复杂曲面宽行数控加工的刀位和刀具姿态综合整体优化的内蕴几何学方法

阐述了复杂曲面非球面刀具单触点宽行加工中刀位和刀具姿态综合整体优化的通用方法。基于微分几何的曲面活动标架理论,推导了以刀具曲面和设计曲面运动不变量描述非球面刀具宽行数控加工复杂曲面的刀具运动方程;在综合考虑刀位和刀具姿态的影响下,分别以一个走刀过程的加工效率和加工精度最优为目标,建立能确保刀具相对工件运动连续光滑的刀位和刀具姿态优化的泛函极值模型。最后,分别以一个鼓形曲面刀具通过旋转的主切削运动和一个椭圆抛物曲面片刀具通过直线平动的主切削运动数控加工复杂曲面的仿真实例论证了本方法的精确性、有效性和通用性。     

一种矿车防跑机构设计与仿真分析

为了减少斜井运输过程中因矿车发生跑车带来的安全隐患,设计了一种利用矿车自身的牵引力来实现自动防跑的新型矿车防跑机构,建立了机构的动力学模型,并采用机械系统动力学软件ADAMS的仿真功能,对防跑机构在制动过程中的运动特性进行了仿真。仿真结果表明在发生跑车后,制动爪可以在重力作用下落下,对矿车进行自动制动,联动器可以打开,实现多辆矿车之间的连锁制动。为矿车防跑机构的研究提供了参考。     

基于传动误差数据的齿轮误差检测方法与系统

齿轮传动误差影响齿轮传动精度和平稳性,传动误差与齿距和齿廓偏差等齿轮误差数据有直接关系.利用单面啮合测试和虚拟仪器原理,构建了传动误差检测系统,研究了传动误差与齿距与齿廓偏差数据的关系,找到一种将齿距与齿廓偏差计算出来的方法.经过试验分析,验证了本方法和系统的准确性.     

轴向超声振动辅助磨削的磨削力建模

以单颗磨粒为对象,分析轴向超声振动下磨粒的运动特性。在此基础上,将磨削力分为切屑变形力和摩擦力两部分,分别分析了轴向超声振动对切屑变形力和摩擦力的影响。在切屑变形力方面,轴向超声振动改变了磨粒运动方向与主切削方向间的夹角;在摩擦力方面,轴向超声振动降低了磨粒与工件间的摩擦因数。基于此建立了轴向超声振动辅助磨削的磨削力模型。通过对21Ni Cr Mo5H进行了轴向超声振动辅助磨削的磨削力试验,确定了模型中的常数,并验证了所建模型的正确性。建立的磨削力模型是轴向超声振动辅助磨削的磨削力预测的一种有效方法,对轴向超声振动辅助磨削机理的认识具有较大意义。     

修形齿轮弯曲应力试验研究及有限元验证

齿轮静动态啮合特性研究对提高齿轮承载能力和动力学性能具有很高的理论价值。主要通过试验和有限元对比的方法研究齿廓修形量的变化对齿根弯曲应力的影响。试验中采用机械功率封闭的标准FZG齿轮传动试验台,并通过导电滑环的使用实现了齿轮传动过程中齿根弯曲应力的动态测量。通过试验和有限元分析得到的主要结论有:齿廓修形可以明显地降低齿轮传动过程中齿轮副的齿根弯曲应力;齿轮副的转速越高,齿廓修形对齿轮副齿根弯曲应力的改善情况越明显。     

某减速器圆柱齿轮磨损失效分析

针对某型减速器圆柱齿轮磨损严重的问题,通过激光共聚焦显微镜、白光干涉仪和硬度计分别对齿轮的齿面微观形貌和表面硬度进行检测,检测结果发现经磷化渗氮后的从动轮表面有明显的不规则纹理,并且表面粗糙度R_a达到0.87μm,显微硬度大于经渗碳后喷丸处理的主动轮;主动轮表面有明显的凹坑形貌,表面粗糙度较低,R_a在0.50μm左右,根据检测结果分析认为主动轮磨损严重的主要原因为:主、从动轮齿表面粗糙度与硬度不匹配;从动轮微观表面的抗磨损Abbott曲线优于主动齿轮。     

一种新的直齿轮双样条修形齿面设计

提出一种针对直齿轮的双样条修形方法,分别采用样条曲线来设计修形后齿面的齿廓线及齿向线,齿面由齿廓样条曲线沿齿向样条曲线扫掠得到.相对于传统复合修形,双样条修形方法的控制参数更多,使得齿面几何改变更灵活,并能实现全齿面点的更高阶次连续.通过有限元分析(FEA),对比分析了双样条修形的优越性,结果表明,双样条修形与传统复合...     

摇台磨齿机与Free-form型数控磨齿机加工调整参数转换的运动分析法

基于保持加工过程中刀具与工件之间的相对运动和相对位置不变的原则,论述用Free—form型数控磨齿机等效替代刀倾型摇台磨齿机展成螺旋锥齿轮的方法。通过分析加工参考点处刀具与轮坯相对运动的高阶加速度,推导了显式表达的两类机床加工参数的转换公式。通过对一个实例的计算及两类机床所展成齿面的接触分析结果的比较,证明所提出的计算公式精确高效,能满足数控机床实时控制的要求。
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含过渡曲面的准双曲面齿轮精确三维几何建模方法

针对用HFT(hypoid gear formate tilt)法加工的准双曲面齿轮,根据齿轮的实际加工过程和啮合原理,通过传统机床各运动部件的齐次坐标变换,推导了齿面方程和过渡曲面方程,得到准双曲面齿轮齿面精确数学模型的解析表达式。另一方面用商用软件CATIA通过虚拟制造方法,模拟齿轮加工过程,得出齿面和过渡齿面的包络曲线族,对包络曲线族进行曲面拟合得到含有过渡曲面的准双曲面齿轮的三维几何模型。比较虚拟加工得到的齿轮三维几何模型和MATLAB中计算出的理论齿面离散点,分析结果表明:笔者给出的建立螺旋锥齿轮精确三维几何模型方法正确有效。     

螺旋锥齿轮数控磨齿机机床空间误差与机床调整参数的关系

为求得对各项机床调整参数影响较大的机床空间误差,分析螺旋锥齿轮加工过程中数控机床空间误差物理涵义,并建立七轴五联动数控磨齿机床空间误差模型.基于齐次变换矩阵方法建立机床空间误差与机床调整参数之间的几何等量关系,推导出两者间的关联函数并进行分析.通过实例分析,发现对机床刀位调整值影响较大的机床空间误差主要是三直线轴垂直度误差和x轴沿Z向垂直度误差;对机床轮位调整值影响较明显的机床空间误差为z轴、B轴沿x向直线度误差以及A轴的安装距误差.为机床调整参数优化及螺旋锥齿轮几何误差补偿提供了理论依据.