制造的斜齿轮齿向修形曲线的优化分析

蜗杆砂轮磨削是中小模数齿轮批量精密加工的主要工艺,其在加工齿向修形斜齿轮时,存在原理性误差,产生齿面扭曲,影响齿轮的传动性能。为此,分析了蜗杆砂轮磨削齿向修形斜齿轮齿面扭曲的产生机理,建立了齿向修形量与齿面扭曲量间的关系模型。从减小制造原理误差的角度,提出一种齿向鼓形修形曲线的优化方法。以某齿向修形齿轮蜗杆砂轮磨削为例,计算了齿向修形曲线优化前后齿面的扭曲量,分析了齿面接触应力以及载荷分布,证明了该优化方法的可行性。     

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。     

采用碟形砂轮的斜齿面齿轮磨齿技术研究

为了制造出高精度硬齿面斜齿面齿轮和获得抛物线传动误差并改善啮合性能,对采用碟形砂轮加工双向修形的斜齿面齿轮的磨齿方法进行了研究。设计了渐开线失配的碟形砂轮齿面,分析了碟形砂轮磨削斜齿面齿轮的展成原理,根据展成原理和用渐开线失配的碟形砂轮并改变砂轮的运动,推导出双向修形斜齿面齿轮的齿面方程。给出了双向修形斜齿面齿轮的齿面计算和接触分析实例,结果表明:理论齿面的最大齿面误差为5.98×10-4μm,采用碟形砂轮加工双向修形斜齿面齿轮的磨齿方法是可行的,获得了斜齿面齿轮抛物线传动误差,避免了边缘接触并改善了斜齿面齿轮的啮合性能。     

基于多轴附加运动优化的成形磨削修形齿面扭曲消减方法

针对齿向修形斜齿轮成形磨削时产生的齿面扭曲误差,提出一种基于多轴附加运动优化的齿面扭曲误差消减方法。基于五轴联动数控成形磨齿机建立成形砂轮与齿轮的空间啮合坐标系,求解理论修形齿面及实际修形齿面在多个位置处的接触线;定量分析了x,y,c轴附加运动对齿廓斜率偏差的影响规律,以多轴附加运动代替常规x轴附加运动进行齿向修形,并借助遗传算法对各个位置处的多轴附加运动量进行联合优化,使实际修形齿面接触线与理论修形齿面接触线匹配,从而提高修形齿面的理论磨削精度。通过仿真分析及磨削实验证明,该方法可以有效消减齿面扭曲误差,提高修形齿面的成形磨削精度。     

径向剃齿刀在机修磨原理解析计算

径向剃齿是一种高效的齿轮精加工方法,但径向剃齿刀的修磨比较困难。径向剃齿刀在机修磨法是一种新的修形方法,其原理为:用一个与所剃齿轮几何参数完全一致,制造精度较高,齿面镀有金刚石磨粒层的修磨轮,装在径向剃齿机上,取代工序加工中的工件齿轮,与径向剃齿刀啮合,达到修形的目的。运用啮合理论,建立了剃齿刀修形解析模型,推导出了修形时的啮合方程及修形后剃齿刀的齿面方程,并进行了实例分析和计算机运算。试验证明,剃齿刀在机修磨法是一种实用的剃齿刀修形方法。     

齿向修形斜齿轮成形磨削齿面原理性误差分析

齿向修形斜齿轮的成形磨削存在齿面原理性加工误差,为提高磨削精度,在分析齿面原理性误差产生机理的基础上,建立齿面误差模型,并提出误差控制方法。采用点矢量族数字包络方法建立了齿向修形斜齿轮的接触线计算模型,并组合砂轮磨削轨迹上的接触线得到仿真齿面,进而通过齿面仿真实例对齿面误差进行评定。从接触线形态及X轴、C轴附加运动3个方面对修形齿面原理性误差产生机理进行分析,建立齿面误差计算模型,并与仿真实例结果进行对比验证了误差计算模型的正确性。为了控制齿面误差,提出砂轮安装角及砂轮廓形的联合优化方法。通过齿向修形齿面磨削仿真实例,验证了所提误差控制方法的有效性。     

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。     

径向剃齿刀的齿形分析

本文利用啮合原理的方法对径向剃齿(?)的齿形进行了分析,给出了剃齿刀的齿面方程及齿向曲线方程。径向剃齿刀的齿面与渐开螺旋面相比非常接近,可以通过对渐开螺旋面进行修形加工出来.本文通过计算,决定了剃齿刀的修形量,为剃齿刀的加工提供了理论依据。     

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。     

拓扑修形齿轮齿面误差分析

齿轮拓扑修形采用成形法磨削加工时,齿廓修形是通过修整砂轮截形来实现的,而齿向修形则是通过添加砂轮或齿轮的附加运动实现。但是当齿轮或砂轮存在附加运动时,齿轮与砂轮之间的相对位置会发生变化,其表面的实际接触点也会发生相应变化,齿向修形与齿廓修形会发生干涉,因此,拓扑修形齿面与理论齿面存在一定误差。通过计算实例对拓扑齿面误差进行讨论分析,得出中心距变动量对拓扑齿面误差成线性关系。对齿轮的拓扑修形有一定的指导作用。     

径向剃齿刀的刃磨

用于外齿轮加工的径向剃齿刀，其齿向曲线为内凹超越曲线，这给剃齿刀的刃磨带来了困难。本文提出了在普通剃齿刀磨床上，通过修整砂轮磨出径向剃齿刀齿面的加工方法；完成了刃磨工艺参数的优化设计。为径向剃齿的生产与应用奠定了基础。     

剃齿刀齿面造型理论及其分析

从齿轮啮合原理入手,导出了单自由度的径向剃齿刀的齿面方程,与双自由度的普通剃齿刀齿面方程;分析并阐述了径向剃齿法与普通剃齿法在啮合原理上的区别;通过对相同参数条件下径向剃齿刀和普通剃齿刀的比较,得出了若干结论,为径向剃齿刀的设计提供了理论依据.     

Design and manufacture of plunge shaving cutter for shaving gears with tooth modifications

Gear plunge shaving is one of the most efficient ways to finish gears. It has been a challenge for a long time to design and manufacture a plunge shaving cutter to induce gear tooth modification. This paper proposes a method for designing plunge shaving cutters to manufacture gears with modifications analytically. By integrating B-spline interpolation, differential geometry, and design optimization, the goal is achieved. Efficiency is greatly improved by avoiding the traditional trial and error method.     

硬质合金精密滚剃刀齿形制造新技术

给出了用双曲线拟合滚剃刀渐开线蜗杆法剖面齿形新技术，提出了锥面砂轮按斜直线进行修整，能够获得砂轮轴截面为双曲线形状。按此技术修整砂轮，通过对滚剃刀渐形线蜗杆的圆磨，有效地提高了滚剃刀齿形精度。     

基于虚拟检验的径向剃齿刀齿面设计与建模

为了虚拟检验径向剃齿刀ＣＡＤ系统的正确性,有必要对刀具齿面进行建模。根据齿轮啮合原理,提出了基于刀具设计参数的径向剃齿刀齿面设计的计算方法,给定剃刀齿面上任意矩形域内点的ｘ,ｙ坐标便可用弦截法计算出该点的ｚ坐标。同时提出了一种用最小二乘法拟合刀具齿面上离散点的齿面建模方法,构造了齿面的简单表达式。该模型可用于虚拟径向剃齿过程,从而生成被剃齿轮齿面,通过与渐开线齿面的比较达到检验刀具设计正确性的目的     

基于Pro／E的剃齿修形有限元分析

在剃齿的运动过程中,剃齿刀齿面带动工件做扭转啮合运动。在运转过程中,剃齿刀和轮齿发生了弹塑性变形。文中基于Pro／E平台进行剃齿修形的有限元分析,根据剃齿刀的变形和轮齿工件的渐开线齿廓的情况,对剃齿刀的弯曲应力、接触强度、变形量进行分析,得出其符合材料力学和剃齿理论的条件。     

大模数硬齿面滚剃刀齿形的近似造型方法

基于硬齿面滚剃刀齿形的制造方法 ,分别采用直线、圆弧、双曲线拟合法对滚剃刀法截面齿形进行了近似造型。近似造型误差计算结果表明 ,直线拟合法误差较大 ,但砂轮修整简单 ;圆弧拟合法误差最小 ,但砂轮修整稍难 ;双曲线拟合法误差很小且砂轮修整简单     

径向剃齿刀切削刃错位方式的研究

依据径向剃齿啮合原理得出的径向剃齿的剃痕是一条斜线的结论，在总结已有切削刃错位方式的基础上，用剩削问序和剃痕次序的观点解释了校剃齿轮齿面上同一位置被多次在复剃削而使剃痕显露的现象，并提出了改进措施。     

非等边剃齿刀的齿形设计

剃齿过程中,啮合周期在节圆附近出现单点接触即三点啮合区域,是导致剃齿齿形中凹误差的重要原因之一。基于负变位剃齿和平衡剃齿的原理,对负变位剃齿刀进行非等边齿形设计,通过减小副工作面的最大曲率半径,使主、副工作面同时啮入,实现平衡剃齿,有效地消除了节圆附近三点啮合区域,改善了该区域轮齿间啮合力不均匀的情况。以传动误差曲线幅值作为量纲,将非等边剃齿刀与负变位剃齿刀进行对比分析,结果表明：非等边剃齿刀能够优化负变位剃齿的不足以及平衡剃齿条件难以实现的缺点,使剃齿啮合过程轮齿间啮合力趋于平稳,实现平衡剃齿,降低传动误差幅值,为消除剃齿中凹误差提供了新的技术思路。