多因素影响的电子螺旋导轨误差的理论分析

为了进一步提高电子螺旋导轨对内斜齿的加工精度,从插齿机传动链机构运动学的角度,研究了内斜齿螺旋线偏差的产生机理。首先,根据插削时各轴的运动关系,建立了插齿刀附加转动的数学模型,定义了附加转动系数;然后,分别建立了附加转动偏差以及主运动曲线偏差与螺旋线偏差之间的数学关系,定义了Zebra系数;最后,分析了螺旋线偏差的产生机理,总结了杆件长度、曲柄初始位置以及运动副间隙对螺旋线偏差的影响规律。     

考虑误差和修形的斜齿轮精确建模方法研究

根据成型法加工原理,分析了渐开线斜齿轮的齿廓修形、螺旋线修形及齿廓偏差、螺旋线偏差和齿圈径向跳动公差3种主要制造误差对齿廓形状的影响,分步导出了渐开线端面齿廓的各段曲线方程,利用相关软件拟合了误差曲线方程,并将误差曲线替换了理论曲线,从而生成了含修形和误差的实际齿轮齿廓模型和实体模型。     

蜗杆砂轮磨齿的运动学模型构建与加工精度模拟研究

为了研究蜗杆砂轮展成法磨削齿轮的加工系统中不同因素对齿轮精度的影响规律,采用空间坐标系转换法构建了蜗杆砂轮磨削齿轮系统的运动学模型,并模拟分析了砂轮磨粒磨削齿面的运动空间轨迹.研究表明,砂轮廓形径向误差对齿轮精度影响较小.齿廓偏差与螺旋线偏差主要受砂轮廓形切向误差、安装夹角误差与机床传动比误差的影响,而齿距偏差主要受安...     

控制大平面砂轮磨削面锥形误差提高齿轮螺旋线精度

为了研制高精度标准齿轮,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。建立了磨削的几何模型,推导出了影响量的数学表达式。理论分析结果显示,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。最后通过一实例进行了误差测量、磨齿实验与偏差分析。研究结果表明,控制大平面砂轮磨削面的锥形误差在2.7′以内可满足加工1级螺旋线精度齿轮的加工要求。     

齿轮法向啮合齿廓及其测量

法向啮合齿廓是齿轮齿面上能反映齿轮的加工与传动质量的一条工程意义独特的曲线,在齿轮滚齿、蜗杆砂轮磨齿等展成法加工中,是齿面加工的形成曲线,在渐开螺旋齿轮传动中,是齿轮传动的工作曲线。然而,现有的齿轮测量仪器并没有法向啮合齿廓的测量功能。结合法向啮合齿廓的形成原理,给出了其理论模型,基于现有齿轮测量中心,提出了法向啮合齿廓偏差测量的四坐标测量法和三坐标测量法。测量实践表明,采用现有的齿轮测量仪器,能方便的实现法向啮合齿廓偏差测量与评定,四坐标法测得的法向啮合齿廓形状偏差、倾斜偏差和总偏差与三坐标法的测量结果相比分别相差0.2、1.3、0.6μm。与渐开线和螺旋线相比较,法向啮合齿廓具有综合性、统一性和唯一性,通过对渐开线偏差和螺旋线偏差的相互补偿,可优化对法向啮合齿廓的控制,有效降低对渐开线和螺旋线的精度要求。     

齿轮轮齿误差对啮合刚度影响规律研究

建立了斜齿圆柱齿轮承载接触分析模型,综合考虑齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差,提出了考虑轮齿误差时齿轮啮合刚度计算方法。分析了在不同精度等级和载荷作用时,斜齿轮啮合刚度和接触线总长度的变化规律。计算结果表明:啮合刚度曲线在一个啮合周期内的变化趋势和实际接触线总长度变化趋势基本一致。在同一精度等级下,随着载荷的增大,含误差的齿轮啮合刚度逐渐增大,并最终趋近于理想齿轮啮合刚度。而在相同载荷下,由于误差的存在,齿轮精度等级越高,其啮合刚度越大。     

非圆斜齿轮滚切加工CNC联动控制方案

分析了传统滚齿机不宜加工非圆斜齿轮的原因。针对用数控滚齿机滚切加工非圆斜齿轮的动轴线变传动比的复杂运动几何关系，综合运用螺旋齿啮合原理和工具斜齿条法，设计出非圆斜齿轮滚切加工的4种CNC联动控制方案，经推证它们是四坐标联动或五坐标联动。给出了非圆斜齿轮滚切加工CNC联动控制的一般原理图。     

四坐标联动斜齿轮偏差测头运动规划

四坐标联动斜齿轮测量仪可以测量渐开线圆柱齿轮的各项偏差。根据国家标准GB/T10095.1-2001《渐开线圆柱齿轮精度》和GB/T 13924-2008《渐开线圆柱齿轮精度检验细则》中渐开线圆柱齿轮各项偏差的定义和测量规范,以四坐标联动斜齿轮测量仪为研究对象,基于齿轮偏差坐标法的测量原理,给出渐开线圆柱齿轮的齿廓偏差、齿距偏差和螺旋线偏差测量时测头的运动路径和关键点的位置坐标,并通过一实例加以说明,该运动路径规划可用于齿轮偏差测量仪器的运动控制。     

运动误差对齿轮螺旋线偏差测量的影响

考虑机构运动偏差的条件,给出了坐标法测量齿轮螺旋线偏差的测量原理和计算方法。通过比较齿轮螺旋线测量的方法,得出不同方法的优缺点。坐标法测量齿轮螺旋线偏差具有不需要特别高精度的展成机构的优点,但机构运动误差对齿轮螺旋线偏差测量有较大的影响,在自主开发的齿轮测量中心平台上,根据测量原理和误差定义,给出了齿轮测量中心螺旋线偏差的计算公式,并以圆柱斜齿轮测量数据验证运动误差对螺旋线测量精度的影响程度。     

非圆齿轮滚切加工运动控制模型

通过数控滚齿机床运动关系与系统联动控制结构的对比、分析,获得了非圆齿轮数控滚切加工运动控制模型。经机床实切验证,取得了较高的加工精度和生产效率。     

时间分割法用于等螺旋角圆锥螺旋线的插补算法

等螺旋角刀具的容屑槽分布在一条空间等螺旋角圆锥螺旋线上 ,在数控机床上铣槽和刃磨可以大大提高精度及效率。本文提出了一种加工此类曲线的实时插补算法 ,这种方法计算简单、结果精确 ,满足数控加工的需要。     

基于虚拟制造的弧齿锥齿轮仿真加工技术研究

通过分析弧齿锥齿轮加工原理及弧齿锥齿轮铣齿机的结构和运动关系,建立了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及虚拟机床加工坐标系,推导了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床运动参数的计算方法,构建了弧齿锥齿轮仿真加工模型.计算了一对弧齿锥齿轮进行的几何参数、刀具参数和虚拟机床运动参数,并通过弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床对其进行了仿真加工,验证了弧齿锥齿轮铣齿机虚拟机床模型及仿真加工模型的正确性.     

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。     

Optimization of helix angle for helical gear system

A method is presented to optimize the helix angle of a helical gear from the viewpoint of the transmission error, which is the deflection of the teeth due to the transmitted load. The deflection of the gear teeth is calculated by using the bending and shear influence function, which is formulated from the common formula for deflection obtained from FEM, and the contact influence function based on Hertzian contact theory. Tooth contact analysis is performed to calculate the contact lines of the helical gear, where the deflection of the tooth is measured. A numerical example is presented to explain a method to optimize the helix angle of a helical gear system. The relation between the contact ratio and transmission error is investigated through calculations of the variation in the transmission error with the helix angle. This paper was recommended for publication in revised form by Associate Editor Hong Hee Yoo     

新形蜗杆砂轮无轴向进给磨削圆柱齿轮技术原理

在分析空间相错轴螺旋齿轮传动实现瞬时线接触共轭的条件与方法基础上,新建立了一种齿面直线接触的蜗杆传动方式。提出了以这种蜗杆为砂轮实现无轴向进给磨削圆柱齿轮的原理与方法。论述了运用这种蜗杆原理的双蜗杆磨轮磨削圆柱齿轮的结构实现、磨削进给的实现方法等,并推导了磨削速度计算公式。这种磨削加工方法结构简单、无需轴向进给、相对滑动速度大、效率高,可以用于大批量生产中齿轮的磨削加工或者珩磨加工。     

螺旋传动在车门闭锁器中的应用

介绍了汽车车门闭锁器的结构和工作原理,对螺旋传动进行了受力和自锁分析。将螺旋传动应用于汽车车门闭锁器中,计算了传动机构中齿轮和螺杆的参数,进行了齿轮弯曲疲劳强度校核和螺旋副校核,并进行了运动仿真。通过研究,验证了在汽车车门闭锁器中应用螺旋传动的可行性。     

差厚拼焊板零件焊缝线偏移的控制方法

基于差厚拼焊板成形时由于板料发生塑性变形从而不可避免地会出现焊缝线偏移现象，采取预先对坯料焊缝线进行调整优化的方式来缩小成形后焊缝线与设计焊缝线的偏差。先在压料面或填补的孔洞上延伸合并分离的焊缝线，然后将焊缝线离散成系列点后通过网格映射法建立设计焊缝线、坯料焊缝线及成形后焊缝线三者之间的位置映射关系，然后通过仿真计算获取成形后焊缝线与设计焊缝线各对应离散点之间的偏差，并依据偏差值对坯料焊缝线离散点进行相应的偏移，获得坯料理想的曲线焊缝。在此基础上对曲线焊缝直线化，并根据直线焊缝坯料的仿真计算结果对坯料焊缝进行适当的偏转和平移，从而缩小成形后焊缝线相对于设计焊缝线的偏差。冲压试验结果表明该方法是有效的，同时也揭示了成形后焊缝线相对于设计焊缝线有偏差主要是因为坯料选用了直线焊缝。     

Research on gear shaping strategy for internal helical non-circular gears and performance analyses for linkage models

Gear shaping is an efficient cutting method available for internal helical non-circular gears, but gear hobbing is not. Four methods and models of generating motion were built. Virtual shaping revealed that the method of equal arc-length of gear billet has the highest machining precision. Three methods of primary motion were built and analyzed respectively by using a kinetic simulation, which revealed that the method of keeping a constant velocity has the best dynamic performance. Two methods of additional motion were offered. Virtual shaping revealed that the two methods have the same precision, whether the gear has a right-hand helix or left-hand helix. Finally, two optimal shaping models were provided, and performed shaping experiments, respectively. The experiments showed that the shaping strategies and models are correct and feasible. Tooth-flank detections revealed that every tooth of the gears has the same precision using the optimal shaping models.     

齿轮特征线统一模型及在齿轮三维误差评定中的应用

表征渐开螺旋齿轮的特征线有多种,广为熟知的是几何意义明确的渐开线和螺旋线。其实齿面上还有法向啮合齿形、接触线等工程价值突出的其他特征线。但特征线增多带来了两个问题,一是复杂的特征线方程彼此不关联,数学上缺乏统一性;二是除了渐开线和螺旋线,其他特征线没有测量手段,缺乏可测性。据渐开线齿轮传动的特点,将齿面特征线映射到啮合平面里,发现齿面上各条特征线在啮合平面里都有各自对应的二维直线,以此建立直线模型统一表达了齿面各种特征线;基于齿轮三维误差测量数据和特征线统一模型,提出了各种特征线偏差的提取方法,应用于测量实践,通过与通用齿轮仪器测量的渐开线偏差和螺旋线偏差作比对,证明了特征线统一模型及特征线偏差提取方法的有效性和实用性,解决了齿面复杂特征线的可测性问题。同时,齿轮特征线统一模型在齿轮工艺误差溯源、传动性能预报等方面也有重要应用价值。     

基于Pro/E的角变位斜齿轮参数化精确建模研究

综合运用Pro/E软件的参数化技术对渐开线角变位斜齿轮参数化的精确建模设计进行了研究,以角变位斜齿轮加工和渐开线齿廓生成原理为基础,对比斜齿轮一般建模方法,从前齿廓截面、后齿廓截面的建立和螺旋线生成三个方面,提出了精确的角变位斜齿轮参数化建模方法,实现了角变位斜齿轮精确建模设计。