三坐标测量机测量弧齿锥齿轮的方法与实例

以格里森制弧齿锥齿轮为例介绍了三坐标测量机在弧齿锥齿轮误差测量中的应用.旨在探讨通用测量设备进行复杂齿轮测量的一般方法.该研究工作分为两部分：一是从国标GB11365-89[1]中规定的测量指标中选择若干测量项目,根据各项目之定义,确定正确的测量方法及算法,进行数据处理后给出测量结果;二是测量实际齿面与理论齿面之间的误差,方法是将齿面划分为网格,测量出网格交点处的数值并与齿面方程的理论值进行比较,文中对第一部分工作进行了介绍.     

基于齿面点坐标测量值的弧齿锥齿轮齿面建模

依据弧齿锥齿轮齿面数学模型,对齿面进行了离散化处理,根据弧齿锥齿轮齿面离散点三维坐标测量方法,采用CNC3906齿轮测量中心对一给定参数的弧齿锥齿轮齿面离散点进行了三维坐标测量。依据图象旋转不变距特性,对三维坐标测量结果进行了旋转处理,利用NURBS方法建立了弧齿锥齿轮齿面的三维曲面模型,可以为弧齿锥齿轮齿面离散点加工误差的评定提供模型参考依据。     

弧齿锥齿轮测量齿面的NURBS重构

利用三坐标测量机获得了弧齿锥齿轮齿面上采样点的坐标值,然后采用双三次NURBS插值方法拟合出了数值齿面,能够为弧齿锥齿轮的数字化啮合分析提供参数化的齿面模型。最后,通过一个实例说明了该方法的可行性。     

弧齿锥齿轮齿面坐标法测量的研究

介绍了使用坐标法测量弧齿锥齿轮,并进行数据处理,以便对齿轮的加工参数进行修正的思路和方法。它重在建立齿面的理论数学模型,在其轴截面的旋转投影面上进行网格节点的规划,得到网格节点的三坐标值和该节点的法向矢量,根据理论的齿面坐标值控制三坐标测量机进行测量,从而得到齿面的误差。     

弧齿锥齿轮齿面误差的分析与修正

建立SGM法加工的弧齿锥齿轮齿面模型,通过推导弧齿锥齿轮的理论齿面方程和误差齿面方程,比较两者之间的差异,分析研究弧齿锥齿轮加工参数误差对齿面误差的影响关系,并以此判断各项加工参数误差对齿面误差的影响程度,从而确定用于误差修正的参数个数,利用解析法求解得出对齿面误差影响较大的加工参数的调整修正值,达到修正弧齿锥齿轮齿面误差的目的。     

弧齿锥齿轮真实齿面静态无负载传动误差及其对动态特性的影响

以一对弧齿锥齿轮副为研究对象,建立了一种脱离齿面方程的真实齿面静态无负载传动误差模型。该模型以三坐标仪测量的齿面点为基础,通过插值形成离散点齿面,再做接触分析得到静态无负载传动误差。用该模型得到的理论齿面静态无负载传动误差与经典接触分析的结果进行对比,验证了该方法的正确性,并计算了真实齿面的STE。建立了弧齿锥齿轮副的弯-扭-轴耦合动力学模型;在该动力学模型中考虑了转子、负载以及时变啮合刚度和齿侧间隙等影响因素。将理论齿面和真实齿面静态无负载传动误差以离散点的形式引入动力学模型中,对比了两者对弧齿锥齿轮副的动力学性能的影响。     

弧齿锥齿轮齿面偏差的测量

提出了在齿轮测量中心上对弧齿锥齿轮齿面偏差进行测量的方法。依据切齿加工过程,建立齿面模型并规划齿面测量网格区域,计算得到被测点的理论坐标及法线方向;在国产齿轮测量中心上对真实齿面测量后,利用曲面匹配及相关补偿理论,得到实际齿面在法线方向的真实偏差;验证了测量方法的可行性和正确性,为弧齿锥齿轮的数字化闭环制造技术奠定基础。     

格里森弧齿锥齿轮的设计与接触分析

基于格里森齿制的弧齿锥齿轮啮合原理进行弧齿锥齿轮设计,运用Gleason弧齿锥齿轮设计软件,对弧齿锥齿轮齿面进行接触分析(Advance TCA),并用典型磨齿的加工方法及三坐标测齿对工业减速机上的弧齿锥齿轮进行加工和检测;为运用格里森齿制的弧齿锥齿轮原理进行生产设计和加工,尤其对复杂速比的弧齿锥齿轮设计和加工,提供了有效的解决方案。     

弧齿锥齿轮基于比例修正参数的齿形误差修正

对弧齿锥齿轮齿形误差的修正方法进行了研究。根据弧齿锥齿轮齿面的数学模型,对齿面进行离散化处理并给出齿面离散点的径矢和法矢,建立修正齿面在离散点处相对于理论齿面的齿形误差表达式。根据实际齿面齿形误差的测量数据,得到弧齿锥齿轮的差曲面。在建立差曲面特征参数与比例修正参数之间关系的基础上,根据弧齿锥齿轮切齿计算得到的比例修正参数以及实际齿面在各离散点处的齿形误差值,建立一种基于比例修正参数的齿形误差修正方法。运用最优化算法可得到各种比例修正参数的修正倍数,进而得到机床调整参数的修正量。由修正后的机床调整参数可实现轮齿齿形误差的修正。通过实际的磨齿加工和齿形误差测量,验证了齿形误差修正方法的正确有效性。     

弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计

随着高端装备对低噪声、高强度弧齿锥齿轮(包括渐缩齿弧齿锥齿轮和延伸外摆线等高齿锥齿轮)传动性能的要求日益提高,通过齿面拓扑结构设计提高弧齿锥齿轮啮合刚度及承载能力、减小振动噪声、降低安装误差敏感性是当前的一个研究热点。简要介绍弧齿锥齿轮齿面拓扑结构设计的发展状况,论述了最新的齿面设计基本原理,分析了各自特点,对高性能弧齿锥齿轮的齿面设计提供了可以借鉴的方法。     

螺旋锥齿轮测量软件系统的研究与开发

介绍了基于VC++环境下的螺旋锥齿轮测量软件系统。该系统运用模块化的设计方法,完成了对螺旋锥齿轮进行测量的路径规划、齿面重构计算及绘图、误差分析等工作,可实现对螺旋锥齿轮的快速检测,并对螺旋锥齿轮的精度进行评定,指导对螺旋锥齿轮的加工,提高生产效率。     

基于端面滚切法加工的锥齿轮齿面测量研究

针对端面滚切法加工的锥齿轮齿形精度问题,在国产齿轮测量中心上对齿面偏差测量方法进行了研究.分析了测量原理,规划了测量区域和测量路径,建立了锥齿轮端面滚切法切齿数学模型,计算出了理论齿面.对测头半径和测杆变形进行了坐标补偿,通过齿轮与浏量机坐标转换,得到了控制测量动作的测头中心理论位置,根据实际测量值建立了齿面偏差方程....     

Research on global form deviations for spiral bevel gear based on latticed measurement

In order to improve the machining accuracy of spiral bevel gear,difference surface was adopted to characterize its global form deviations quantifiably and correct its deviations.The theoretical tooth s...     

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.     

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。     

弧齿锥齿轮成形法数控加工仿真建模与实现技术

针对半滚切法加工的弧齿锥齿轮,根据机床、刀具和被加工工件之间的位置关系和切齿过程,由齿轮啮合原理和弧齿锥齿轮切齿原理推导出弧齿锥齿轮齿廓曲面方程。根据实际的弧齿锥齿轮参数,基于CAT IA曲面建模方法,运用上述数学方程,建立了锥齿轮三维实体模型,验证了该方法的有效性。     

螺旋锥齿轮误差齿面及差曲面的建立与分析

针对六轴五联动螺旋锥齿轮磨床结构,应用多体系统理论、齿轮啮合理论,建立了含几何误差、热误差的螺旋锥齿轮误差齿面与差曲面模型并进行了实验验证,仿真分析了砂轮分别沿X轴、Y轴平移时和绕C轴旋转时,螺旋锥齿轮理论齿面与误差齿面以及它们的差曲面。结果表明,砂轮绕C轴旋转所产生的运动副误差对齿面误差影响较大。研究结果对提高螺旋锥齿轮的加工精度和进行误差补偿提供了理论依据。        

弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮齿形误差精密测量

利用数控坐标测量机高精度、高自动化、测量方式与一般机械式量仪不同等的特点,研究开发并完成了在数控坐标测量机上实现弧齿锥齿轮及准双曲面齿轮齿形误差自动精密测量的软件系统,并详细讨论了其测量方法与误差处理方法。实例测试表明其方案是可行的。     

基于NURBS曲面表示的齿轮齿面光顺

在依据齿面三维离散测量数据所构建的弧齿锥齿轮或准双曲面齿轮齿面NURBS模型的基础上，进一步采用能量法建立了弧齿锥齿轮齿面模型光顺的目标函数，并使用外点惩罚函数法对齿面进行了光顺处理。通过光顺齿轮可以消除部分测量误差的影响，使后续的齿面接触分析过程更加流畅：所给出的计算实例证明了该方法的可行性和有效性。