基于多体系统理论含误差面齿轮齿面方程的建立及分析

基于多体系统理论和齿轮啮合理论,根据六轴联动数控机床结构和实际磨削情况,建立了六轴联动面齿轮磨削含误差的齿面方程。将仿真误差结果与面齿轮实测齿面偏差做了分析,显示二者的误差趋势基本一致。这对面齿轮的的齿面误差修正和数控磨削误差补偿提高加工精度提供了理论依据。     

含误差螺旋锥齿轮齿面方程建立与分析

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨床结构,应用多体系统理论、齿轮啮合理论建立了含几何误差、热误差的螺旋锥齿轮齿面方程,并分析了砂轮主轴分别沿X、Y轴平移时和绕C轴旋转时对螺旋锥齿轮齿面误差的影响.结果表明,砂轮主轴沿X轴运动对齿面误差影响较大.本文研究对提高螺旋锥齿轮的加工精度和误差补偿提供了理论依据.     

准双曲面齿轮切削仿真及齿面误差分析

为了缩短准双曲面齿轮的开发周期和降低成本,采用计算机模拟HFT刀倾法对主动轮进行切削,仿真生成齿轮真实齿面,并以Solidworks为开发平台进行VBA开发获得三维齿轮的实体模型。在此基础上,比较加工齿面与设计理论齿面的差异,对不同加工速度加工的齿轮误差进行定量计算,说明加工速度对齿面粗糙度的影响。齿面误差分析结果对生产企业选用什么样的切削速度进行切削加工提供参考,并有助于TCA、LTCA等研究工作的展开。     

等基圆锥齿轮的齿面方程和齿形分析

本文导出了无修形渐开线指状铣刀加工的等基圆锥齿轮的齿面方程；并依理论球面渐开线为基准齿形，对其齿形误差进行分析计算。     

齿轮齿面误差的二维谱估计与误差诊断

本文提出了一种改进的二维Kimura 谱估计法,并应用于估计斜、正齿轮齿面周期误差的频谱结构以实现误差诊断和精度评价。二维功率谱较一维功率谱能更好的揭示齿面波形的空间特征和全面诊断加工系统的误差源。     

含蜗杆砂轮安装误差的面齿轮副齿面接触分析

基于一种五轴联动数控磨削机床,建立考虑蜗杆砂轮安装误差的真实齿面方程,研究含误差的真实面齿轮齿面和小齿轮齿面轮齿接触分析(TCA分析),得到面齿轮副齿面接触点轨迹求解方法,TCA分析表明:1切向线性位置误差和轴向线性位置误差会导致齿面沿齿宽和齿高方向发生偏移,而接触点轨迹在齿长方向出现较大偏移。2偏摆角误差导致齿面沿齿长方向发生倾斜,而接触点轨迹沿齿长方向出现较大偏移和倾斜;俯仰角误差会导致齿面沿齿高方向发生旋转,接触点轨迹也同时出现旋转。3面齿轮副齿面接触点轨迹对4项砂轮安装误差都较为敏感。研究为面齿轮设计和制造中的误差溯源以及真实齿面接触分析提供理论参考。     

任意转角位置的渐开线齿轮齿面参数方程的研究

这里提出的任意转角位置的渐开线齿轮齿面参数方程，表述简单，无须坐标变换，能准确、真实地描述渐开线齿轮轮齿在任一转角位置时齿面上的任一点。为齿轮三唯数字化设计、啮合分析、运动学和动力学分析提供了新的理论依据。     

准端面双圆弧齿轮及其齿面方程

叙述了准端面双圆弧齿轮的形成原理,推导了了这种齿轮的通用齿面方程通过端面齿廓图谱的分析,经与目前广为采用的法面圆弧齿轮以及理想的端面圆齿轮的对比,指出了准确面圆弧齿轮在克服法面圆弧齿轮传动接触区位置对误差敏感性方面所具有的独特优点;     

蝶形砂轮安装误差对面齿轮齿面几何误差影响规律

基于面齿轮的碟形砂轮磨齿加工原理,建立了磨齿加工数学模型,分析了面齿轮齿面磨削误差产生的机理,并推导了考虑砂轮安装误差的面齿轮齿面方程,根据误差齿面计算了齿面啮合工作区法向误差平均值,确定了两类砂轮安装位置误差对面齿轮齿面加工误差影响的敏感方向,在此基础上分析了蝶形砂轮安装位置误差和齿面加工误差的内在联系,获得了砂轮安装位置误差对面齿轮齿面加工误差的影响规律,为面齿轮齿面加工误差反馈补偿提供理论依据。     

螺旋齿面齿轮两自由度车齿原理研究

针对现有齿轮加工方法不能加工较大螺旋角的螺旋齿面齿轮问题,提出了一种螺旋齿面齿轮的车齿加工方法。根据空间交错轴啮合原理,建立螺旋齿面齿轮两自由度车齿的理论加工模型,研究车齿刀、假想螺旋产形齿轮和螺旋齿面齿轮的安装布置关系,分析面齿轮车齿中的自由度,建立车齿中刀具和面齿轮的展成运动模型。以直齿渐开线作为刀具的切削刃形,运用微分几何与啮合原理,推导车齿加工的啮合方程、螺旋齿面齿轮的工作齿面方程以及过渡齿面方程,并建立了螺旋齿面齿轮的车齿齿面与理论齿面的误差分析模型。仿真表明：凸齿面离散点误差为-0.01～-0.02mm,凹齿面离散点误差接近0,从而验证螺旋齿面齿轮两自由度车齿加工原理的可行性。     

面齿轮磨削齿面齿形误差修正

以面齿轮齿面的形状误差为研究对象,建立了面齿轮齿面数学方程,通过三坐标测量仪（CMM）对面齿轮齿面进行了误差测量。为提高面齿轮齿面的精度,提高其理论和工程的应用价值,提出了一种基于序列二次规划（SQP）的面齿轮齿面误差评定方法。建立了齿面误差的识别方程,应用序列二次规划算法对机床加工参数进行优化求解,并与最小二乘优化法进行对比,应用修正后的机床调整参数,再次通过三坐标测量仪对修正后的齿面误差进行检测,验证了该方法的可行性。     

刀具安装误差对面齿轮齿廓曲面影响分析

为分析插齿加工中刀具安装误差对面齿轮齿廓曲面的影响,建立考虑刀具安装误差的面齿轮插齿加工的啮合坐标系;采用包络原理,推导了面齿轮齿廓曲面方程;应用数值仿真的方法,建立了含刀具偏置与轴交角误差的面齿轮齿廓曲面模型,分析刀具偏置与轴交角误差对面齿轮齿廓曲面的影响。研究结果表明,面齿轮齿廓曲面对刀具的安装误差不敏感。     

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。     

弧齿锥齿轮齿面误差的分析与修正

建立SGM法加工的弧齿锥齿轮齿面模型,通过推导弧齿锥齿轮的理论齿面方程和误差齿面方程,比较两者之间的差异,分析研究弧齿锥齿轮加工参数误差对齿面误差的影响关系,并以此判断各项加工参数误差对齿面误差的影响程度,从而确定用于误差修正的参数个数,利用解析法求解得出对齿面误差影响较大的加工参数的调整修正值,达到修正弧齿锥齿轮齿面误差的目的。     

面齿轮齿面包络成形及顶切分析

为了显式的成形面齿轮齿面模型,并对面齿轮产生顶切时最小内半径的精确求解,建立了正交面齿轮包络坐标系,给出了产形齿轮齿面方程,推导了面齿轮工作齿面方程、过渡曲面方程和顶切曲面方程。根据齿面方程,利用MATLAB7.5、CATIA V5对面齿轮齿面进行了仿真分析,根据齿面仿真对比及对顶切界限线的分析,得到了产生顶切时最小内半径关键点,即面齿轮齿顶圆柱面与顶切界限线的交点,通过显式求解该关键点即可得到面齿轮不产生顶切的最小内半径,通过与现有文献中隐式求解内半径结果进行对比得两者数值上相差较小,最后通过仿真切齿的方式进一步说明所述方法的精确度优于其他文献中的方法。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面重构与误差分析

为建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的数字化模型,提出一套基于NURBS的曲线曲面数字化造型方法。利用基于啮合原理推导的齿面方程获得齿面数据点,对这些数据点进行双三次NURBS齿面重构,建立相应齿面的三维参数化模型,最后对参数化模型进行误差分析。基于实例,探究型值点、首末端切矢以及切矢模长的选取对重构齿面拟合误差的影响。重构后的齿面拟合误差在mm的数量级,满足工程使用要求。此三维实体模型构建方法的提出为针对该齿轮的RTCA及LTCA的研究奠定了一定的基础。     

变双曲圆弧齿线圆柱齿轮齿面重构与误差分析

为建立变双曲圆弧齿线圆柱齿轮的数字化模型,提出一套基于NURBS的曲线曲面数字化造型方法。利用基于啮合原理推导的齿面方程获得齿面数据点,对这些数据点进行双三次NURBS齿面重构,建立相应齿面的三维参数化模型,最后对参数化模型进行误差分析。基于实例,探究型值点、首末端切矢以及切矢模长的选取对重构齿面拟合误差的影响。重构后的齿面拟合误差在mm的数量级,满足工程使用要求。此三维实体模型构建方法的提出为针对该齿轮的RTCA及LTCA的研究奠定了一定的基础。     

克林贝格摆线齿锥齿轮产形轮齿面方程

介绍了克林贝格铣齿机双层万能刀盘和连续分度双面法铣齿的原理,分析了假想平顶产形轮及其延伸外摆线的形成过程,根据铣齿过程中刀盘和被加工轮坯的相对位置、运动关系,建立了切齿啮合的坐标系,推导了产形轮的齿面方程,用计算机绘制了产形轮轮齿的三维图形。