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。     

基于数字化真实齿面的螺旋锥齿轮齿面接触分析

通过导入假想全共轭齿面作为基准齿面,即大齿轮基准齿面是采用由加工机床设定参数形成的理论齿面,小齿轮基准齿面是采用与该大齿轮基准齿面完全相共轭的齿面,该假想齿面是瞬时线接触,无传动误差。对该基准齿面上的接触线进行拓扑网格划分,引入数字化合成误差概念,实现含有齿形误差和安装误差的螺旋锥齿轮的数字化真实齿面的构建。提出一种基于高精度数字化真实齿面的螺旋锥齿轮齿面接触分析(Tooth contact analysis,TCA)方法,通过与Gleason公司TCA软件分析结果以及齿面磨损试验结果比较,验证了本方法的可行性和有效性。     

基于真实齿面的直齿锥齿轮加载接触分析研究

基于某发动机直齿锥齿轮真实齿面测量数据,反求直齿锥齿轮加工参数,重构直齿锥齿轮真实齿面的数学模型及几何模型,进一步采用ANSYS软件对直齿锥齿轮进行加载接触仿真分析,得到基于真实齿面的直齿锥齿轮接触印痕,仿真结果与着色试验结果基本一致。此分析方法可为后续该直齿锥齿轮是否能满足装机要求判定提供指导。     

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。     

准双曲面齿轮真实齿面研磨位置控制研究

为改善准双曲面齿轮副的研齿效果,提出了一种基于真实齿面的齿面研磨位置控制方法。对准双曲面齿轮真实齿面进行测量,并用非均匀有理B样条(NURBS)曲面对实测点进行拟合,采用真实齿面接触分析方法,分析了研磨运动参数V/H/J与齿面接触位置变化的数学关系,建立了齿面研磨点位置和移动方向的齿面研齿控制模型。数控滚检试验结果表明,该方法可精确实现准双曲面齿轮副的全齿面研磨。     

准双曲面齿轮齿面参数化方法研究

提出了以3种参数来构造参数化齿面的方法,论证了它们之间的转换关系,首次利用该方法给出了齿面网格加密、端面曲线和过渡曲面的构造实例,实现了在实际齿面上描述真实接触斑点的方法。为理论与实际接触斑点的比对提供了良好的可视化平台。     

螺旋锥齿轮齿面扫描式测量法及其应用研究

螺旋锥齿轮的实际齿面形状是影响其动力学性能的一个非常重要的因素。本文介绍了采用虚拟共轭基准面的螺旋锥齿轮齿面的扫描式测量、数据处理及应用方法，即大齿轮的基准面采用的是由机床设定参数计算出的理论齿面，而小齿轮的基准面采用的是与大齿轮共轭的假想小齿轮齿面。由于采用了二维测头进行齿面测量，有效地避免了测头与齿面间摩擦力的影响，既能保持高精度，又能进行快速测量。同时，该种测量采用连续扫描的方法，信息量大、速度快，适合于大批量生产中的螺旋锥齿轮的齿面质量管理与控制。由于扫描式测量采用了虚拟共轭基准齿面，所以从测量数据本身就可以判断齿面的接触斑点位置与形状，因而可以直观、有效地对齿面质量进行管理与控制。     

基于一维测头准双曲面齿轮齿面偏差的测量

提出了基于一维测头准双曲面齿轮齿面偏差的测量及误差补偿方法。规划了齿面测量网格区域，并计算得到网格节点的坐标值和单位法矢。运用复杂曲面测量原理及误差补偿理论，建立了偏差数据补偿修正的计算式，得到了真实齿面在法线方向的偏差。在国产测量中心上使用一维测头对实际产品进行了齿面偏差测量，其结果与使用三维测头的M＆M3525测量中心的测量结果基本一致，从而验证了该测量方法的可行性和正确性。     

汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面测量误差精确计算

为精确获取汽车驱动桥齿轮实际加工齿面的真实误差,改善汽车齿轮的齿面精度,结合汽车驱动桥齿轮在传动方面的优越性及其在机床调整计算、加工方法和齿面测量等方面的特殊性,对其齿面数控展成与数字化检测的运动关系进行了深入分析;鉴于汽车驱动桥齿轮齿面拓扑结构的复杂性,结合齿面误差计算原理,在实际加工齿面检测信息的基础上,提出了一种汽车驱动桥齿轮齿面误差的精确计算方法;最后,通过齿轮齿面加工测量结果的比对,验证了该齿面误差精确计算方法的正确性和有效性。     

机床调整误差对螺旋锥齿轮齿面影响的研究

根据准双曲面大轮成形法加工原理及Denavit-Hartenberg齐次变换矩阵,建立准双曲面大轮凸面的齿面方程,并对齿面进行网格划分,推导出齿面误差的求解模型,最后根据实际加工中大轮的加工参数,仿真研究了各个调整参数扰动时的差曲面图。结果表明:垂直刀位与齿形角对齿面的面锥与小端附近的误差比较敏感;水平刀位与水平轮位对齿面的根锥与大端附近的误差比较敏感;轮坯安装角对齿面的面锥与大端附近的误差比较敏感。     

螺旋锥齿轮的齿面测量及机床加工参数修正

给出了Gleason制螺旋锥齿轮的理论齿面模型,用差曲面描述三坐标测量机测量得到的实际齿面到理论齿面的偏差,提出了一种利用差曲面特征参数修正机床调整参数的新方法,有效地提高了齿面几何精度。     

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....     

Precision compensation method for tooth flank measurement error of hypoid gear

When measuring the tooth flank of hypoid gear, the measurement datum surface (the large end surface of the gear) does not always coincide with the design bases (the theoretical mounting distance), and this non-coincidence error would affect the tooth flank measurement results. Based on the measurement theory of the hypoid gear tooth flank, a precision matching method of the theoretical tooth surface and the measured tooth surface is designed, the objective function of the tooth flank matching method is established, and the search iterative method was used to calculate the compensation value of the measurement error of the tooth flank, when the two gear tooth surface is most accurately matched. As the mounting distance of the hypoid gear changes, two experiments are done to verify the proposed method. The experiment results show that, for different tooth flank of the measured gear, the measuring error of the tooth flank along Z-axis dropped significantly after compensated by this method, more than 80% of the error along Z-axis are compensated. It is obvious that this method could improve the measurement accuracy of the tooth flank form of hypoid gear.     

螺旋锥齿轮磨齿机砂轮位置误差与齿轮齿面误差的关系

研究砂轮主轴偏心误差及垂直度误差对齿面误差的影响规律,目的是研究它们之间的定量关系.基于展成法加工大轮,由啮合原理建立无误差砂轮与有误差砂轮情况下的大轮齿面方程,通过理论齿面与误差齿面的差曲面得到实际齿面的法向误差.提出主轴偏心误差及垂直度误差的误差敏感方向概念和确定误差敏感方向的计算方法,得到误差敏感方向上砂轮位置度误差量与齿面误差的关联规律,以及发生砂轮位置度误差时齿面误差的分布规律.研究内容与方法有助于螺旋锥齿轮齿面误差溯源与齿面加工反调.     

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。     

双盘式渐开线测量仪测点位置调整方式

分析了双盘式渐开线测量仪中测点位置偏差对渐开线齿形测量的影响,探讨了高精度调整测点位置的两种方法:试验调整法与误差补偿调整法。试验调整法是根据测点偏离导轨平面测量渐开线齿形时,测量结果中齿形角小于实际值的原理,调整测头处于不同位置并测量渐开线齿形,齿形角最大的测量曲线对应的测点位置即为最佳位置。误差补偿调整法是在测点处于高于导轨平面的两个位置时,分别测量同一渐开线齿形,通过对测点偏移量逐次试值,补偿两次测量结果,使得测量结果中齿形偏差相同,获得测头偏移量。分析得出,上述两种方法调整测头位置的极限偏差分别为±0.010 mm和±0.015 mm,均可满足1级(GB/T10 095.1-2 001)渐开线齿形的测量要求。     

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。