基于试切误差补偿的斜齿插削技术与实验

为了提高数控插齿机插削斜齿精度,提出了一种基于试切误差补偿的数控加工方法。首先,在分析斜齿螺旋线偏差产生机理的基础上,采用线段逼近理论主运动曲线,计算满足加工精度要求的线段最大许用步长和曲柄转角;然后,通过试切齿轮,测取螺旋线偏差并反求出主运动曲线偏差,获得更准确的新理论主运动曲线;最后,在生产用G代码中,重新用线段逼近新理论主运动曲线。实验结果表明：加工的斜齿轮螺旋线偏差达到7级精度,结果符合预期,验证了技术方案的可行性。     

微齿数计算原理在花键轴铣床上的应用

一、微齿数计算原理滚切斜齿轮与滚切直齿圆柱齿轮的不同之处,在于斜齿轮的轮齿是一条螺旋线,滚切时必须满足切出规定的螺旋线要求。根据展成法加工齿轮原理及螺旋线形成原理,滚切斜齿圆柱齿轮时,工件必须有一个附加运动。即:当滚刀轴向进给S毫米时,工件除转一转外,还必须附加转动(?)(如图1),才能切除ab′段螺旋线。相当于工件应附加转动转,(Z、m_n、β分别为工件的齿数、法向模数和分圆柱螺旋角)。     

大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响

螺旋线总偏差是齿轮等级评定中的必检项目之一。出于研制基准级标准齿轮的需要,以Y7125磨齿机为例分析了大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响,并推导出了影响系数的数学表达式。研究结果表明砂轮与齿面有效接触宽度对齿轮螺旋线形状偏差的影响不大,而随着被磨齿轮齿宽的加大,对齿轮螺旋线形状偏差的影响系数会显著增大;砂轮磨削面锥形误差使被磨齿轮螺旋线偏差曲线呈弧形,且弧度从齿根到齿顶逐渐增大。最后通过磨齿实验与偏差测量论证了这一结论。     

检查滚齿差动挂轮差错的有效方法

太文论述的检查差动挂轮差错的方法,实践证明行之有效。一、附加运动与合成运动在滚切斜齿轮时,因斜齿轮的轮齿沿尚宽圆柱面上是螺旋线形状,这要求滚刀在沿齿坯的轴向走刀的同时,齿坯还要作一附加转动。假设把斜齿轮齿宽圆柱面延长,使在此圆柱面上绕一完整的齿螺旋线圈(见图1)。当齿坯转一整转时,滚刀沿着齿坯轴心     

用Y631K型花键铣床滚切螺旋花键轴

<正> 螺旋花键和直槽花键的区别在于花键齿沿轴向的分布不是直线而是螺旋线,它具有一定的导程,所以滚切螺旋花键时,除了滚切直花键的切削运动,分齿运动,轴向进给运动这三个基本运动以外,当滚刀轴向进给(或工件轴向进给)时,工件还要有相应的附加转动。也就是说,根据螺旋花键的导程,必须保证滚刀(或者工件)沿轴向进给一个导程 H 时,工件应正好附加转动一圈。在带有差动机构的花键铣床或滚齿机上,这个     

斜齿轮成形磨削齿向修形齿面模型构造与误差评价

砂轮磨削带齿向修形的斜齿轮时,砂轮与齿轮之间的接触线时刻发生变化,其附加运动会使齿向一面产生“修形扭曲”,为此,提出一种高精度建立齿向修形齿面的方法。根据齿向修形原理,推导出成形磨齿的实际接触线方程;通过改变中心距的值,沿齿向得到多组接触线,使用NURBS曲面拟合,得到齿向修形齿面;对影响齿面精度的主要因素齿廓偏差和螺旋线偏差进行分析并提出误差评价模型。以鼓形修形斜齿轮为例,介绍齿向修形齿面构造全过程。磨齿实验验证了模型的准确性以及齿向修形齿面构造的高精度性。     

外啮合椭圆齿轮多方案插齿三维仿真与分析

为验证外啮合椭圆齿轮插削模型并分析比较多方案插削齿面精度,基于非圆齿轮啮合原理,建立椭圆齿轮插削啮合数学模型及插齿刀数学模型,构建平面内齿坯等弧长转动、齿坯等转角转动、齿坯等极角转动及轴向无附加运动、齿坯附加运动、插齿刀附加运动多个仿真方案,仿真各方案的插削刀位轨迹。结果显示:插削啮合数学模型及仿真技术正确可行;相同效率下,齿坯等弧长运动精度最高;插齿刀冲程速度相同下,齿面精度仅决定于平面运动方式。     

控制大平面砂轮磨削面锥形误差提高齿轮螺旋线精度

为了研制高精度标准齿轮,以Y7125磨齿机为例分析了大平面砂轮磨削面锥形误差对齿轮螺旋线偏差的影响。建立了磨削的几何模型,推导出了影响量的数学表达式。理论分析结果显示,砂轮与齿面有效接触宽度对齿轮螺旋线形状偏差的影响不大,而随着被磨齿轮齿宽的加大,对齿轮螺旋线形状偏差的影响系数会显著增大;砂轮磨削面锥形误差使被磨齿轮螺旋线偏差曲线呈弧形,且弧度从齿根到齿顶逐渐增大。最后通过一实例进行了误差测量、磨齿实验与偏差分析。研究结果表明,控制大平面砂轮磨削面的锥形误差在2.7′以内可满足加工1级螺旋线精度齿轮的加工要求。     

现行标准齿廓偏差和螺旋线偏差分析

根据圆柱渐开线齿轮的几何定义,本文从几何公差基本概念出发,对齿轮国家标准GB／T10095．1—2008中的对齿廓偏差和螺旋线偏差的基本概念和评定原则进行了分析,并明确了齿廓迹线和螺旋线迹线的定义,为正确理解标准提供基础。     

基于电子齿轮箱的内啮合强力珩齿同步误差补偿方法研究

电子齿轮箱作为一种特殊的多轴联动控制技术,是齿轮展成加工机床数控系统中的控制核心,其同步控制精度决定齿轮加工精度。内啮合强力珩齿作为一种重要的齿轮精密加工工艺,其展成加工精度很大程度上由电子齿轮箱的控制精度决定。文章结合强力珩齿加工的运动学模型,建立了内啮合强力珩齿的电子齿轮箱模型,将强力珩齿加工各运动轴跟踪误差的相对差值定义为同步误差,并将其映射到齿距偏差、齿廓偏差和螺旋线偏差上;提出一种基于电子齿轮箱的同步误差补偿控制方法,建立了同步补偿控制模型;在d SPACE半实物多轴运动仿真平台上,进行内啮合强力珩齿加工的运动控制实验。实验结果表明：所提出的基于电子齿轮箱的同步误差补偿方法可以有效降低内啮合强力珩齿的同步误差。     

新型斜齿圆柱测量齿轮螺旋面铣削刀具的廓形设计

以一种新型斜齿圆柱测量齿轮为研究对象,铣削传统测量齿轮轮齿对称中线一侧的半个轮齿,并提出一种铣削加工其螺旋面的盘形铣刀的廓形设计理论和方法。根据铣削过程中盘形铣刀与斜齿轮之间的运动关系,建立了螺旋面的端面截形线方程,以及螺旋面的数学模型,并求解出其特性方程。根据刀具和工件的接触条件,建立了接触线方程。     

螺旋锥齿轮误差齿面及差曲面的建立与分析

针对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与差曲面模型并进行了实验验证,仿真分析了砂轮分别沿X轴、Y轴平移时和绕C轴旋转时,螺旋锥齿轮理论齿面与误差齿面以及它们的差曲面。结果表明,砂轮绕C轴旋转所产生的运动副误差对齿面误差影响较大。研究结果对提高螺旋锥齿轮的加工精度和进行误差补偿提供了理论依据。        

弧齿锥齿轮齿面误差的最少参数修正法

研究弧齿锥齿轮小轮齿面误差与调整参数误差之间的敏感性关系,基于SFT加工法得出对齿面误差影响较大的调整参数,提出齿面误差最少参数修正法。建立刀倾法加工的弧齿锥齿轮齿面数学模型,推导弧齿锥齿轮小轮的理论齿面方程和误差齿面方程,推导机床调整参数误差作用下的齿面任一点加工误差的解析表达式,提出机床调整参数误差对齿面误差的影响系数概念,依此判断各项机床调整参数误差对齿面误差的影响程度。通过理论齿面和误差齿面的比较,确定各项机床调整参数误差作用下的全齿面法向误差的变化规律。由解析法和数值法相互验证,确定弧齿锥齿轮加工过程中对齿面误差影响较大的调整参数误差项。利用函数法建立机床调整参数变化量与齿面法向误差的关系,采用序列二次规划法,求得机床调整参数修正量最优解。通过实例验证,提出的反调修正方法可以有效降低齿面误差。     

弧齿锥齿轮双重螺旋法切齿原理及齿面接触分析研究

弧齿锥齿轮双重螺旋法具有高效、可实现干切削的特点,是Gleason制弧齿锥齿轮的先进加工方法。为揭示双重螺旋法的切齿原理,以大轮成形法加工的弧齿锥齿轮双重螺旋法为研究对象,以啮合原理和微分几何学为基础,根据刀盘、机床、工件之间的运动位置关系,利用矢量法、基于齿面3个参考点建立切齿数学模型,推导机床调整参数的计算过程;然后,以齿槽中点作为参考点,修正弧齿锥齿轮副的齿坯几何参数;另外,以小轮产形面方程代替其共轭齿面方程,提出新的齿面失配设计新方法,与传统方法相比简化计算过程。以一对7×43的准双曲面齿轮副为例进行设计计算和切齿加工,齿面接触分析与滚动检查结果验证所提出的双重螺旋法切齿原理的正确性,并根据该切齿原理开发弧齿锥齿轮双重螺旋法的设计软件,为该方法在国内的推广提供理论基础与技术支撑。     

行星线齿变速器基于装配误差的传动精度分析

针对一种以线齿轮为核心传动元件的行星线齿变速器,研究了装配误差对其传动精度的影响。介绍了该行星线齿变速器的结构组成及不同传动方案的特点,建立了轮系空间啮合坐标系,以及啮合时线齿行星轮、线齿太阳轮以及外线齿圈的参变量之间的定量关系;分析了外线齿圈与线齿行星轮之间以及线齿行星轮与线齿太阳轮之间的角度误差和位移误差的产生原因,并采用齿面接触分析方法(TCA),对行星线齿变速器的装配误差模型进行了数值分析。结果表明,在行星线齿变速器的装配中,绕水平轴旋转的角度误差、外线齿圈纵截面内的位移误差以及线齿行星轮横截面内的位移误差,对传动精度有较大影响。研究对该行星线齿变速器的设计和装配具有指导意义。     

对角修形斜齿轮设计与数控磨齿研究

为了减小齿面振动,降低磨削误差,提出对角修形斜齿轮数控磨齿加工方法：通过设计对角修形曲线,经过3次B样条拟合为对角修形曲面;根据齿条展成渐开线齿面原理,建立平面砂轮磨削斜齿轮6轴联动Free-Form型数控磨齿模型,通过齿条与砂轮位矢等效转换,推导各轴运动关系;建立基于CNC机床各轴运动敏感性分析的齿面修正模型,各轴运动用6阶多项式表示,通过判断砂轮与齿面的接触状态,确定磨削齿面的误差,并分析各系数扰动对齿面误差的影响;以齿面误差平方和最小为目标函数,通过粒子群优化方法,得到机床各轴运动参数,该方法计算结果稳定且精度较高。通过算例表明：沿齿向方向压力角、螺旋角、展成角的微调可分别实现一定的对角修形加工;微调6轴联动机床各轴运动参数,可有效减小对角修形斜齿轮的磨削误差,通过机床运动敏感性分析验证理论和算法的正确性。     

变位斜齿轮的热弹流润滑数值分析

运用斜齿轮有限长线接触数学模型,对渐开线变位斜齿轮进行热弹流润滑数值分析;分析正变位、负变位、等变位3种变位系数下斜齿轮的热弹流润滑状态,计算不同变位系数下斜齿轮的油膜压力、膜厚及温升,并与标准斜齿轮传动计算结果进行比较。结果表明:热弹流润滑条件下,斜齿轮的变位对油膜压力影响不大,对膜厚有较大的影响;变位斜齿轮正传动时,随变位系数的增大,压力减小,膜厚增大;沿最长接触线时,与标准斜齿轮的传动相比,变位斜齿轮正变位系数下压力最小、膜厚最大、温度最低,因此,选择正变位系数更有利于斜齿轮的润滑。     

螺旋锥齿轮数控加工中刀盘误差的补偿

在进行螺旋锥齿轮数控加工过程中,用直廓截形代替盘状铣刀刀刃理论截形所产生的偏差会影响螺旋锥齿轮齿面加工精度。针对该问题,分析了螺旋锥齿轮数控加工原理,并在此基础上建立了从刀刃到形成齿面的数学模型;依据空间啮合理论计算盘状铣刀刀刃实际截形,分析并建立了盘状铣刀刀盘半径偏差与齿面误差的关系;进一步推导出刀具实际截形误差的计算过程;最后根据螺旋锥齿轮的加工原理对刀具的误差进行了补偿计算,并对补偿结果进行了仿真实验验证,证明了该算法的可靠性。     

基于斜角切削理论的钛合金螺旋铣孔切削力建模

通过分析螺旋铣孔的加工原理和计算加工过程中的运动向量,结合侧刃和底刃对切削力的影响,建立了螺旋铣孔过程的切削力解析模型。提出了基于斜角切削的切削力系数辨识方法,并根据斜角切削过程几何关系推导出摩擦角、剪切角、剪切应力的约束方程。开展切削力系数辨识试验和钛合金螺旋铣孔试验对仿真值进行验证,结果表明,切削力的仿真值与试验值误差较小,平均误差为9.55%,从而验证了斜角切削系数辨识方法的有效性和切削力模型的正确性。     

Effects of dynamic transmission errors and vibration stability in helical gears

Transmission error is an important reason for instability in helical gears. A six-degree-of-freedom dynamic model coupled flexional, torsional and axial motion of a helical gear transmission system, which includes time varying mesh stiffness, bearing supporting stiffness, mesh damping and backlash, is developed, after taking into account the dynamic characteristics and vibration responses of helical gear in three dimensions. Influences of involute contact ratio, bearing supporting stiffness, mesh damping and backlash on the dynamic transmission errors and vibration stability of the helical gear system are investigated using numerical simulation technique. The effects on dynamic transmission errors and stabilities by contact ratio, supporting stiffness and mesh damping as well as gear backlash are analyzed. The intrinsic relationship between above parameters and dynamic transmission errors and stabilities for helical gear system are presented. The stable and unstable regions under different parameters are given. The results in this paper can be helpful to the dynamic and stable design of a helical gear transmission system.