包络过程,并用计算机形成了可视化结果,获得了理想的面齿轮齿面。     

基于虚拟轴的蜗杆砂轮磨齿机联动轴误差等效补偿方法

针对蜗杆砂轮磨齿机联动轴的误差补偿难题,提出了一种基于虚拟轴的联动轴误差等效补偿方法.首先,在磨齿机的电子齿轮箱中增设一根虚拟联动轴(SIM1轴),并建立等效补偿换算模型,将电子齿轮箱中各联动轴的误差补偿量换算为虚拟轴的等效补偿量,再线性叠加为最终的虚拟轴等效补偿量.然后,将砂轮磨削的竖直进给运动轨迹离散为一系列样条点...     

基于展成磨削的蜗杆砂轮修整与试验研究

基于展成磨削过程中蜗杆砂轮与齿轮之间的运动关系,建立了修形斜齿轮与蜗杆砂轮之间磨削运动的坐标转换关系。利用啮合原理理论推导出被磨削齿轮齿面与蜗杆砂轮的接触条件,计算出蜗杆砂轮的理论廓形。在VERICUT中,建立了蜗杆砂轮修整的数控机床模型,对蜗杆砂轮的修整程序进行了验证仿真。在YK7250磨齿机上进行了修形斜齿轮的磨削试验,对蜗杆砂轮修整精度进行了检验。验证了蜗杆砂轮修整方法的正确性和可行性。     

大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响

螺旋线总偏差是齿轮等级评定中的必检项目之一。出于研制基准级标准齿轮的需要,以Y7125磨齿机为例分析了大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响,并推导出了影响系数的数学表达式。研究结果表明砂轮与齿面有效接触宽度对齿轮螺旋线形状偏差的影响不大,而随着被磨齿轮齿宽的加大,对齿轮螺旋线形状偏差的影响系数会显著增大;砂轮磨削面锥形误差使被磨齿轮螺旋线偏差曲线呈弧形,且弧度从齿根到齿顶逐渐增大。最后通过磨齿实验与偏差测量论证了这一结论。     

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。     

砂轮位置对成形磨齿齿廓偏差的补偿

为提高成形磨齿加工的精度,提出一种通过调整砂轮位置实现齿廓偏差补偿的方法.应用包络理论,建立已知砂轮轴向廓形和砂轮位置误差计算齿轮端面廓形的数学模型.通过数值研究发现,齿廓倾斜偏差与砂轮径向位置误差和切向位置误差成正比例关系而且满足叠加原理.应用这些规律,依据测量的齿廓偏差可以方便地计算出砂轮位置调整量.试验结果表明,该方法可以将齿廓倾斜偏差由7级精度(ISO1328-1:1997)提高到2级精度.     

基于数值分析方法的TI蜗杆三维造型

蜗杆传动具有承载能力强、传动效率高等优点。但由于TI蜗杆齿面形状的复杂性,TI蜗杆的精确磨削加工成为推广TI蜗杆传动的关键。本文通过对TI蜗杆传动的理论研究,尝试利用三维造型软件的分析方法,验证了精确TI蜗杆的数学模型,为解决TI蜗杆传动提供了依据。     

数控成形磨齿机砂轮截形计算

砂轮加工斜齿轮时,斜齿轮齿面法线与砂轮轴线相交。利用这一原理,首先根据斜齿轮方程,计算斜齿轮与砂轮的接触线,求得加工斜齿轮时的砂轮廓形;其次,考虑到实际加工砂轮时金刚轮半径的存在,对砂轮刃形部分和过渡曲线部分分别进行了半径补偿;最后,利用B样条曲线和de boor算法,根据插补步长要求,运用时间分割插补算法,得到金刚轮加工砂轮时的插补点,给出了计算实例,并对砂轮廓形进行了拟合。     

数控成形砂轮磨齿机的在机测量方法研究

在机测量技术可以在线检查工件的质量,一方面充分利用了良好的数控资源,另一方面避免了工件因检测而反复装夹、安装基准变化等因素对加工精度、效率、检测精度等的影响,保证了加工精度,提高了生产效率,节约了时间,以较低的成本及时地检测出现的误差,并迅速得以修正.为此,提出了利用数控成形砂轮磨齿机高精度数控轴实现齿轮精度检测的在机测量方法.基于数控磨齿机的回转运动(C轴)和径向进给运动(X轴)形成理论渐开线,建立了在机测量的数学模型,借助于高精度测头获取机床伺服轴的运动位置,最后经过综合解析得到测量结果,实现了各项齿轮误差的在机测量.测量实验结果同高精密齿轮测量仪进行对比后表明该方法有效可行.     

砂轮偏心对单侧成形磨齿齿形误差的影响分析

为提高成形法加工齿轮时单齿侧磨削方式的加工精度,提出砂轮安装偏心误差对齿形误差的敏感方向计算方法。基于螺旋面成形加工原理,求解出成形砂轮与齿面的接触线,推导出砂轮廓形和齿形反求的计算公式;根据渐开线齿形的基本性质,计算出砂轮偏心误差引起的加工后齿形法向误差,讨论了砂轮偏心敏感方向与不敏感方向对该误差的影响。通过VERICUT仿真加工对该计算方法进行了验证。研究结果有助于完善数控成形磨齿机床的设计。     

阀门电动装置蜗轮蜗杆精确建模研究

蜗轮蜗杆是阀门电动装置的关键传动部件,进行精确的实体建模是进行有限元接触分析的前提,而蜗轮的齿面是复杂的空间曲面,是建模的难点。通过蜗轮蜗杆的啮合关系得出蜗轮齿面啮合方程,运用Matlab编程求解蜗轮齿面方程得到齿面上的离散点,再通过Pro／E逆向反求得到蜗轮齿面,最终实现蜗轮的精确建模。另外通过Pro／E建立蜗杆模型并对蜗轮蜗杆进行装配,经检验装配后无干涉存在,结果表明该方法能够准确地建立蜗轮蜗杆实体模型。     

阀门电动执行机构中的蜗轮蜗杆硬度匹配探讨

通过试验结果证明阀门电动执行机构的蜗轮硬度应大于130HB。给出了蜗轮与蜗杆的硬度匹配的试验和选择方法。