谐波齿轮大变位柔轮滚齿成形机理及误差分析

文中基于滚齿仿真计算研究大变位齿轮成形机理,分析柔轮齿面理论加工误差值及产生原因,为滚齿工艺参数选择提供指导,以改善大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数化方程,并结合滚齿参数及滚齿时滚刀和工件相互运动关系建立变位齿轮滚切成形数学模型,基于滚齿多刃切削成形特征建立齿面理论加工误差评价模型进行滚齿加工误差仿真计算,还进行了滚齿加工试验验证仿真计算的正确性。对大变位柔轮滚齿成形过程及产生的齿面拓扑误差、齿形和齿向误差进行仿真计算发现：增大滚刀长度可有效减小因齿顶处切削不足而产生的加工误差,计算得到完全切削的滚刀最小长度;减小滚刀轴向进给量可显著减小齿面误差,计算得出齿向误差最大值与滚刀轴向进给量的关系曲线。     

基于AutoLisp的滚齿仿真及误差分析

滚齿仿真常用的方法为迭代法，计算方法复杂且难度较大，无法模拟实际滚齿误差，并且滚齿加工有不可逆转特性，因此滚齿误差严重影响工件质量及生产进度。基于AutoLisp仿真平台，采用模拟实际加工状态及加工参数的方法实现滚齿仿真，通过更改计算过程中刀具或工件参数达到模拟加工中各种误差的目的，并通过实际加工检测证明该方法的正确性与仿真模型的精确性。结果证明，使用该方法指导生产加工可以提高齿轮加工精度和生产效率。     

直齿轮的高精度插齿仿真加工与有限元分析

依据现有仿真加工方法难以获得趋近于实际加工所得齿面的仿真模型,为此提出一种高精度的插齿仿真加工方法.该方法基于CATIA平台,通过建立刀具与齿坯模型,分析刀具与齿坯的空间运动关系,结合CATIA内平移、旋转、布尔运算等命令与二次开发功能,完成了圆柱直齿轮的高精度插齿仿真加工;通过测量标准渐开线与仿真模型齿面间法向距离,完成了齿面精度测量并与实际加工参数相印证.最后,将仿真模型进行重构,并将仿真模型与重构模型分别进行有限元求解,通过将仿真模型与重构模型求解结果进行对比,验证了方法所得仿真模型的有效性.     

谐波齿轮大变位柔轮滚齿误差分析及滚刀设计

基于滚齿仿真计算研究大变位柔轮成形机制,分析其齿面理论加工误差值及产生原因,重新设计滚刀以提高大变位柔轮滚齿精度。建立滚刀系列切削刃参数方程,根据滚刀与工件的几何参数及加工参数确定滚刀与工件相互位置和空间运动关系,进行滚齿切削仿真;根据滚刀多刃切削的成形特点,建立齿面理论加工误差评价模型,对滚齿误差进行仿真计算;基于滚齿加工时滚刀与齿轮法向基节相等原理,重新设计滚刀以减小滚齿齿面偏差。研究发现,标准滚刀加工齿数较多的大变位柔轮时,会因滚刀切削刃数不足而在齿顶处出现欠切削,致使加工误差大;模数、压力角不同于标准滚刀的新滚刀仅需较少切削刃即可实现大变位柔轮的完全切削,且齿面加工误差比标准滚刀完全切削齿面时产生的加工误差略小。研究结果可为大变位柔轮滚齿精度控制研究及滚刀参数选择等提供重要参考。     

非正交航空弧齿锥齿轮磨削精度自适应加工参数驱动控制方法

非正交航空弧齿锥齿轮由于其高速重载服役特性,齿面磨削精度要求高,很难实现实际齿面与理论齿面的匹配.为了满足高效率高精度要求,本文提出了一种齿面精度自适应加工参数驱动控制方法.首先,基于先进的全工序法磨削仿真,进行加工参数驱动的齿面精确数学建模.然后,以磨削精度为控制目标,建立齿面误差测量、齿面设计,齿面误差反调集成的加工精度自适应控制模型.最后,通过齿面误差敏感性分析策略和改进Levenberg-Marquardt算法,实现预设目标齿面的自适应逼近,求解最终精确机床加工参数.本文提供的算例证明了该方法有效性.     

汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面测量误差精确计算

为精确获取汽车驱动桥齿轮实际加工齿面的真实误差,改善汽车齿轮的齿面精度,结合汽车驱动桥齿轮在传动方面的优越性及其在机床调整计算、加工方法和齿面测量等方面的特殊性,对其齿面数控展成与数字化检测的运动关系进行了深入分析;鉴于汽车驱动桥齿轮齿面拓扑结构的复杂性,结合齿面误差计算原理,在实际加工齿面检测信息的基础上,提出了一种汽车驱动桥齿轮齿面误差的精确计算方法;最后,通过齿轮齿面加工测量结果的比对,验证了该齿面误差精确计算方法的正确性和有效性。     

渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究

利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。     

螺旋锥齿轮切齿仿真和虚拟齿面误差检验

介绍了利用CATIA软件对螺旋锥齿轮整个齿轮进行完全自动化切齿的仿真方法,即在CATIA中通过编程输入机床的位置和运动参数,控制齿坯和刀具之间的关系,以便进行切齿仿真,实现了高精度齿面的虚拟加工。介绍了在CAT-IA中导入格里森TCA方法,得到理论齿面离散点后直接在软件中将仿真的齿面与理论齿面比较来验证齿面精度的方法,不仅可以仿真出高精度三维理论齿面与过渡曲面,还将为误差齿面的有限元分析以及研究机床的切齿误差形成原理及补偿方法(切齿调整)提供一个虚拟的三维齿面数据研究平台。     

秦川大型硬齿面圆柱齿轮加工解决方案

磨齿是高性能齿轮高效加工的最佳方案。高精度磨削时通过复杂的三维齿面修形,才能保证变载荷工况下齿轮的承载能力和运动平稳性,可以很好地解决齿面修形、高精度、高可靠性、长寿命、高传动效率和低噪声这些问题。高精度齿轮的工艺方案：滚一热一磨制齿方案。滚齿加工后精度达到国标7级,齿面为软齿面且表面粗糙度较差;热处理后齿面硬度提高,但变形较大,需要进行磨齿,以提高齿轮精度,降低硬齿面表面粗糙度值。     

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。