齿轮法向啮合齿廓及其测量

法向啮合齿廓是齿轮齿面上能反映齿轮的加工与传动质量的一条工程意义独特的曲线,在齿轮滚齿、蜗杆砂轮磨齿等展成法加工中,是齿面加工的形成曲线,在渐开螺旋齿轮传动中,是齿轮传动的工作曲线。然而,现有的齿轮测量仪器并没有法向啮合齿廓的测量功能。结合法向啮合齿廓的形成原理,给出了其理论模型,基于现有齿轮测量中心,提出了法向啮合齿廓偏差测量的四坐标测量法和三坐标测量法。测量实践表明,采用现有的齿轮测量仪器,能方便的实现法向啮合齿廓偏差测量与评定,四坐标法测得的法向啮合齿廓形状偏差、倾斜偏差和总偏差与三坐标法的测量结果相比分别相差0.2、1.3、0.6μm。与渐开线和螺旋线相比较,法向啮合齿廓具有综合性、统一性和唯一性,通过对渐开线偏差和螺旋线偏差的相互补偿,可优化对法向啮合齿廓的控制,有效降低对渐开线和螺旋线的精度要求。     

磨齿机分度误差传递规律

为预测被加工齿轮的齿距加工精度,研究了Y7125型大平面砂轮磨齿机系统分度误差的传递规律。采用全闭环测量法对用作角度测量基准的正36面棱体进行了高精度标定;基于该正36面棱体和相对测量法在机提取机床36个等分点系统分度误差曲线;最后在磨齿机上进行精密磨齿实验,通过比较齿轮试件的齿距累积偏差与机床原始系统分度误差的差异,研究机床分度误差的传递规律,并通过实验得到磨齿机分度误差传递过程中的不确定度。实验结果表明:采用全闭环测量法标定正36面棱体的测量不确定度达到±0.05;磨齿机系统分度误差传递到被加工齿轮后,齿距累积总偏差由2.1m增大到2.6m,相对误差增加了24%;通过磨齿实验得到磨齿机分度误差传递过程中的不确定度为±0.6m。得到的机床分度误差传递规律可用于预测齿轮的齿距累积加工精度,为制定科学的磨齿工艺提供技术支持。     

基于三坐标测量机的修形面齿轮齿距偏差测量方法

根据面齿轮加工原理和方法,分析刀具和工件的相对位置关系,建立加工坐标系,运用微分几何和啮合原理,推导含修形的面齿轮理论齿面方程,给出齿面待测点理论坐标处法矢量计算公式和齿距测量基圆找正方法,基于海克斯康GLOBAL STATUS575型三坐标测量机编制测量程序对加工出的面齿轮进行实测,并对实测数据进行补偿得到该面齿轮的齿距偏差。结果表明,给出的基于三坐标测量机测量面齿轮齿距偏差的方法逻辑严谨、思路清晰,是面齿轮精度评定的一种可行、实用方法。     

基于谐波分解的滚齿加工齿距误差在机补偿方法研究

为提高齿轮的滚齿加工精度,提出了一种基于谐波分解的滚齿加工齿距误差在机补偿方法。利用在机测量系统对含有加工余量的齿轮进行齿距累积偏差的测量,得到齿距累积偏差曲线;根据离散傅里叶变换求取齿距累积偏差曲线的幅值谱和相位谱,通过所求得的幅值谱和相位谱求解误差补偿量,以加工程序(NC程序)的形式输入数控系统;通过控制滚刀和工件之间的啮合关系,从而实现齿轮齿距累积偏差的在机补偿。通过VeriCut进行的齿轮加工仿真结果表明,该方法可以减小被加工齿轮的齿距累积偏差,使滚齿加工的齿距加工精度提高2-3个精度等级。     

展成式电化学机械光整加工圆柱齿轮的齿面质量与精度特性

齿轮是机械制造业中的核心传动元件之一。在齿轮材料的力学性能类似条件下,优良的齿面质量和精度特性可显著提高齿轮使用性能和寿命。对齿轮进行精加工和光整加工是提高齿轮精度和齿面质量的主要手段。电化学机械光整加工(Electrochemical mechanical finishing,ECMF)具有很高的整平效率和整平能力,将电化学机械光整加工技术用于圆柱齿轮加工,对解决齿轮精度和齿面质量问题具有重要意义。提出齿轮ECMF的展成式实现方式,试验研究工艺参数对齿面粗糙度的影响规律,展成式电化学机械光整加工对齿轮齿形、齿间和齿向精度的影响规律。研究结果表明,圆柱齿轮展成式电化学机械光整加工可将齿面粗糙度Ra值从大于1.0μm降至小于0.1μm,与加工前指标相比,齿面形貌特性得到改善,齿间精度提高2级,齿形和齿向精度也得到提高。     

正交面齿轮齿面偏差的坐标测量

提出了基于坐标测量获得面齿轮齿面法向偏差的方法,为面齿轮精度评定提供依据。根据面齿轮的加工原理和方法,分析了刀具和工件的相对位置关系,建立了切齿加工坐标系。运用微分几何和啮合理论,推导出理论齿面方程。在此基础上,规划测量网格,计算节点处的理论坐标和法矢量。在齿轮测量中心上进行实际测量试验,将实际测量数据与理论数据进行比较,获得实际齿面法向偏差,最终试验结果验证了该方法的可行性。     

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....     

基于线结构光的超精密齿轮齿距偏差测量分析

超精密齿轮精度要求高,使用接触式测量容易造成齿面损伤,影响精度,且只有少部分的接触式测量设备能达到微米级别,测量效率低,所以因为效率、精度的原因无法满足超精密齿轮的测量需求;故从诸多测量方法中选取了线结构光测量系统,对基于线结构光的超精密齿轮齿距偏差测量进行了分析研究.根据IS01328-1:2013《圆柱齿轮精度标准》中齿距偏差项目的 定义,通过线结构光测量系统对模数为3.0 mm,齿数为30的2级精度渐开线圆柱直齿轮样板进行了齿距偏差测量,得到了左、右齿面的单个齿距偏差分别为1.71 μm和1.73 μm,以及左、右齿面的齿距累积总偏差分别为5.43 μm和5.70 μm,并分别与IS01328-1:2013和GB/T 10095.1-2008中单个齿距偏差和齿距累积总偏差的许用值进行对比,证明了该线结构光测量系统能够实现超精密齿轮的非接触式测量.     

基于线结构光的超精密齿轮齿距偏差测量分析

超精密齿轮精度要求高,使用接触式测量容易造成齿面损伤,影响精度,且只有少部分的接触式测量设备能达到微米级别,测量效率低,所以因为效率、精度的原因无法满足超精密齿轮的测量需求;故从诸多测量方法中选取了线结构光测量系统,对基于线结构光的超精密齿轮齿距偏差测量进行了分析研究.根据IS01328-1:2013《圆柱齿轮精度标准》中齿距偏差项目的 定义,通过线结构光测量系统对模数为3.0 mm,齿数为30的2级精度渐开线圆柱直齿轮样板进行了齿距偏差测量,得到了左、右齿面的单个齿距偏差分别为1.71 μm和1.73 μm,以及左、右齿面的齿距累积总偏差分别为5.43 μm和5.70 μm,并分别与IS01328-1:2013和GB/T 10095.1-2008中单个齿距偏差和齿距累积总偏差的许用值进行对比,证明了该线结构光测量系统能够实现超精密齿轮的非接触式测量.     

控制大平面砂轮磨削面锥形误差提高齿轮螺旋线精度

为了研制高精度标准齿轮,以Y7125磨齿机为例分析了大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响。建立了磨削的几何模型,推导出了影响量的数学表达式。理论分析结果显示,砂轮与齿面有效接触宽度对齿轮螺旋线形状偏差的影响不大,而随着被磨齿轮齿宽的加大,对齿轮螺旋线形状偏差的影响系数会显著增大;砂轮磨削面锥形误差使被磨齿轮螺旋线偏差曲线呈弧形,且弧度从齿根到齿顶逐渐增大。最后通过一实例进行了误差测量、磨齿实验与偏差分析。研究结果表明,控制大平面砂轮磨削面的锥形误差在2.7′以内可满足加工1级螺旋线精度齿轮的加工要求。