考虑制造误差的齿轮三维模型设计方法

制造误差是影响齿轮传动精度的重要因素，目前尚无一套成熟的方法设计出考虑制造误差的齿轮三维模型。为了完善齿轮三维误差信息，提出一种考虑制造误差的齿轮三维模型设计方法。首先，建立了双圆弧齿廓方程，并利用NURBS曲线插值对齿廓进行了拟合。然后，给出了径向跳动误差和齿距误差的简化表征方法。在此基础上，建立了考虑制造误差的三维模型设计方法。最后，给定了一系列误差范围，生成了对应的三维模型，对设计方法进行验证。实验结果表明，能够对制造误差进行有效的表征，能够应用于齿轮传动误差分析等领域。     

Reduction of cumulative pitch deviation for gears in grinding machines

为了减小齿轮磨削加工中的磨床系统分度误差,提高齿轮加工精度,分析了齿轮磨床分度误差、齿轮安装偏心和齿轮齿距偏差之间的关系,获得了分度误差的计算方法,并计算出了齿轮磨床的分度误差.依据计算得到的分度误差值调整磨床,降低磨床分度误差,减小齿轮齿距累积偏差,提高了齿轮加工精度.以Y7125大平面砂轮磨齿机床为例验证了提出方法的可行性.建立了齿轮安装偏心和齿廓偏差的数学模型,求出了齿轮安装偏心的幅值和相位角,然后由齿轮安装偏心、磨床分度误差和齿轮齿距偏差的关系得到磨床的分度误差值.根据计算得到的分度误差值调整磨床分度盘,使磨床的分度误差从17.7 μm减少为3.3μm,被加工齿轮的齿距累积总偏差由46.9 μm降低到11.5 μm,齿距精度达到三级.验证结果表明,按照这种方法调整磨床可以快速有效地降低磨床的系统分度误差,从而降低齿轮的齿距累积偏差.     

滚刀几何误差与齿轮几何精度的映射规律研究

高精度齿轮是高端装备满足高速、重载、冲击、低噪声(静音)等极端环境要求的必要支撑,为提高滚齿加工精度,实现部分“以滚带磨”,降低加工成本,针对滚刀几何误差与齿轮几何精度之间的定量映射规律研究不足,分别开展考虑机床运动精度的滚刀齿廓误差、滚刀螺旋线误差、滚刀安装角径向圆跳动误差与齿轮齿廓误差、基节误差之间的定量映射规律研究。通过产形齿条法,由渐开线滚刀齿廓方程包络生成齿轮齿廓方程。依据微分几何、包络原理,建立滚刀齿廓误差与齿轮齿廓误差之间的定量映射关系模型;建立滚刀螺旋线误差、滚刀安装角径向圆跳动误差与齿轮齿廓误差之间的定量映射规律模型。并根据齿轮齿廓误差与齿轮基节误差间的几何关系,计算得到上述因素对基节误差的映射规律。依据高斯分布规律,建立在考虑机床运动误差影响下,上述三种主要的滚刀误差对齿轮齿廓误差、齿轮基节误差的综合影响规律模型。最终通过仿真,并与实际加工经验进行对比,验证上述模型方法的正确性。从而揭示出滚齿加工过程中考虑机床运动误差的滚刀误差与影响齿轮主要几何精度的齿廓误差、基节误差的本质规律。为滚切更高精度的齿轮副打下理论基础。     

基于Matlab及UG的偏心共轭非圆齿轮的设计

依据齿条刀具范成法加工非圆齿轮的原理,建立齿条刀具和非圆齿轮节曲线数学模型,模拟齿条刀具加工中齿廓形成过程,在Matlab中计算出包括齿根、齿根过渡曲线、齿顶及渐开线在内的非圆齿轮的全部齿廓点数据.将齿廓数据导入UG,生成齿廓样条曲线,完成非圆齿轮的三维建模.设计结果表明,利用Matlab和UG建立的非圆齿轮的三维模型...     

基于UG的直齿圆柱齿轮参数化精确三维建模

详细介绍了一种利用UG的表达式和规律曲线功能建立直齿圆柱齿轮模型的方法.该方法绘制了精确的齿轮过渡曲线,并且生成的齿廓各段曲线不需要任何修剪便可直接建立精确的齿轮模型,该方法也适用于齿数大于41时的齿轮建模.通过改变模数和齿数,生成的模型可以自动更新,实现了建立模型的真正参数化.     

降低齿轮齿距累积偏差的方法

为了减小齿轮磨削加工中的磨床系统分度误差,提高齿轮加工精度,分析了齿轮磨床分度误差、齿轮安装偏心和齿轮齿距偏差之间的关系,获得了分度误差的计算方法,并计算出了齿轮磨床的分度误差。依据计算得到的分度误差值调整磨床,降低磨床分度误差,减小齿轮齿距累积偏差,提高了齿轮加工精度。以Y7125大平面砂轮磨齿机床为例验证了提出方法的可行性。建立了齿轮安装偏心和齿廓偏差的数学模型,求出了齿轮安装偏心的幅值和相位角,然后由齿轮安装偏心、磨床分度误差和齿轮齿距偏差的关系得到磨床的分度误差值。根据计算得到的分度误差值调整磨床分度盘,使磨床的分度误差从17.7μm减少为3.3μm,被加工齿轮的齿距累积总偏差由46.9μm降低到11.5μm,齿距精度达到三级。验证结果表明,按照这种方法调整磨床可以快速有效地降低磨床的系统分度误差,从而降低齿轮的齿距累积偏差。     

渐开线斜齿轮的参数化设计与应用

目前众多三维建模系统都不能直接生成渐开线斜齿轮.以国外某16 V型柴油机滑油泵的斜齿轮为研究对象,以UGNX 3.0为平台,通过建立相关表达式,使模型的尺寸和特征参数相互关联.适用渐开线方程确定齿廓曲线,从而精确地生成渐开线齿轮的齿廓或齿槽廓,实现了渐开线斜齿轮的参数化设计.为斜齿轮的优化设计和先进制造提供了依据.通过更改表达式中的齿轮参数可以迅速建立新的齿轮,大大提高了齿抡设计的效率和精确度,为齿轮机构的动态仿真、NC加工、干涉检验以及有限元分析提供了精确的模型.     

圆柱齿轮偏心对成形磨齿精度的影响及补偿

为分析齿轮偏心对磨齿精度的影响并通过数控系统对偏心进行补偿、有效提升磨齿精度,基于机床工作空间和工件空间的几何关系建立了磨削误差的几何模型,进一步按照齿轮标准《ISO1328—1:1995》详细分析了齿轮偏心对齿廓、齿向及齿距误差的影响,以及在几何偏心情况下齿轮参数变化对各项误差的敏感性。基于数控成形磨齿机磨削原理提出了径向补偿、切向及径向综合补偿两种补偿措施,分别对两种补偿结果进行了分析。通过国产SKMC3000/20数控成形磨齿机对安装偏心进行试验验证,结果表明该方法可有效补偿因齿轮偏心造成的磨齿误差,进一步提高成形磨齿精度。     

刮齿刀切削机理及参数优化研究

齿轮对于制造业的重要性不言而喻,而刮齿与传统的齿轮加工方法相比具有更高的效率及更广阔的应用前景。现存的根据插齿刀设计理论衍生出的刮齿刀在理论刀刃误差方面存在严重不足。在加工中由于刀具工作角度的变化容易与工件发生干涉现象,降低加工精度与加工质量。首先,根据刮齿刀已有的相关学术成果,对刮齿过程中齿面形成过程进行分析,建立了刮齿刀运动学模型和误差模型。其次,在刀具包络齿轮理论的基础上,对刀具刃口位置和定位误差对齿轮齿廓偏差的影响进行定量分析。结果表明,加工精度存在偏差受刀具参数和加工参数的影响。通过对理论加工误差的分析,进行正交试验选择参数的最优组合,并且用选定的参数进行加工试验。结果表明,所提出的优化方法能够有效提高加工精度与加工质量。     

渐开线齿轮运动误差模型

讨论了齿轮运动误差与模拟齿轮加工过程的关系 ;分析了齿坯几何偏心和变形对齿轮运动误差的影响 ;建立了左右齿廓形误差模型。通过将左右齿廓形误差展开成傅立叶级数的形式 ,论述了模型参数的概率分布规律 ,比较了Г分布、威布尔分布和瑞利分布 ,并计算出分布的特征数值。内齿加工试验与所得运动误差模型的结果一致 ,表明该模型可以模拟齿轮的生产和控制过程