六轴数控蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的方法

建立六轴数控圆柱齿轮蜗杆砂轮磨齿机磨削面齿轮的理论模型。提出以初始设计蜗杆砂轮轴截面齿形为基本参数,并考虑齿廓抛物线修形来设计金刚滚轮,再用于修整椭球式蜗杆砂轮的方法。利用双参数啮合方程建立了面齿轮磨齿加工的齿面方程。齿面磨削仿真及轮齿接触分析表明,直接以蜗杆砂轮轴截面齿形作为金刚滚轮齿廓来修整砂轮,所磨削得到的面齿轮齿面压力角偏小,且传动误差为不连续的上凹形曲线。当给滚轮以抛物线修形设计之后,所磨削的面齿轮齿面偏差基本为负值,传动误差曲线为良好的连续上凸式抛物线形。承载接触分析表明新的设计可以减轻齿顶边缘接触,减小冲击振动。数值算例表明,采用该方法磨削加工的面齿轮可以获得较高的精度和良好的啮合性能,并给出了试验验证。     

内齿强力珩齿与蜗杆砂轮磨齿切削机理对比分析与试验研究

内齿强力珩齿与蜗杆砂轮磨齿是实现齿轮精加工的主要工艺方法,系统深入地研究两种齿轮精加工工艺的工艺原理,洞悉二者在齿面磨削纹路的形成机理,成为齿轮精加工工艺研究的热点问题。基于空间曲面啮合原理,提出一种离散点齿面模型构建方法,分别建立内齿珩磨轮与蜗杆砂轮的齿面接触方程,并依据接触区离散点处的相对滑擦速度建立珩削纹路与磨削纹路模型。经过滚齿、渗碳淬火的工件齿轮作为精加工的毛坯件,给定相应的珩齿和磨齿工艺参数,在内啮合强力珩齿机与蜗杆砂轮磨齿机上进行精加工试验,并对齿轮的轮齿进行三维形貌检测试验,通过对比分析试验结果与预测模型,两种工艺的齿面纹路的预测模型与试验结果高度吻合,结合对三维形貌数据指标的对比分析,得出两种工艺对齿面几何精度的影响规律,研究结果为齿轮精加工工艺的提升提供了理论依据。     

蜗杆砂轮位置变化对展成磨齿齿面偏差的影响

圆柱齿轮展成磨齿过程中,不同的蜗杆砂轮位置误差对齿面磨削精度的影响不同。应用双参数包络理论建立了蜗杆砂轮展成磨削的数学模型,分析了齿面的啮合迹线分布规律。通过含蜗杆砂轮位置误差的齿面偏差计算模型计算齿轮的端面廓形误差。通过对比分析得到齿廓偏差、齿厚偏差与砂轮位置变化规律,为分析展成磨齿误差来源和提高蜗杆砂轮展成磨齿精度提供了理论依据。     

用于磨削面齿轮的蜗杆砂轮修整方法研究

为了实现面齿轮磨齿加工,采用包络原理对面齿轮磨削蜗杆砂轮齿形进行设计,并对蜗杆砂轮的修整方法进行研究.建立了蜗杆砂轮齿面的包络坐标系;给出了蜗杆砂轮产形面方程;推导了蜗杆砂轮齿廓的曲面方程,利用Matlab软件对蜗杆砂轮齿廓进行了仿真,根据面齿轮磨削蜗杆砂轮的齿面生成原理,给出了修整工具的齿廓形状、齿宽限制以及修整工具...     

面齿轮磨齿加工中蜗杆砂轮的设计及修整

为实现硬齿面面齿轮加工,促进面齿轮在航空齿轮传动中的应用,对面齿轮的磨齿加工方法展开研究,并研究了磨齿加工过程中的蜗杆砂轮设计方法及磨损蜗杆砂轮的修整方法。根据面齿轮、蜗杆砂轮及媒介齿轮的啮合关系,建立了啮合关系坐标系;结合媒介齿轮的齿廓方程和坐标转换关系,应用包络原理,推导出蜗杆砂轮和面齿轮的齿廓方程,得到蜗杆砂轮和面齿轮的加工方法;通过数值计算方法,对面齿轮和蜗杆砂轮的齿廓进行仿真,应用三维软件建立三维模型;对蜗杆砂轮的修整原理和修整方法进行研究,并对修整过程进行仿真,为面齿轮磨齿加工奠定了基础。     

基于虚拟中心距原理的鼓形蜗杆砂轮成形修整方法

为了在普通蜗杆砂轮磨齿机上磨削面齿轮，提出在普通蜗杆砂轮磨齿机上修整面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮的方法。通过母线螺旋扫掠的方式将面齿轮插齿刀向蜗杆砂轮演变，给出面齿轮磨削用鼓形蜗杆砂轮的演变计算方法，建立鼓形蜗杆砂轮的型面方程；分析鼓形蜗杆砂轮型面特征和磨齿机修整机构的运动特性，提出基于虚拟中心距加工原理的鼓形蜗杆砂轮成形修整方法，将砂轮的偏心摆动作为修整冲程运动，通过四轴联动方式修整鼓形蜗杆砂轮螺旋面；最后采用VERICUT对所提修整方法进行仿真验证，表明采用该方法在普通蜗杆砂轮磨齿机上能够有效修整鼓形蜗杆砂轮。     

磨削TI蜗杆的砂轮廓形

TI蜗杆由渐开线斜齿轮包络形成,与斜齿轮组成一种环面蜗杆传动.TI蜗杆传动推广应用的关键制造技术是解决蜗杆齿面的精确磨削问题,即确定出与磨削方法相对应的砂轮廓形.分析TI蜗杆传动运动关系和TI蜗杆产形面特点,将对TI蜗杆的磨削转化为成形砂轮磨削渐开线螺旋面的问题.依据齿轮啮合理论,推导出砂轮磨削渐开线螺旋面的啮合方程,依此得到精确磨削TI蜗杆的砂轮轴断面廓形.     

变厚齿轮的锥形蜗杆砂轮磨削方法

为实现变厚齿轮的精密高效磨削,提出锥形蜗杆砂轮连续展成磨削工艺。根据变厚齿轮的特性建立锥形蜗杆砂轮模型,分析锥形蜗杆砂轮磨削变厚齿轮的运动几何学原理;推导锥形蜗杆砂轮主要参数的计算公式,给出金刚滚轮单面修整方法,并运用解析计算法计算滚轮和砂轮接触线,从而求解锥形蜗杆砂轮齿面方程;基于软件MATLAB数字计算方法计算共轭齿面接触线,将其螺旋投影,获得啮合齿轮齿面端面廓形点坐标;通过与理论廓形对比得到量化的齿面廓形误差结果,分析结果验证了该磨削工艺的实际准确性,其对实现变厚齿轮的高效低成本精密磨削有重要意义。     

蜗杆砂轮无差动磨齿原理及其应用

yA7232A 型蜗杆砂轮磨齿机采用电子挂轮技术,磨削斜齿轮时采用无差动形式,具有一定特色,本文从提高磨齿精度出发,重点论述无差动磨齿原理及齿面构形原理,并简述了机床传动系统及概况。首先研究了转动速以及轴线移动速比方程,若要磨出所需要的斜齿轮,必须同时满足上述方程。斜齿轮工件齿是由接触带沿直母线方向铺开形成。进而研究了规则啮合与标准啮合对磨齿精度的影响。经分析指出蜗杆砂轮轴系精度,砂轮螺距精度及机床总传动链精度是影响磨齿精度的主要因素。从而提出改进结构,保证精度的措施,并取得显著效果。目前磨削直齿轮精度可达JB179-81标准四～五级,稳定在五级,斜齿轮精度为六级,可以满足国内建设的需要。     

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。     

近似面齿轮传动的齿面拓扑修形主动设计

为了提高面齿轮的磨齿效率,采用不做齿向进给运动的大半径盘形砂轮磨齿得到的面齿轮具有近似齿面,然而该近似面齿轮与双向修形小轮的啮合性能不够理想.因此进一步通过啮合理论重新构造小轮齿面,并根据预设的啮合性能对该新构造的小轮齿面进行拓扑修形设计,以控制近似面齿轮传动的啮合性能.小轮的拓扑修形齿面采用盘形砂轮局部点共轭法磨齿加工,建立了小轮拓扑修形齿面与加工参数之间的线性方程.用实例说明了所提方法的应用,齿面接触分析结果与给定的啮合性能基本一致.     

面齿轮磨削力建模与工艺影响分析

建立了碟形砂轮磨削面齿轮的理论模型.应用切斜面磨削理论,将不规则的曲面齿面等效转化为平面,结合Gleason点接触椭圆等特征,方便对磨削力进行分析求解.将砂轮上的工作磨粒数均匀划分成单颗磨粒成屑力与滑擦力个体,精确阐述砂轮在磨削面齿轮时的磨削力.经过实验结果与仿真数值的比照分析得到磨削力对磨削用量的影响参数,实验结果表明,砂轮转速与面齿轮磨削力成反比例关系,工件进给速度与磨削速度与面齿轮磨削力成正比例关系.通过磨削力的实验结果与仿真数值对比分析,可得出最大相对误差为１７.９％,此数据证明了建立的模型与实验结果较为契合,能够很好地反映磨削力与磨削用量之间的关系变化,在提高面齿轮磨削精度与工艺上提供了基础的理论依据.     

Contact finite element method for dynamic meshing characteristics analysis of continuous engaged gear drives

The dynamic meshing characteristics of gear drives have been a major concern in the design of power transmission systems as they affect vibration, acoustic noise, durability and efficiency. Gaining a more comprehensive understanding of the dynamic meshing characteristics of continuous engaged gear drives is a key to the development of power transmission systems. In this paper, a dynamic contact finite element analysis method, considering the variation of the engaged teeth pairs, the loaded elastic and contact deformations, and the sliding friction, is presented for the dynamic meshing characteristics analysis of continuous and elastic engaged gear drives. Various kinds of continuous engaged gear models under low and high speed condition are simulated and compared using the presented method. The tooth profile modification was designed based on the simulation results. Moreover, the effects of the tooth profile modification, the sliding friction and the time-varying meshing stiffness upon the dynamic meshing characteristics of continuous engaged gear drives are discussed in detail. The results show that the method is not only effective in designing and evaluating the tooth profile modification, but also in studying the dynamic meshing characteristics of continuous engaged gear drives with realistic time-varying meshing stiffness and tooth sliding friction. The present method could provide an effective tool for vibration mechanism study and dynamic design of the continuous engaged gear drives considering more influence factors.     

蜗杆砂轮磨齿加工参数优化

以蜗杆砂轮磨削加工20CrMnTi齿轮为研究对象,选择均匀设计试验法,研究磨削参数（砂轮线速度vs、砂轮沿齿轮轴向进给速度vw、磨削厚度ap）对齿面粗糙度的影响。采用二级逐步回归方法建立磨削参数与齿面粗糙度的回归模型,构建了以加工效率、齿面粗糙度为多目标的优化模型,采用粒子群优化算法对磨削参数进行了优化。试验结果表明,使用优化后的磨削参数加工可以提高加工效率、减小齿面粗糙度。     

TI 环面蜗杆砂轮磨齿原理

根据空间交错轴齿轮啮合理论，对ＴＩ环面蜗杆砂轮磨齿原理进行了理论研究，推导出了基本方程，分析了磨削渐开线直、斜齿圆柱齿轮时的接触线分布规律，并得到了齿面上不存在啮合界限线的判定条件，经微机模拟接触过程，表明此方法是一种高效的齿面磨削方法。     

修形直齿锥形齿轮啮合特性研究

为了避免直齿锥形齿轮发生边缘接触和降低对安装误差的敏感性,对小轮进行齿向弧线修形和齿廓抛物线修形.采用假想齿条的方法,模拟齿条与被加工齿轮的啮合运动关系,推导出齿轮齿面的数学模型,根据两齿面在啮合过程中的连续切触条件,建立了齿轮接触分析模型.仿真表明,修形后的直齿锥齿轮副,对安装误差的敏感性降低,且没有发生边缘接触,改...     

基于差齿面拓扑的轮齿承载拟赫兹接触分析

基于齿条曲面多项式与齿轮公切共轭产形原理,建立了数值齿面、差齿面ease-off模型;通过ease-off曲面映射,解析了齿面接触路径、传动误差、接触线等轮齿啮合特性信息。利用势能法、变形协调方程与拟赫兹接触分析解决了齿面载荷计算、边缘接触应力求解问题,获得了轮齿啮合刚度、传动误差、齿间载荷分担、载荷分布、接触应力等齿面啮合的时变历程特性。计算结果与第三方软件的计算结果具有较好的一致性。     

裂纹齿轮啮合刚度的劣化特性

基于轮齿的变截面阶梯悬臂梁假设,综合考虑轮齿弯曲、基础变形、接触变形等因素,首先,建立了健康齿轮时变刚度的计算模型,利用解析法与有限元仿真对比研究,获得了健康齿轮啮合刚度的分布曲线;然后,基于线弹性断裂力学前提下的齿根裂纹扩展路径,建立了包含不同尺度裂纹的有限元模型;最后,针对不同长度的裂纹齿轮,计算获得了1.5个啮合周期内的刚度曲线,从而建立了裂纹尺寸与刚度劣化特性的影响关系。通过对比单、双齿不同啮合区内的劣化规律,表明单齿啮合区由于单齿承载,其劣化程度明显高于双齿啮合区。此外,啮入阶段与啮出阶段的双齿啮合区劣化特性也存在一定差异。     

齿轮成形磨削砂轮廓形优化研究

砂轮廓形优化对齿轮成形磨削精度和效率的影响至关重要。从齿轮端面建立了完整齿廓数学模型,其中非渐开线过渡部分采用圆弧曲线,利用无瞬心包络法求解了磨削一个齿槽的完整砂轮廓形,推导了左右固定弦齿间点解析式。调整了砂轮安装角以改变砂轮与工件的左右齿面的接触线形状和位置,使左右更对称;调整了固定弦齿间点在齿面上的位置,使之靠近分度圆,接触线分布集中,发散小。基于线性加权和法建立了多目标优化模型,以磨削效率高、左右接触线对称、单齿接触线长度最短为优化目标,利用MATLAB开发优化程序对砂轮廓形进行了优化。通过实例计算验证了调整砂轮安装角和固定点位置对砂轮廓形优化的有效性。