成形磨削人字齿轮齿面扭曲消减设计方法

齿面扭曲是螺旋线修形人字齿轮成形磨削时产生的一种加工误差,为了消减齿面扭曲,提高磨削精度,基于逆向思维提出了一种齿轮反扭曲加工计算方法来消减齿面扭曲引起的加工误差。根据成形磨削人字齿轮空间啮合坐标系,求解标准齿轮齿面、齿面扭曲和齿面反扭曲多位置处的接触线,并通过计算齿面法曲率和螺旋线修形量,建立人字齿轮齿面反扭曲模型;联合蒙特卡洛法对修形前后人字齿轮进行接触线优化,通过有限元方法分析齿面反扭曲和齿面扭曲的传动误差、齿面接触应力;最后,比较了修形后齿面扭曲和齿面反扭曲的动态特性。结果表明,齿面反扭曲加工能够有效消减人字齿轮齿面加工原理性误差,提高人字齿轮磨削精度。     

基于五轴运动优化的数控成形磨齿精密齿向修形

为解决数控成形磨齿过程中齿向修形存在的双齿面磨削精度差和单齿面磨削效率低的问题,通过优化机床的五轴运动多项式系数,实现双齿面磨削的精密齿向修形。依据空间曲面包络原理建立实际齿面的数学模型,并计算实际齿面相对于标准齿面的拓扑偏差。以机床的五轴运动多项式系数为优化参数、以齿面实际拓扑偏差与目标拓扑偏差差值最小为优化目标,建立了优化模型并对其进行求解,得到机床的五轴运动。通过数值分析和磨削试验验证了该方法可以有效地减小传统方法中加工齿向鼓形修形产生的齿面扭曲。     

斜齿轮成形磨削齿向修形齿面模型构造与误差评价

砂轮磨削带齿向修形的斜齿轮时,砂轮与齿轮之间的接触线时刻发生变化,其附加运动会使齿向一面产生“修形扭曲”,为此,提出一种高精度建立齿向修形齿面的方法。根据齿向修形原理,推导出成形磨齿的实际接触线方程;通过改变中心距的值,沿齿向得到多组接触线,使用NURBS曲面拟合,得到齿向修形齿面;对影响齿面精度的主要因素齿廓偏差和螺旋线偏差进行分析并提出误差评价模型。以鼓形修形斜齿轮为例,介绍齿向修形齿面构造全过程。磨齿实验验证了模型的准确性以及齿向修形齿面构造的高精度性。     

拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削中的砂轮廓形优化方法

拓扑修形齿轮附加径向运动成形磨削时,砂轮与齿轮的接触线随时在变,基于齿轮任一截面齿形计算出的砂轮廓形都会引起较大的磨削误差,为此,提出一种减小磨削误差的砂轮廓形优化方法.依据空间啮合原理,采用抛物线附加径向运动轨迹,建立成形砂轮廓形求解数学模型;平行于齿轮端面等距截出多个平面齿廓,求解出以点表示的不同齿廓对应的砂轮廓形,再将各砂轮廓形投影到同一平面生成点云,通过区间划分,采用最小二乘法求解出每个区间点云的拟合点,连接各拟合点形成优化的砂轮廓形.为验证砂轮磨削效果,由砂轮与齿轮的啮合条件,建立由砂轮廓形求解齿轮齿形的反算数学模型,给出实际齿形与设计齿形的偏差计算公式.以一种齿向修形齿轮为例,进行成形磨轮廓形计算及优化,磨削误差分析结果表明该方法有效,可用于修形齿轮的成形磨轮廓形计算,并可有效降低修形齿轮的成形磨削误差.     

摆线轮修形齿廓成形磨削技术的研究

在分析成形磨削中金刚滚轮制造工艺的基础上,根据摆线啮合副的啮合原理和范成法磨削摆线轮的加工原理及生产实践,利用建立的五种修形方式的数学模型,建立磨削数学模型,应用于数控磨床或光学曲线磨床磨削金刚滚轮基体制造过程中,即可实现修形摆线齿轮的成形磨削.并对范成磨削与成形磨削修形摆线轮特点进行分析,指出在大批量生产中,成形磨削使修形摆线轮的磨削精度高,工艺简化,生产效率高,并且可方便地将两种修形方式应用在摆线轮的修形中,有利于提高摆线啮合副啮合质量,具有范成磨削无法比拟的优点.为修形摆线轮的制造提供了理论基础.     

弧齿线圆柱齿轮全修形齿面的CNC修形加工方法

针对弧齿线圆柱齿轮全修形齿面的修形控制问题,提出一种在展成加工的同时对齿廓和齿线两个方向进行修形控制的加工方法。通过调整直刃刀盘的展成运动回转半径,实现齿面齿廓方向的修形量控制;通过调整刀倾角,实现齿面齿线方向的修形量控制。基于空间运动学原理,利用矢量旋转公式,在具有倾角的数控机床上与普通多轴联动数控机床上展成加工齿面时,保持刀具和工件的相对位置和相对运动相同,进行两类机床之间的运动转换,建立机床运动控制方程,从而实现弧齿线圆柱齿轮在普通多轴联动数控机床上的修形加工。并通过试件的切削试验和齿面接触分析试验,证明所提出的修形加工方法和分析的加工运动方程的正确性。与弧齿线圆柱齿轮传统的加工方法相比,这种加工方法效率高,运动关系简单,便于推广应用。     

基于瞬时接触线的齿向修形刀位优化方法

针对传统的附加径向运动进行斜齿轮齿向修形时的修形扭曲问题,提出一种调整瞬时接触线的刀位优化方法。从成形磨削的本质出发,基于位形空间的啮合理论,求解得到砂轮与工件之间精确的空间动态接触曲线;对瞬时接触线包络出的修形齿面与理论齿面进行误差分析,并基于啮合区域误差平方和最小原理对实时的径向刀位进行优化;以一种齿向鼓形修形齿轮为例对该方法进行了验证。模拟及实验结果表明,该方法可有效消除节圆处的修形误差,并可降低整个啮合区域的修形误差。     

一种提高成形磨齿齿向修形精度的接触线优化方法

为进一步提高成形磨齿的修形精度,根据空间啮合理论精确求解了空间接触线和砂轮截形,分别对齿向修形与瞬时接触线之间的关系、砂轮安装参数与接触线之间的关系进行了分析,得到调整砂轮安装偏转角度可以改善修形扭曲的结论。根据建立的成形磨齿齿向修形误差评价数学模型,提出一种基于调整砂轮和工件安装参数的接触线优化方法,并以一种鼓形修形齿轮为例对其进行了验证。实例分析结果表明,该方法可有效消除斜齿轮鼓向修形时齿面修形扭曲现象,减小齿向修形误差。     

修形斜齿轮成形磨削中的砂轮廓形优化方法和齿形误差分析

修形斜齿轮成形磨削时,砂轮和齿轮的接触线随时在变,基于齿轮任一截面齿形计算出的砂轮廓形都会引起较大的齿形误差。为此,首先基于数值模拟法提出一种减小齿形误差的砂轮廓形优化方法;其次,对影响齿形误差的主要因素进行了分析并提出了齿形误差预测和补偿的方法;最后,给出了计算实例,计算结果表明该方法可有效降低修形斜齿轮成形磨削中的齿形误差。     

内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究

针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插（拉）齿后氮化处理而未磨齿的加工现状,研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机,提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置,开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。     

基于小轮连续变位修形的面齿轮副啮合特性研究

在环面渐开线齿轮加工原理的基础上,将基于连续变位的齿向修形方法应用于面齿轮传动中的圆柱齿轮,得到一种修形面齿轮副。首先,利用微分几何学与空间啮合理论推导出修形面齿轮副的齿面方程。然后,对其进行齿面接触分析(TCA)和曲率干涉检验。算例分析表明,该修形面齿轮副具有如下特点:可避免偏载现象的发生;可降低接触轨迹对安装误差的敏感程度;在啮合点处不会发生曲率干涉。最后,基于有限元方法,利用ABAQUS对其进行加载接触分析(LTCA)。     

基于齿轮修形的变速器啸叫特性优化

变速器啸叫作为机械式变速器常见的噪声,主要由齿轮的啮合错位和冲击引起。通过对存在啸叫现象的齿轮副进行参数化的微观修形分析,比较传递误差、齿面集中载荷等不同评价指标,衡量修形参数对齿面啮合特性影响趋势,为实际修形提供可靠的理论依据。同时,利用遗传算法,对多参数优化多目标进行优化,得到优化后的修形方案,并通过仿真验证其优化效果。     

混凝土运输车搅拌筒减速器齿轮修形方法的研究

简要介绍了齿轮修形的原理,描述了齿廓修形和齿向修形参数选择原则与确定方法.运用MASTA软件建立混凝土运输车搅拌简减速器的完整有限元模型,并进行了齿轮修形的仿真分析和计算.比较了齿廓修形前后啮合线上的载荷波动情况,考察了不同修形参数对轮齿载荷分布和齿轮啮合性能的影响,获得了较为理想的综合修形效果.最后通过齿轮接触印痕试验验证了齿轮修形仿真分析方法的可靠性.     

内齿轮成形磨削及砂轮修形技术的研究

针对国内硬齿面内齿轮普遍采用插(拉)齿后氮化处理而未磨齿的加工现状,研究了内齿轮成形磨削方法和砂轮修形技术。基于自主研制的数控内齿轮成形磨齿机,提出了一种使用砂轮的一个端面磨削轮齿两个齿面的加工方案。采用跳齿磨削法控制分齿精度。研制了一种成形砂轮修整装置,开发了成形砂轮修形程序。仿真结果验证了该程序的可行性。

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磨削硬齿面大内齿圈的椭球形蜗杆砂轮研究

为解决球形蜗杆砂轮磨削大模数内齿圈时使用上的局限性,基于椭球形蜗杆螺旋面理论,提出了椭球形蜗杆砂轮。通过对椭球面螺旋线形成过程的分析,推导出椭球形砂轮螺旋升角和其他参数的计算式。阐述了椭球形砂轮理论上存在法向周节误差和法向齿形误差,给出了通过调整数控机床运动参数来实现法向等值齿距的有效方法。分析了椭球形砂轮法剖面圆度误差产生的机理,探讨了控制法剖面圆度误差的方法。     

基于神经网络的修形斜齿轮成形磨削中的接触线优化方法

基于接触线方程是一个超越方程,砂轮安装角和接触线形态之间的关系无法用明确的函数表示的情况,首先以接触线形态的三个评价参数(超程量、偏移量、偏置量)为目标函数,以砂轮安装角为变量,建立接触线优化模型。其次在评价参数的求解过程中,引入神经网络来求解,以砂轮安装角为神经网络的输入,接触线形态的评价参数为网络的输出,训练神经网络,结果表明训练后的神经网络不仅能做出正确的反应,而且具有其他方法所不具有的优点。最后以一种直线齿端齿向修形斜齿轮为例进行接触线优化,计算结果表明该方法可有效减小修形斜齿轮成形磨削中的磨削误差。磨齿实验验证了该方法的有效性。     

成形法双面磨削拓扑修形误差齿面对齿轮传动的影响

附加径向运动方式的斜齿轮双面磨削方法具有小批量多品种加工的特性与机构可靠的优点,但在加工时会出现无法避免的齿面扭曲现象,导致加工齿面与理论齿面存在原理性误差,针对该现象对斜齿轮性能的影响进行了量化研究。以数值方法计算得到双面磨削方法的误差齿面模型,将该误差齿面与理论齿面进行对比,采用齿面接触分析方法（TCA）计算获得不同齿面下的传动误差和接触斑点。结果表明,齿形扭曲对左齿面性能影响较小,左齿面可基本实现理论修形效果,齿向扭曲现象导致右齿面性能发生了明显劣化;合适的修形方式与轴交角可以使左右齿面传动误差差异缩小在15%左右。     

基于压力角的摆线齿廓修形方法

针对机器人RV减速器摆线轮,在等距修形方法的基础上,将修形量以线性和多项式方式变化,推导了修形后的摆线齿廓方程。基于压力角变化规律,通过控制齿根和齿顶的最大压力角和最大修形量,可以控制齿廓曲线修形区间不同位置的修形量。所提出的基于压力角的修形方法与传统修形方法最大的不同是:在摆线轮工作段,摆线轮齿廓为标准齿廓,非工作段与工作段是光滑连接的。在VB中编写了摆线齿廓的修形程序,对不同修形量和压力角时的修形区间和啮合力进行比较,结果表明,不同压力角所对应的工作区间是不同的,而基于压力角的分段修形方法下的啮合力分布更加均匀。