砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形影响的分析

在对圆柱线齿轮进行磨削加工时,机床精度以及砂轮和圆柱线齿轮工件之间的相对位置等因素都会对线齿轮齿形和接触线精度造成影响。为了提高线齿轮磨削加工后接触线的精度,对圆柱线齿轮成形磨削方法进行研究,并且对磨削过程中砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形的影响规律进行分析。首先,根据圆柱线齿轮设计理论推导出圆柱线齿轮的齿面方程;其次,根据圆柱线齿轮的结构特点提出圆柱线齿轮成形磨削方法,并且推导出成形砂轮的轴向截面廓形;再次,推导出磨削加工过程中成形砂轮位置在存在偏心误差、轴向误差以及倾斜误差情况下的圆柱线齿轮误差齿面方程,并且运用Mathematica软件分析砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形的影响规律;最后,运用VERICUT加工仿真平台对圆柱线齿轮进行磨削加工仿真,并且将仿真结果与理论计算结果进行对比,验证了砂轮位置偏差对圆柱线齿轮齿形影响规律分析的正确性。研究内容和分析结果可为圆柱线齿轮成形磨削过程中各项砂轮位置参数的调整提供可靠的理论参考。     

考虑数字齿面的斜齿面齿轮增材制造加工方法

为研究斜齿面齿轮的增材制造加工方法,运用齿轮啮合空间传动原理及增材制造的基本原理,建立了斜齿面齿轮和圆柱斜齿轮副的空间啮合坐标系、增材加工坐标系和逐层加工模型坐标系,建立渐开线斜齿轮啮合和斜齿面齿轮的齿面方程,形成斜齿面齿轮的数字化齿面。建立可用于增材制造加工的面齿轮三维参数几何模型,对该模型进行前处理,对增材制造加工过程进行分析,得到了斜齿面齿轮增材制造加工的一种加工方法。结果表明:斜齿面齿轮齿面方程的建立,形成数字齿面,可以快速有效地反应出斜齿面齿轮的几何特征,提高了增材制造加工的准确度。提供一种增材制造加工的方法,为斜齿面齿轮的快速成型加工提供依据。     

齿轮全齿面偏差的拟合及分离技术

齿轮测试技术是提高齿轮制造质量的关键因素,相对于传统齿轮精度指标,全齿面精度能够全面反映齿轮加工质量。通过齿轮测量中心对全齿面偏差进行测量,采用双三次B样条对偏差数据进行曲面拟合;通过最小二乘原理对全齿面偏差分离成1阶偏差和2阶偏差,分别反映齿面偏差的倾斜及弯曲程度。对于不同齿轮加工工艺,通过齿面1阶偏差和2阶偏差可以分析齿轮加工误差源,并可对加工工艺进行指导。     

未知参数小模数齿轮齿距和齿廓偏差视觉测量

小模数齿轮齿槽间隙小,接触式测量难度高,且易损坏测头,本文主要研究基于视觉的未知参数小模数齿轮的齿距偏差和齿廓偏差测量。基于亚像素数字图像处理技术定位齿轮测量基准,即齿轮几何中心,并测量得到齿数、模数、齿顶圆直径和齿根圆直径;依据齿轮精度标准ISO1328-1:2013中偏差项目定义,给出了基于视觉测量的齿轮齿距偏差和齿廓偏差评定方法,开发了小模数齿轮视觉测量数据处理软件。对模数为0.5 mm的渐开线圆柱直齿轮进行了齿距和齿廓偏差视觉测量试验,并与齿轮测量中心的测量结果对比,左右齿面测量结果的绝对误差最大为4μm,最小为1μm,评定齿轮精度等级均为8级。本文给出的未知参数小模数齿轮视觉测量系统和偏差评定方法可在一定范围内用于小模数齿轮测量。     

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。     

变齿厚斜齿轮传动齿面接触数学模型的建立

变齿厚斜齿轮传动综合了斜齿轮和变位齿轮传动的优点,为保证平行轴变齿厚斜齿轮接触良好,传动可靠,应对设计的齿轮对进行齿面接触分析.根据设计的待加工齿轮参数,确定小、大齿轮的齿面方程,建立其接触的数学模型,进而对标准安装以及存在安装误差的齿面接触情况进行研究,为接触有限元分析及制造加工奠定理论基础.     

基于Marc的圆柱斜齿轮啮合过程动态强度仿真与分析

齿轮是机械传动系统中最主要的零件,其安全可靠性是机械设计中非常重要的指标。为了更好满足使用要求,对圆柱斜齿轮进行精确设计与加工,利用非线性有限元仿真软件——Marc对圆柱斜齿轮动态啮合过程齿面接触应力和齿根弯曲应力变化规律进行研究,从而为齿轮设计提供理论依据。     

偏置距和加工误差对面齿轮传动误差的影响研究

针对准确测量正交面齿轮的传动误差,减小测量过程中面齿轮安装误差对测量结果影响的问题,对既有偏置距又有加工误差的正交面齿轮进行了数学建模,并采用了TCA分析方法,研究了偏置距对带有加工误差的正交面齿轮传动误差及接触轨迹的影响规律,确定了最大偏置距范围。对不同偏置距下的面齿轮传动误差进行了测量实验,得到了一系列传动误差实测曲线及面齿轮一齿切向综合偏差。研究结果表明:面齿轮沿轴向上偏对传动误差影响不大;面齿轮沿轴向下偏时,面齿轮一齿切向综合偏差增大8.086μm;齿轮相对于小齿轮左右偏时,对传动误差无明显影响,面齿轮一齿切向综合偏差偏移量在1μm之内;这一结果对面齿轮传动误差测量中如何减小安装误差对测量结果的影响具有指导意义。     

运动误差对齿轮螺旋线偏差测量的影响

考虑机构运动偏差的条件,给出了坐标法测量齿轮螺旋线偏差的测量原理和计算方法。通过比较齿轮螺旋线测量的方法,得出不同方法的优缺点。坐标法测量齿轮螺旋线偏差具有不需要特别高精度的展成机构的优点,但机构运动误差对齿轮螺旋线偏差测量有较大的影响,在自主开发的齿轮测量中心平台上,根据测量原理和误差定义,给出了齿轮测量中心螺旋线偏差的计算公式,并以圆柱斜齿轮测量数据验证运动误差对螺旋线测量精度的影响程度。     

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。     

齿轮周节自动检查仪

<正> B～5079型高效率仪器可用来检查小模数外啮合圆柱直齿和斜齿齿轮(OCT9178—72)的齿轮节距累积误差K 和节距偏差,也可以检查小模数蜗轮,插齿刀和剃齿刀的这两项误差。这种仪器是由互换性局设计并由列宁格勒工具生产联合企业制造的。仪器符合OCT10387—73标准的规定,它是在光电非接触式测量原理的基础上,由机械部分和电气部分组成的。     

基于成形磨齿机的测头径向误差补偿

为了提高在机测量齿廓偏差的测量精度,提出了一种可用于实际工况下的测头径向误差提取方法。以标准渐开线直齿轮为研究对象,根据极坐标测量原理以及齿廓偏差计算原理,建立一个以齿廓偏差最小为目标函数,以测头径向误差为变量的最优化模型。求出在实际工况下的测头径向误差,机床系统补偿后对渐开线斜齿轮进行测量,将测量结果与三坐标测量仪检测的结果进行对比,得出测头径向误差求解的合理性。     

考虑误差和修形的斜齿轮精确建模方法研究

根据成型法加工原理,分析了渐开线斜齿轮的齿廓修形、螺旋线修形及齿廓偏差、螺旋线偏差和齿圈径向跳动公差3种主要制造误差对齿廓形状的影响,分步导出了渐开线端面齿廓的各段曲线方程,利用相关软件拟合了误差曲线方程,并将误差曲线替换了理论曲线,从而生成了含修形和误差的实际齿轮齿廓模型和实体模型。     

螺旋锥齿轮齿面离散点空间坐标及法矢的计算

根据螺旋锥齿轮的切齿加工方法和齿轮啮合原理,运用矢量运算的方法建立了大轮成形法加工和小轮刀倾法加工的理论齿面方程并规划了齿面计算网格点区域.运用Visual Studi0 2008编程环境,编写了理论齿面各离散点空间坐标及法矢的计算软件,通过该软件可计算得到螺旋锥齿轮理论齿面各离散点在齿轮坐标系中的坐标值和单位法矢.将得到的理论齿面坐标点及法矢导入到三坐标测量机中进行测量获得各离散点的齿形误差,然后将获得该理论齿面坐标点及法矢的参数输入到CNC3906齿轮测量中心进行齿形误差测量,获得齿面上各离散点的齿形误差.将两组齿形误差测量数据进行对比分析,论证了所开发的计算软件的正确性,为螺旋锥齿轮齿面偏差的测量以及螺旋锥齿轮数字化闭环制造提供了正确的理论齿面数据.     

夹紧变形条件下齿轮齿廓偏差和齿距偏差的评定

在对齿轮进行精度等级评定时,齿廓偏差和齿距偏差是两个重要的评定参数,为了精确计算齿轮磨削加工获得的实际齿廓偏差和齿距偏差,文中提出了齿轮齿廓偏差和齿距偏差的评定方法,综合考虑夹紧变形的影响,利用齐次坐标变换矩阵建立了齿面参数方程,并系统分析了各种位姿误差对齿廓偏差、齿距偏差的影响规律,为齿廓偏差和齿距偏差的计算提供了依据。     

考虑系统啮合错位量的弧齿锥齿轮齿面设计

基于考虑系统啮合错位量的齿面接触分析原理,以某航空减速器弧齿锥齿轮齿面设计为例,分析并建立啮合错位量计算模型,计算在制造误差、装配误差及加载变形等影响因素下的系统啮合错位量,开展了考虑系统啮合错位量的齿面设计,获得了齿面接触印痕(简称TCA)、加载印痕(简称LTCA)、传动误差、齿面相对滑动速度、齿面温升及工程应用中的装配印痕和磨合印痕,生成了齿轮副加工参数。实物齿轮通过疲劳试验考核,验证了上述设计方法的准确性,对弧齿锥齿轮的设计、生产和应用提供了一种参考。     

圆弧齿轮轴向齿距的精密测量

我们对圆弧齿轮轴向齿距及其偏差的测量问题作了些探讨。现将所用的方法介绍于下,供读者参考。一、测量原理圆弧齿轮虽然也是斜齿,但它的轴向齿距测量并不能照搬渐开线斜齿轮的方法。后者轴向齿距的测量,要求在大约分度圆柱齿面上进行,而圆弧齿轮却不能这样做。因为一般圆弧齿轮传动,小齿轮的齿廓     

大规格齿轮齿向偏差的扫描式集成在机测量方法

提出一种基于扫描式测头的集成在机测量方法。基于多体系统理论,建立机床运动功能模型;依据探针与齿轮齿面的接触关系,应用齐次坐标变换方法建立渐开线螺旋曲面的测量模型;以被测特征廓形创成运动为约束条件,构造齿面被测特征与机床伺服运动之间的映射关系,得到测量齿面被测特征所需的各伺服轴运动量;采用小波变换方法剔除了齿面粗糙度、机床伺服系统振动干扰等各种测量过程中的噪声信号,合理有效地提取被测齿轮齿向线的加工轮廓细节特征。以YK73系列数控成型砂轮磨齿机测量斜齿圆柱齿轮齿向偏差为例,进行了在机测量实验。实验表明,在机测量结果与齿轮量仪的计量结果保持了较好的一致性,验证了本文方法可行有效、精度高。     

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。     

基于机器视觉的斜齿轮螺旋角在线检测方法研究

针对斜齿轮螺旋角测量难度高、测量装置复杂、测量耗费工时过多、难以实现在线测量等问题,以斜齿圆柱齿轮为研究对象,提出了一种结合曲线拟合的斜齿轮螺旋角机器视觉测量方法。首先,设计并搭建了与端面测量系统相结合的斜齿轮螺旋角视觉测量系统,使用双远心镜头相机采集了斜齿轮侧面图像,对齿形进行了建模与分析,验证了方法的可行性;然后,采用统计结构元素的方法判定了斜齿轮的旋向,先后利用结合同态滤波的canny算子以及基于改进的击中击不中变换的斜率筛选算法,对斜齿轮侧面图像进行了处理,得到了齿线边缘图;最后,通过拟合得出单条齿线的解析式,再利用其余齿线边缘点与解析式坐标的方差优化解析式,得到了斜齿轮的螺旋角,结合设计值对实验结果进行了验证。实验及研究结果表明：该方法测量速度约1 s,斜齿轮螺旋角测量误差可达4.38′,斜齿轮旋向测量准确;该方法的测量系统能够在测量齿轮的齿数、齿顶圆直径、分度圆直径等参数的同时,测量斜齿轮的螺旋角和旋向,满足工业快速在线检测的要求。