电子齿轮箱同步耦合控制方法

结合齿轮加工电子齿轮箱运动控制模型,从几何角度推导了电子齿轮箱展成控制误差的计算公式,分析了电子齿轮箱展成误差的产生原因。提出了电子齿轮箱同步耦合控制方法,建立了同步耦合控制模型,并对控制模型进行仿真分析,对比了采用同步耦合控制方式和非同步方式的控制效果。最后将该控制模型应用到自主开发的齿轮加工数控系统中,仿真和实验结果表明,该方法能够有效提升电子齿轮箱的展成控制精度。     

齿轮数控滚切加工及误差补偿研究

根据不同种类齿轮轮廓展成加工成型的运动规律以及齿轮展成加工误差形成的规律,优化了数控系统的运动控制结构。运用"电子复合差动",结合来自滚刀主轴的角位置检测编码脉冲和来自与工件主轴转动相关的运动坐标位置或角位置检测编码脉冲,通过位置控制和误差补偿单元的控制,实现了机床范成分齿运动误差、齿向误差、刀具磨损等的在线实时补偿,并拓展了非圆齿轮、轴向修形齿轮(如小锥度、鼓形)等的滚切加工功能。     

电子齿轮箱精度控制与实验研究

研究了电子齿轮箱的实现原理及其在数控系统中的实现方法,从几何角度分析了齿轮展成法加工误差产生的原因,并推导出电子展成误差的计算公式。建立了电子齿轮箱仿真模型,通过对模型的仿真分析和优化,计算得到了该控制模型的电子展成误差。将该模型用于六轴数控系统实验平台,在空载条件下分析了电子展成误差。最后将自主研发的带电子齿轮箱的滚齿数控系统应用于YS3118数控滚齿机,通过齿轮加工及检测证明了该电子齿轮箱的控制精度满足齿轮的加工要求。     

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。     

基于珩磨轮柔性修整的内啮合强力珩齿修形方法研究

采用内啮合强力珩齿工艺加工工件,通常需要用与工件相对应的定制金刚石修整轮对珩磨轮进行修整.为了增加金刚石修整轮的通用性,降低内啮合强力珩齿工艺的成本,提出了一种基于珩磨轮柔性修整的内啮合强力珩齿修形方法.首先,根据珩齿机各轴运动关系,建立珩磨轮修整和工件珩削的齿面数学模型;然后,将珩磨轮修整时机床的多轴联动以多项式形式...     

内啮合强力珩齿工件齿面珩削纹理预测与控制方法研究

以内啮合强力珩齿工艺为对象,研究工件齿面珩削纹理的形成机制,并对珩削纹理进行预测,提出一种珩削纹理的主动控制方法。建立工件齿面接触线模型,模拟珩齿加工过程;研究珩磨轮修整工艺原理,得到珩削速度与加工纹理的映射关系。由于珩削速度受制于工件齿轮与珩磨轮的中心距和轴交角等参数,提出以轴交角和中心距为控制对象,对珩削工件齿面纹理的分布情况及纹理变化趋势进行控制的方法;采用不同工艺参数进行齿轮加工,并对齿面进行三维形貌检测。被加工齿轮齿面检测结果与预测模型高度吻合,表明采用该方法可以实现对珩齿加工纹理的控制。     

珩齿工艺及其设备

<正> 珩齿工艺是修整珩前齿加工误差及热处理变形的一种精加工齿轮的方法。用滚齿(或插齿)加工的齿轮精度和光洁度都不能满足机床备件的要求,经热处理后,精度更降低。珩齿不仅可以提高精度和光洁度,还能修正齿形误差、基节误差及齿向误差,并可代替磨齿工艺。能有效地提高疲劳强度、延长齿轮的使用寿命。对于高速重载、要求少噪音(或冲击振动)运转的齿轮,珩齿加工最好。并且珩齿工艺生产率高,成本低,设备简单。我厂采用内啮合珩齿工艺加工7级精度以上的单联齿轮、双联齿轮及多联齿轮的各种机床备件。     

含误差面齿轮齿面方程的建立及误差敏感方向分析

结合多体系统理论和齿轮啮合原理,根据六轴五联动数控机床结构和实际磨削情况,建立了六轴五联动含误差的面齿轮磨削齿面方程。通过仿真分析砂轮主轴运动副对加工面齿轮齿面误差的敏感方向,结果表明,当进给轴B5相对于床身B1运动时对面齿轮的齿面加工影响较大,这为数控磨削面齿轮提高加工精度和齿面误差修正提供了理论预断依据。     

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。     

齿轮装夹位姿误差对人字齿轮加工精度的影响与补偿

为了提高人字齿轮的加工精度,提出一种补偿齿轮装夹位姿误差的简单方法。根据渐开线齿轮的数学模型和侧铣包络原理,自主开发软件生成刀具位置数据。通过建立齿轮装夹位姿误差模型,分析了齿偏差与齿轮装夹位姿误差间的关系。基于多体理论提出通过逆向解耦求解补偿代码解析解的补偿方法。通过切削实验验证了该方法能将人字齿轮精度从8级提高到5级且对称性明显提高,对提高人字齿轮的啮合性能具有重要意义。     

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.     

基于电子齿轮箱的展成磨齿多轴同步自适应控制

展成磨齿是重要的高速高精度齿轮加工工艺，数控磨齿机刀具与工件同步控制即电子齿轮箱控制精度很大程度决定了齿轮加工精度。为了减小实际工况中由于磨削力变化等因素对同步控制精度的影响，提出一种电子齿轮箱自适应同步控制方法，用于提高磨齿核心控制系统的抗扰动性。首先，建立了一种基于电子齿轮箱的多轴联动模型；然后，研究了一种具有自适应功能的扩展卡尔曼观测器，对多轴联动加工过程中产生的磨削力进行观测，系统对观测结果进行处理，并根据运算结果设计前馈对其磨削力产生的偏差进行补偿；最后，在仿真系统中对比传统观测器的观测效果，通过仿真和实验证明该方法能有效减少齿轮的螺旋线偏差与齿距偏差，保证系统的抗扰动性。     

超声波珩齿加工理论及实验研究

通过分析珩齿加工的啮合特点、超声珩齿切削原理及运动特性,阐述了超声波珩齿提高加工效率的原因,推导出了超声珩齿过程中啮合点的相对运动速度,并通过比较普通珩齿和超声珩齿加工的工件实物图片和金相图,验证了超声波珩齿加工能提高齿轮的表面精度.     

基于多体系统理论的螺旋锥齿轮误差齿面建立与分析

根据六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误差齿面模型,并仿真了砂轮主轴分别沿X、Y轴平移和绕C轴旋转时,螺旋锥齿轮理论与误差齿面.仿真结果表明,砂轮主轴绕C轴旋转对齿面误差影响较大.文章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.     

内啮合强力珩齿工件表面粗糙度预测及其变化规律分析

珩齿已经成为齿轮精加工的一种重要方法。研究珩齿加工机理,准确把握珩削速度和磨粒粒度等因素对齿面粗糙度的影响大小,对于提升被加工齿轮表面质量有着重要意义。根据内齿珩轮强力珩齿加工特点,通过对内齿珩轮和工件相对运动的分析,建立了内齿珩轮与加工工件表面各点运动线速度方程;基于实际加工参数,应用经典磨削理论实现对珩齿加工工件粗糙度的预测,探究齿面不同齿高处粗糙度变化规律;使用三维形貌仪对内啮合珩齿工件齿轮表面粗糙度进行测量,并将粗糙度预测结果和测量结果进行了对比分析,验证了该规律的正确性。研究对提升珩齿加工质量具有重要意义。     

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。     

内齿珩轮强力珩齿齿面粗糙度预测与工艺参数优化

为了有效降低汽车高档变速箱齿轮传动噪声,针对强力珩齿工艺参数对齿轮表面粗糙度Ra的影响,在一定工艺参数范围内采用响应曲面法设计强力珩齿试验,并建立Ra预测模型,分析强力珩齿的珩轮转速nH、Z向进给量fZ和X向进给量fX等工艺参数对被珩齿面Ra的影响规律;在满足齿面Ra≤0.36μm的精度下,通过布谷鸟搜索算法优化出最大强力珩齿效率的一组工艺参数。结果表明,在一定内齿珩轮强力珩齿工艺参数范围内,nH对被珩齿轮工件表面粗糙度影响最大,fZ和fX的影响程度基本相当,通过响应曲面法建立的表面粗糙度模型置信度高;经优化的一组强力珩齿工艺参数所加工的齿轮表面粗糙度Ra值满足齿面精度要求,可在珩齿前对被珩齿轮工件表面质量进行预测和控制。     

数控内齿珩轮强力珩齿加工齿面挖根机理研究

为揭示数控内齿珩轮强力珩齿加工后齿面产生挖根现象,基于单颗磨粒切削力模型,建立单颗磨粒切削渐开线齿面力学模型,分析得出齿面珩削压力分布规律,利用三维有限元方法进一步验证其齿根应力最大,指出珩削压力是齿面挖根原因之一。根据内啮合齿面接触方程,分析渐开线齿面的端面齿廓相对速度的变化情况,分析出内齿珩轮强力珩齿加工时,被珩工件齿轮的端面齿廓相对速度变化是齿根处最大,进而造成齿根多珩,洞悉了齿面相对速度也是影响齿面挖根主要因素之一。最后,通过两种方式的强力珩齿实验证明,采用定中心距变压珩齿容易产生齿面挖根现象。     

轴交角误差对内齿轮刮齿加工精度的影响分析

针对内齿轮刮齿加工过程中,由于轴交角误差的存在而影响齿轮加工精度的问题,为了提高刮齿机的加工精度,首先建立了无进给、刀具进给和工件进给三种运动方式下刀具与工件之间的运动学模型;其次,通过分析不同轴交角误差方向下刀具和工件之间的相对运动关系,研究了内齿轮齿廓加工误差的产生机理;然后,通过建立多因素耦合关系模型,分析了不同轴交角误差方向对刮齿加工误差的影响程度,获得了最佳的轴向进给方式和轴交角误差方向;最后,通过样机试切实验验证了理论分析的有效性,样机满足6级加工精度要求。     

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。