斜齿非圆齿轮滚齿加工过程仿真研究

对非圆齿轮等极角和等弧长两种加工方法进行了分析,根据等弧长原理推导了斜齿非圆齿轮四轴联动和五轴联动数控滚齿加工的数学模型;根据推导得到的数学模型,利用VB语言对Solid Works的二次开发功能,对斜齿非圆齿轮四轴联动和五轴联动数控滚齿加工过程进行了仿真,得到了准确的三维模型;经过对加工过程仿真的分析指出了四轴联动和五轴联动滚齿加工各自的特点和适用范围,特别是得出了一种滚刀恒速、切削量变化很小、加工精度基本一致的滚齿加工方法,为斜齿非圆齿轮数控滚齿加工提供了指导作用。     

电子齿轮箱在非圆齿轮滚齿加工中的应用

将变速比电子齿轮箱应用于非圆齿轮滚齿加工.电子齿轮箱设计为电子分齿与电子差动两个基础模块,通过两个基础模块的灵活组装,可以满足多种加工方案的需要,实现非圆直齿轮与斜齿轮的加工.并根据非圆直齿轮和斜齿轮滚切加工方案的联动运动模型,设计出了具体的电子齿轮箱的传动方案.     

非圆齿轮滚齿加工CNC系统联动结构

探讨非圆齿轮滚齿加工的数控机床应该具有的联动结构。从滚刀节曲线与齿轮工件节曲线之间必须进行纯滚动出发,推导出联动关系为４个坐标的复杂联动。这种联动关系再由ＣＮＣ系统主计算机进行处理,分成若干足够精确的微直线段,而后利用专用电子齿轮电路模板和脉冲合成电路模板实现这些微直线段内的４坐标直线联动控制。用这种粗精插补结合的方法,获得非圆齿轮滚齿加工所需要的ＣＮＣ联动结构。     

高阶椭圆齿轮的滚齿加工方法及理论

为解决高阶椭圆齿轮的制造难题,分析高阶椭圆齿轮节曲线方程及其传动特征,建立高阶椭圆齿轮可滚齿加工判别方法。基于4轴联动滚齿策略,采用工具齿条法建立高阶椭圆直齿轮4轴3联动滚齿模型和高阶椭圆斜齿轮4轴4联动滚齿模型。基于虚拟制造技术,分别对4个不同参数的高阶椭圆直齿轮和高阶椭圆斜齿轮进行虚拟加工,验证了以上滚齿加工联动模型及可滚齿加工条件的正确性。采用滚齿数控平台对3个典型的高阶椭圆齿轮进行实际滚切,实验结果与虚拟滚齿加工一致,为高阶椭圆齿轮制造技术及滚齿数控系统高阶椭圆齿轮加工模块的研发提供了理论基础。     

滚切渐开线直齿锥齿轮

在进口汽车的配件加工中,常会遇到渐开线直齿锥形齿轮。这种齿轮的加工方法,一般在普通滚齿机上,增加一套保证滚刀轴向、径向进给联动装置的附加锥度挂轮机构,就可以对工件进行滚切加工。 1.渐开线直齿锥形齿轮的特征渐开线直齿锥形齿轮是带有锥度的连续变位渐开线:赶齿轮。滚切后的这种齿轮具有以下主要特征。 (1)齿轮齿廓面与端面不垂直、呈倾斜,有大端面、小端面之分。 (2)在齿轮垂直于齿轮轴线各截面上的全齿高都相等,齿轮模数、分度圆直径和分度圆压力角也都相等。 (3)齿轮各截面上的变位系数都不相等,齿顶圆直径、齿根圆直径、齿顶高、齿根高和分度圆齿厚也     

用工具斜齿条法加工斜齿非圆齿轮的啮合理论模型

介绍了斜齿非圆齿轮齿廓的形成原理,针对用工具斜齿条法加工斜齿非圆齿轮动轴线变传动比复杂的运动几何关系,建立了其理论研究的数学模型,对斜齿非圆齿轮齿廓端面截形、节曲柱面截形及瞬时接触线进行了分析。论证了斜齿非圆齿轮齿廓为直纹面,其节曲柱面截形是变导程等螺旋角的螺旋线,平行轴斜齿非圆齿轮传动的瞬时接触线是直线。     

非圆齿轮滚切最简数学模型及其图形仿真

推导非圆齿轮滚切加工的最简数学模型并作图形仿真验证。以切削点处工件和刀具的切向速度相等(即滚刀节曲线和非圆齿轮节曲线保持相互纯滚动)为基本依据,推导出坐标轴联动控制的一组方程式。对该组方程式进一步简化便获得滚切加工的最简数学模型,它是一个3坐标联动的结构。根据最简数学模型,利用计算机图形仿真的方法,动态地演示出齿形的形成过程及结果。利用图形仿真的结果,可以初步分析判断所加工齿轮齿形的各种特征,从而为设计和制造的顺利进行提供了有力的支持。     

非圆齿轮滚切最简数学模型及其图形仿真

推导非圆齿轮滚切加工的最简数学模型并作图形仿真验证。以切削点处工件和刀具的切向速度相等 (即滚刀节曲线和非圆齿轮节曲线保持相互纯滚动 )为基本依据 ,推导出坐标轴联动控制的一组方程式。对该组方程式进一步简化便获得滚切加工的最简数学模型 ,它是一个 3坐标联动的结构。根据最简数学模型 ,利用计算机图形仿真的方法 ,动态地演示出齿形的形成过程及结果。利用图形仿真的结果 ,可以初步分析判断所加工齿轮齿形的各种特征 ,从而为设计和制造的顺利进行提供了有力的支持。     

双联齿轮可滚齿加工的判定

生产中常用插齿法加工双联齿轮,由于插齿效率一般不如滚齿高,尤其用插齿法加工斜齿双联齿轮时须具备相应的螺旋导轨和斜齿插齿刀,且不如滚齿法方便,因此,在双联齿轮结构参数允许的条件下,建议采用滚齿法加工。常见的双联齿轮如图1所示,其大端和小端轮齿的外径分别为D_(e1)和D_(e2),根径分别为D_(i1)和D_(i20)因双联齿轮的情况各异,当D_(i1)>D_(e2)时,双联齿轮的大端轮齿可用滚齿法加工,除此种情况之外,其它双联齿轮的大端或小端齿能否用滚齿法加工,则视双联齿轮和滚刀的参数而定。本文以滚切斜齿双联齿轮为例,对双联齿轮可用滚齿加工的判定方法等作如下说明。     

非圆斜齿轮滚切加工CNC联动控制方案

分析了传统滚齿机不宜加工非圆斜齿轮的原因。针对用数控滚齿机滚切加工非圆斜齿轮的动轴线变传动比的复杂运动几何关系，综合运用螺旋齿啮合原理和工具斜齿条法，设计出非圆斜齿轮滚切加工的4种CNC联动控制方案，经推证它们是四坐标联动或五坐标联动。给出了非圆斜齿轮滚切加工CNC联动控制的一般原理图。     

椭圆齿轮滚齿加工三维仿真研究

为验证椭圆齿轮滚切模型的正确性,基于工具(斜)齿条原理,采用MATLAB软件进行三维仿真研究。推导了椭圆齿轮滚切数学模型,阐述了滚切仿真原理及实施方法,对直齿轮3种平面联动方式和斜齿轮2种附加运动形式分别进行三维滚切仿真。证实了椭圆齿轮滚切模型及各种滚切方法正确可行,数学处理方法对真实数控系统的开发及其他加工方法的仿真验证有借鉴价值。     

非圆齿轮数控滚切加工对刀点的坐标计算

准确地定出刀具中心位置的坐标是严格保证非圆齿轮加工时刀具和工件精确位置关系的关键。对数控滚齿机滚切加工非圆齿轮时如何确定刀具中心位置的坐标进行了分析,推导出相关的计算公式,推导出的公式既适用于非圆齿轮,也适用于圆柱齿轮,可以很方便地计算和确定刀具中心位置的坐标。为自动编程系统中运算库的建立提供了理论依据。     

非圆内齿轮三轴联动插齿加工技术研究

利用非圆齿轮节曲线的法向量得到了基于包络模型的非圆内齿轮插齿加工联动模型,并给出了非圆内齿轮在设计时避免根切的条件。同时,针对非圆内齿轮在插齿加工过程中可能出现的让刀干涉问题,给出了相应的判定条件及让刀方法。通过计算机仿真和实际加工验证了上述模型及让刀方法的正确性。     

非圆齿轮滚齿加工的一种自动对刀方法

对刀是非圆齿轮滚齿加工时的关键工序。针对传统对刀方法依靠人工利用对刀规对刀,费时费力的问题,提出了一种新的自动对刀方法。自动对刀原理是在滚刀轴和工件轴上各加装一光电编码器,合理设置各轴光电编码器零位信号与各自的机械零位重合。当两轴上的编码器同时到达零位时,对刀完成。粗精定位相结合,可实现非圆齿轮滚齿加工时的精确自动重复对刀。经加工实证,该方法能显著提高对刀精度和效率,从而大大提高非圆齿轮的加工精度,减少废品率。     

基于粒子群算法的滚削齿面综合轮廓误差预测模型与试验研究

在配备有自主研发的数控滚齿系统的精密卧式滚齿机上,运用三因素两水平响应曲面法设计滚削试验,研究齿轮滚削加工刀具转速、轴向进给速度、背吃刀量对齿轮齿面轮廓误差的影响规律。根据试验结果,分析得出齿轮齿廓总偏差、齿轮螺旋线总偏差、齿距累计总偏差的预测模型及各工艺影响因素对齿面轮廓误差的作用显著程度,并以三个预测模型的附加权重值之和达到最小值为目标,建立可以评定多目标误差的齿面综合轮廓误差数学模型,运用粒子群优化算法对齿面综合轮廓误差数学模型进行分析优化,寻找最佳滚齿加工工艺参数。试验表明,采用粒子群优化算法对响应曲面法建立的齿面综合轮廓误差数学模型进行优化可以作为滚削加工前的工艺参数选取方案。     

新型非圆齿轮分度装置

结合非圆齿轮差动轮系的原理和分度装置的运动要求,提出一种新型非圆齿轮的分度装置。阐述了分度装置的数学模型,推导了分度装置中各齿轮的传动比函数;论述了分度装置中一对非圆齿轮的设计方法;对分度装置进行了相关分析,研制出了该分度装置,从而验证了该分度装置在原理和设计上的可行性。     

非圆齿轮齿面加工余量匀化工艺研究与实现

针对非圆齿轮加工中,由齿坯节曲线曲率变化所引起的分次进刀过程中齿面加工余量分布不均的问题,提出一种匀化非圆齿轮齿面加工余量的工艺方法。以非圆齿轮插削工艺为研究对象,基于插齿加工原理,对齿面加工余量分布不均的成因进行了分析;在此基础上建立了非圆齿轮匀化工艺插削联动模型,通过实时调整插刀与齿坯的几何位置关系,实现了非圆齿轮齿面加工余量的匀化;开发了非圆齿轮插齿CAM系统,利用CAM系统对齿面加工余量匀化工艺进行了仿真验证,仿真结果表明,所提工艺方法正确、可行;将匀化工艺集成到自主开发的齿轮加工数控系统中,进行了非圆齿轮插削加工试验,试验结果表明,所提工艺方法能够有效匀化齿面加工余量;对加工出的非圆齿轮齿面进行了三维形貌检测,检测结果表明,所提工艺方法能够显著提高非圆齿轮的加工精度与表面质量。