成形磨齿齿向修形扭曲误差分析及补偿

在斜齿圆柱齿轮的齿向修形磨削加工过程中,采用传统的附加径向运动的修形方式存在着修形扭曲误差。为改善齿向修形扭曲误差,根据空间啮合理论,建立成形磨齿齿向修形的数学模型,求解出砂轮与工件之间的瞬时接触线。通过分析砂轮半径与砂轮安装角对齿向修形接触线的影响规律,提出了3种齿面修形扭曲误差的补偿方法。最后,以一种斜齿鼓形修形齿轮为例,分别通过数值模型和磨齿实验验证了文中所提方法的有效性。     

螺旋运动系数对弧齿锥齿轮齿形的影响规律

为探究螺旋运动系数对弧齿锥齿轮齿形的影响规律，充分发挥数控机床的万能运动特性，使齿轮设计人员及机床调整人员更好地运用高阶运动实现齿面的修形以及齿面接触区的调整，基于弧齿锥齿轮加工原理，通过引入一至六阶螺旋运动系数，建立了齿面数学模型。基于齿面数学模型，采用矢量运算与二元迭代的方法，计算了实际齿面相对于理论齿面在其各离散点法线方向上的齿面误差。分析了各阶螺旋运动系数的改变对弧齿锥齿轮齿面形状的影响规律，以图像的方式表示了实际齿面相对于理论齿面的偏离方向以及误差值的大小。采用最小二乘法，计算了弧齿锥齿轮轮齿齿面在各阶螺旋运动系数改变下的敏感系数，分析了各阶螺旋运动系数对齿面形状的影响类型和程度。通过实际的磨齿加工和测量验证，结果表明各阶螺旋运动系数对齿面形状的实际影响与理论分析结果一致。     

准双曲面齿轮HFT磨齿齿面接触区预测方法研究

为了便于预测汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面接触形态,提出了一种齿面失配分析方法。通过构建准双曲面齿轮HFT磨齿数学模型和共轭啮合数学模型,推导出了与大轮齿面完全共轭的小轮基准齿面方程。采用数值方法计算出了小轮实测齿面与小轮基准齿面之间的偏差,通过图形化表达构建出了齿面失配拓扑图。以一对HFT磨齿的准双曲面齿轮为例,进行了齿面接触区仿真预测,滚检试验结果与仿真预测结果相一致,表明所提出的齿面失配分析方法可以对齿面的接触情况作出预测。该方法为齿面接触区的修正提供了理论指导。     

弧齿锥齿轮齿顶倒棱锥形砂轮加工方法研究

为了实现弧齿锥齿轮齿顶倒棱高效加工,提出一种基于锥形砂轮的倒棱方法。建立弧齿锥齿轮和锥形砂轮的实体模型,以砂轮沿垂直于面锥方向切入最大深度为原则,采用实体接触分析方法,确定砂轮与齿轮的空间运动关系。基于空间运动关系完成倒棱仿真加工,仿真结果表明:该方法可同时加工两侧齿顶,加工效率较高且在通用五轴加工中心上即可实现。为了评价倒棱效果,提出一种倒棱效果的定量测量方法,在倒棱仿真模型上选定的多个测量位置,测量倒棱效果并与理论模型进行比较,依据比较结果可确定砂轮锥角的优化值。     

螺旋锥齿轮齿面加工偏差的敏感性分析

螺旋锥齿轮齿面复杂，为了研究机床几何误差对齿面偏差的敏感性，在建立螺旋锥齿轮齿面加工偏差模型的基础上，分别采用局部敏感性分析方法和Sobol全局敏感性分析方法，研究输入参数范围变化对输出结果的影响，确定了影响齿面偏差的关键几何误差。从输入参数和输出结果两个方面比较了两种分析方法的特点。明确了敏感性分析方法的选取原则：对于输入参数的分布范围不明确或者分布情况相似的线性或非线性不强的模型，可以考虑采用局部敏感性分析；对于输入参数的分布范围复杂、准确性要求高的非线性模型，适于采用全局敏感性分析方法。     

基于小波包算法的斜齿轮滚齿加工误差补偿

斜齿轮滚齿加工依靠2组电子齿轮箱对多轴同步控制,同步误差来源于滚刀B轴的旋转运动和工件C轴的联动误差以及滚刀沿Z轴的轴向运动和工件C轴的联动误差的线性叠加。复杂的运动关系和不平稳的加工状况,使得传统的斜齿轮加工误差补偿困难。采集C轴同步误差信号,利用小波包算法对其进行分解,研究不同频段尺度内子频带信号的幅值分布规律,进行误差特征辨识,重构斜齿轮加工同步误差。根据误差叠加原理,将重构后的同步误差解耦到参与联动的各伺服轴,修改NC代码,将误差量反向补偿到伺服轴。最后通过秦川YK3126数控滚齿机斜齿轮加工误差补偿实例,验证了补偿方法的有效性,提高了斜齿轮的加工精度。     

装配误差下变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动接触分析及试验

针对变齿厚渐开线齿轮包络环面蜗杆传动,创建其有限元模型.分析不同载荷及装配误差对齿面接触状态及应力的影响规律,并进行了接触斑点和传动性能测试.结果表明:传动副接触斑点与接触状态一致,齿面应力沿接触线分布并随着载荷的增加而变大;中心距、齿轮轴向偏移、蜗杆轴向偏移、轴交角4项装配误差中,变齿厚渐开线轴向偏移误差的影响较小,...     

新型砂轮修整器结构及其装配误差影响分析

本文介绍了一种已获专利授权的新型数控磨床砂轮修整器，它具有2移动轴 1转动轴的三轴联动功能，因此能精确修整各种曲面的砂轮；而且它的修整工具能绕修整工具刃口的圆弧圆心转动，可不考虑绕转动轴的转动对两移动轴的影响，故数控编程容易实现。但若修整器装配时存在径向或轴向装配误差，则对修整后砂轮截面形状精度的影响较大，其中轴向的装配误差影响最大，它会产生与它自己相同数量级的砂轮截面形状误差，因此砂轮修整器装配时必须采取必要措施使装配误差小于10μm才能达到成型砂轮修整精度要求。     

五轴联动数控加工的装夹误差动态补偿方法

五轴联动数控加工中,由于工件装夹误差引起的实际加工基准与CAM编程基准不一致,其旋转中心偏差造成旋转附加运动无法由传统三轴加工中的坐标偏置方法补偿。文章提出五轴数控的装夹误差寻位补偿方法,在旋转轴转动过程中通过坐标变换和机床逆运动变换动态修正加工路径,使加工结果与设计一致。试验表明,采用该方法降低了五轴机床工件装夹要求,消除了装夹误差带来的精度问题,满足精密五轴数控加工要求。     

基于ROMAX的斜齿轮齿面修形优化设计

针对建筑用施工升降机减速器输出轴齿轮出现齿面偏载而导致振动噪声过大的现象,以某建筑用施工升降机为研究对象,考虑综合因素对输出轴斜齿轮副偏载现象的影响,通过理论计算确定修形量范围,然后基于ROAMX用全因子法以齿向修形量、螺旋线修形量及齿顶修缘量为设计变量,以齿面接触载荷分布系数和齿根弯曲载荷分布系数为优化目标进行参数优化设计,经计算得到最佳修形量组合结果。对修形后的齿轮进行动力学仿真分析,结果表明：经过修形的齿轮齿面接触载荷和齿根弯曲载荷分布更均匀,齿面最大单位长度载荷降低了58.2%。对修形后的齿轮动力学性能进行评估,结果表明：修形后的齿轮传动误差激励减小了75.5%,箱体表面的加速度响应最大降低了47.8%。     

TI 蜗杆与渐开线斜齿轮传动的接触分析

本文对ＴＩ蜗杆与渐开线斜齿圆柱齿轮正交传动的齿面接触进行了理论分析，剖析了内、外啮合两种传动情况，验证了外啮合传动的可行性，表明在齿轮齿面上实际接触线偏向一侧并集中于中截面附近，使得这种传动对误差的敏感性减小，易于制造、安装，对重型机械设备是一种很有前途的传动形式。     

车铣复合数控机床空间误差建模和补偿

空间误差是影响车铣复合数控机床零件加工精度的最重要因素，现有方法对机床各轴的定位精度提升效果不好，为此设计车铣复合数控机床空间误差建模和补偿方法。忽略机床两个旋转轴的位置无关误差，通过齐次坐标变换理论构建其几何误差辨识模型，对几何误差辨识模型进行简化，实现两轴的几何误差辨识。在工件坐标系下，根据旋转轴几何误差辨识结果，采用多体理论构建机床空间误差模型。基于此误差模型，利用理想状态的逆运动学设计同步空间误差补偿策略，通过迭代方式对各轴补偿值进行计算，实现空间误差补偿。测试结果表明：设计方法补偿后，实验机床X轴、Y轴、Z轴的定位精度提升了0.6μm,B轴、C轴的定位精度提升了4″、3″,各轴的重复定位精度有很大提升，机床的反行程实验圆度也有所提升。     

树脂结合剂CBN砂轮的低压接触放电修整

将接触放电修整应用于CBN#170导电性树脂结合剂砂轮，通过实验探讨了空载电压和电源脉冲对放电特性和砂轮工作面生成机理的影响。结果表明，在电极周围配置陶瓷结合剂GC杯形砂轮可防止电极和结合剂的短路，获得良好的放电状态；采用火花放电区即20V以下的空载电压可防止镍层的熔化，抑制磨料的异常脱落；砂轮工作面上残存的磨粒数由于空载电压脉冲有所减少，但修正效率得到提高。另外确认，与采用陶瓷结合剂GC杯形砂轮机械修整相比，ECD修整在维持高修正能力的同时，具有使众多磨粒凸出的能力；从SKD11材料的磨削性能来看，砂轮径向损耗量小，加工面粗糙度良好。     

铸铁用电沉积砂轮

一种铸铁用电沉积砂轮。它是在圆板状底板的周缘部设置较厚的磨削刀刃部。磨削刀刃部侧面与底板侧面平行，前端面由与底板垂直的中央面和两个稍倾斜的面构成，刀刃部沿径向呈上部为高度较低的大致梯形的方形，各面的连接部形成圆弧形；用电沉积法把金刚石或立方氮化硼晶体硬质磨粒固定在刀刃部上。底板可通过减薄等措施减轻重量。把上述结构的砂轮装在多轴自动机上对铸件进行粗加工，     

结晶器坐标测量机不确定度分析及精度保证

文章对影响结晶器专用坐标测量机测量精度的各项误差进行了详细分析，用齐次坐标理论建立了误差修正模型，对影响测量精度比较大的21项几何误差进行修正，并给出各项几何误差的传递系数。通过对误差修正后的测量机各轴不确定度进行评定，找出影响测量精度的瓶颈因素，分析了存在的问题并给出改进措施，最后通过实验验证了该方法的正确性和实用性，为保证测量机的精度提供了理论指导。     

全自动双轴精密划片机的研制

为提高划片机的划片质量和划片效率，研制全自动双轴精密划片机。整机采用了龙门式结构，工具轴Y1与Y2采用并列平行的结构设计，使用全闭环控制；旋转工作台采用DD马达直接驱动；上下料系统可实现多盘的全自动上下料。检测结果表明:Y1/Y2轴的全程定位精度达到 1.5 μm，Z1/Z2轴的重复定位精度达到 1.0 μm，工作台平面度达到 4.3 μm。划切试验结果表明:划切沟槽的实际深度与设计深度的最大误差为5.2 μm，划切痕迹的实际位置与设计位置的最大误差为4.8 μm，划切表面平整光滑，崩边小，无毛刺。与国内传统的单轴划片机相比，所研制的双轴划片机划片效率提高了80%，划片质量得到了明显提高。      

零齿差机构齿轮强度研究

零齿差机构齿轮强度计算尚未完全解决。根据啮合特性，建立了适用于零齿差机构齿面接触疲劳强度的全新公式；由于齿轮进行径向与切向双重变位，修改了原有齿根弯曲疲劳强度公式，增加“切向变位影响系数”因子——YT，作为考虑切向变位的影响。     

考虑磨损的3z-Ⅱ型行星轮系传动误差特性研究

传动误差作为行星齿轮传动重要的性能参数之一，反映了工作时的精度问题，而长时间工作造成的齿面磨损会影响传动精度。针对该问题，以3z-Ⅱ型行星传动为研究对象，考虑齿轮固有误差以及各零件的安装误差建立整个传动系统的传动误差模型，并利用概率分析及蒙特卡罗方法进行模拟计算，得到接近实际的理论传动误差模型。基于Archard磨损模型，结合赫兹接触模型，建立齿轮的磨损模型。得到各个齿轮的齿面磨损深度，将各个齿轮的磨损深度等效为齿廓误差，建立基于齿面磨损的传动误差模型。对两个模型的仿真结果对比分析，考虑磨损时，整个传动系统的传动误差有所增加，传动误差集中在-0.42′～3.75′,平均值为1.71′;相比无磨损时，正向传动误差增大，负值降低。     

五轴联动立式磨床几何误差灵敏度研究

以一台五轴联动立式磨床为例,提出了一种分析几何误差灵敏度的方法。基于多体系统理论和齐次坐标变换建立了五轴联动立式磨床的33项几何误差模型,利用求导的方式给出了几何误差灵敏度分析的数学模型。并根据该模型找出了关键几何误差,研究了关键几何误差的灵敏度系数随平移轴运动的变化规律,研究结果为精密机床改进设计和误差的实时补偿提供了理论依据。     

数控进给轴阿贝余弦误差辨识与补偿方法

为了减小数控进给轴运动过程中产生的阿贝误差和余弦误差等几何误差对位置测量精度的影响，提出了一种基于多路激光组合测量的误差辨识与补偿方法。利用三路激光干涉仪的空间坐标关系和实际测量值，映射出数控进给轴理想运动轴线上的虚拟测量值，以补偿阿贝误差，并建立了进给轴倾斜角度解算模型，进而补偿余弦误差，提高进给轴定位精度。为保证位置测量结果的可靠性，设计了环境参数补偿实验，在减小环境因素影响的前提下，验证了误差辨识与补偿方法的有效性。实验结果表明，该方法有效补偿了运动过程中的阿贝误差以及余弦误差，提高了数控进给轴的定位精度。