砂轮修整对成形磨齿齿廓偏差的补偿

为了提高成形磨齿齿轮的精度,研究了一种通过修整砂轮廓形来补偿齿廓偏差的方法。首先说明了研究此方法的必要性,然后介绍了此方法的原理:用三次B样条曲线对齿形测量数据点进行拟合,求出拟合后的曲线方程,并在此基础上建立了真实的齿面方程求解模型,提出了针对齿廓偏差补偿的用于计算砂轮截形的假想齿面方程。基于同一个齿轮不同齿的测量数据,可得到不同的砂轮截形,为此将所有的砂轮截形组成线族,对线族中的离散点采用最小二乘法进行拟合,拟合之后的砂轮截形为补偿齿廓偏差的最佳截形。最后,通过实验试磨分析,加工出的齿轮经测量齿廓偏差由5级精度提高到了3级精度,并且同时补偿了齿廓倾斜偏差与齿廓形状偏差。     

一种新型齿距偏差评价方法研究

齿轮作为一种重要的传动部件,直接影响设备的性能和稳定,因此关于齿轮精度评价的研究显得尤为重要。针对传统齿距偏差采用局部点测量方法的不足,提出了一种基于齿廓迹线的齿距偏差评价方法,这种齿距评价与齿廓偏差有关,齿廓偏差由Mahr891E齿轮测量中心测得。利用转角偏差评价齿距,基于齿轮齿廓迹线上所有点对转角偏差进行最小二乘拟合,也为齿距偏差的研究提供了一种新思路。最后提供了该方法与齿距仪测量结果的对比。结果表明,基于齿廓迹线的齿距偏差可以很好评价实际齿距,结果具有一般性。     

基于激光位移传感器的蜗轮误差自动检测方法

针对蜗轮接触式测量方法存在运动轨迹复杂、横向分辨率低的问题,设计了一种基于激光位移传感器的非接触式蜗轮测量装置。借助最小二乘法将被测蜗轮给定端截面上的齿廓采样点拟合出一段平滑曲线,并在该曲线与分度圆的交点位置建立理想齿廓,利用坐标法计算出实际齿廓数据与理想值的偏差,可得到蜗轮的齿形误差和齿距误差。该方法可有效提升蜗轮测量的精度与效率,实现与渐开线蜗杆(ZI)、法向直廓蜗杆(ZN)、阿基米德蜗杆(ZA)配对蜗轮的精密检测。     

基于激光位移传感器的弧齿锥齿轮精密测量

在分析现有锥齿轮测量技术特点的基础上,提出了一种基于激光位移传感器的弧齿锥齿轮非接触式测量方法与对应的格里森制弧齿圆锥齿轮的齿距偏差、齿形相对偏差算法.介绍了弧齿锥齿轮综合测量装置及其原理.通过对被测齿廓采样数据运用最小二乘法原理以及坐标转换知识,建立弧齿锥齿轮的齿面及齿廓理想模型;通过对平滑曲线与采集点的对比分析,得到齿距偏差、齿形相对偏差.该方法能够有效简化弧齿锥齿轮的测量过程并提高测量效率与精度.     

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。     

斜齿圆柱齿轮螺旋角激光精密测量方法的研究

提出一种基于激光位移传感器的非接触式斜齿圆柱齿轮螺旋角的测量方法与装置。根据最小二乘法将被测斜齿轮端截面上的采集点拟合成一段平滑曲线(齿廓),求出该曲线与分度圆的交点位置,依次进行若干个端截面的测量,得到同一个轮齿不同截面上齿廓与分度圆的若干个交点位置,再经直线拟合,利用坐标法计算出直线的斜率,可得到斜齿轮的螺旋角。基于激光位移传感器的齿轮测量方法可有效提升斜齿轮螺旋角测量的精度与效率,也适用于斜齿轮各项误差的精密测量。     

基于齿轮局部图像的齿距机器视觉测量方法

针对工业对中小模数直齿圆柱齿距快速测量需求及视觉测量特点,提出一种基于齿廓图像边缘过渡带信息统计的单个齿距算法。该算法首先采用双阈值法提取齿轮齿廓边缘过渡带像素信息,然后根据齿轮渐开线几何关系,将过渡带像素信息逆向映射到基圆上,计算得到最优的齿廓边缘渐开线初始相位角,最后利用两条相邻同名齿廓初始相位角计算得出齿距。通过采用高精度量块组合边缘测量试验,验证了该算法的原理正确性和测量精度。结果表明,利用该算法视觉测量得到的相对位置最大偏差为0.002 1 mm,最大分散度为0.000 52 mm。对同一5级精度齿轮进行齿距测量,视觉齿轮测量仪和MM3525齿轮测量中心测量的最大单个齿距偏差出现在相同齿距上,二者相差0.000 7 mm,其齿距累积总偏差相差0.001 mm,表明本齿轮齿距视觉测量方法可以满足5级精度直齿圆柱齿轮齿距的快速测量要求。     

基于全齿廓信息的齿距偏差快速测量方法

齿距偏差直接影响齿轮传动的性能,一直是最受重视的齿轮精度指标之一。如何快速、准确地获取中等精度齿轮的齿距偏差是汽车齿轮行业亟待解决的关键问题,但传统方法存在测量效率低、重复性差等不足。所提方法采用齿廓偏差曲线的全部信息作为齿距偏差的评价依据,采用统计分析方法定义和计算齿距评价新指标,克服了传统方法使用小样本和极值法进行齿距偏差评价的不足。所提方法可充分利用齿轮测量数据,具有评价指标值对随机误差不敏感、重复测量结果一致性好、评价结果与齿轮实际使用性能之间相关性更加紧密的特点。在汽车齿轮快速测量机上通过实际测量实验验证了新方法的使用效果,齿距测量速度高达0.3 s/齿面时仍具有很高的重复测量精度。     

渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的评定方法研究

提出了一种评定渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的新方法。在已有研究的基础上,用假象的理论渐开线代替拟合渐开线,建立了渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的数学模型。基于该数学模型,推导出了评定齿廓偏差的通用公式。用复合式三坐标测量机中的齿轮测量模块PC-Gear对某齿轮进行测量实验,并输出实验报告和被测齿轮的齿廓数据。结合通用公式和测量数据,利用MATLAB编程计算齿廓偏差,将计算结果与实验结果对比,用该评定方法得到的齿廓偏差值与实际测量值相差不超过0.2。结果表明:该评定方法正确、可行,为渐开线圆柱齿轮齿廓偏差的评定提供了一种参考。     

模具渐开线齿形的电火花线切割加工

电火花线切割加工模具或齿轮渐开线齿廓之前,需先作曲线拟合,以便计算线切割编程数据.文章给出高精度的渐开线齿廓线曲线二点拟合法以及电火花线切割加工模具齿形和内齿精度简易检测方法.该方法对各种模具和圆柱齿轮的渐开线齿形加工均适用.     

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。     

DESIGN OF NONCIRCULAR GEARS WITH DISCONTINUOUS PITCH CURVE

When the noncircular gear pair is applied to the continuously variable transmission (CVT) with gear, the transmission ratio function is discontinuous. In accordance with this unique characteristic, a new approach to design and analyze noncircular gears with discontinuous pitch curve is proposed. The design courses of various noncircular gear pairs with discontinuous pitch curve are unified based on the numerical algorithm of spline fitting and "fairing boundary condition". According to the particularity of discontinuous pitch curve, the rules and procedures for teeth distribution are recommended. It is explained in detail why the undercut is formed and how to manage the undercut based on meshing principle. In addition, the calculation formulas for each tooth profile segment are also derived. If the tooth profile data are calculated, the measurement and the incision process for noncircular gear can be conducted and the CAD simulation can be achieved easily. To ensure the continuity of the transmission, the transmission interference of the tooth which is located at the pitch curve joint point is managed by utilizing Bezier curve with CAD software. And the contact ratio of gear pair is obtained. The case study shows that this approach is successful and opens up a new way for the design of noncircular gear.     

基于粒子群算法的滚削齿面综合轮廓误差预测模型与试验研究

在配备有自主研发的数控滚齿系统的精密卧式滚齿机上,运用三因素两水平响应曲面法设计滚削试验,研究齿轮滚削加工刀具转速、轴向进给速度、背吃刀量对齿轮齿面轮廓误差的影响规律。根据试验结果,分析得出齿轮齿廓总偏差、齿轮螺旋线总偏差、齿距累计总偏差的预测模型及各工艺影响因素对齿面轮廓误差的作用显著程度,并以三个预测模型的附加权重值之和达到最小值为目标,建立可以评定多目标误差的齿面综合轮廓误差数学模型,运用粒子群优化算法对齿面综合轮廓误差数学模型进行分析优化,寻找最佳滚齿加工工艺参数。试验表明,采用粒子群优化算法对响应曲面法建立的齿面综合轮廓误差数学模型进行优化可以作为滚削加工前的工艺参数选取方案。     

基于移动最小二乘的数控龙门导轨磨床定位误差建模及补偿技术

为提高国产大型龙门导轨磨床精度,针对大型龙门导轨磨床的定位误差,应用移动最小二乘法建立误差模型。移动最小二乘法是形成无网格方法逼近函数的方法之一,生成的曲线曲面具有精度高、光滑性好等许多优点,其建模精度远高于普通最小二乘法（LS）。为实现大型导轨磨床的在机实时补偿,应用外部坐标偏移法对大型龙门导轨磨床定位误差进行补偿。补偿后,大型龙门导轨磨床精度提高89.3%,有效提高了该龙门导轨磨床的加工精度。     

三坐标图像测量在渐开线圆柱齿轮齿距与齿廓偏差中的应用

针对小模数齿轮传统方法测量难,费时费力等缺点,提出了一种基于三坐标测量机CCD测头在齿轮偏差测量中的新方法。该方法可以实现在齿廓有效工作范围内自动快速扫描齿廓坐标,并直接进行数据存储与处理,通过渐开线拟合的方法得到各偏差,实现在线测量。理论分析和实验表明,本方法对小模数齿轮的测量具有简便、无接触和效率高的优点。     

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。     

转台分度误差检测及补偿技术的研究

采用0.3″的精密多齿分度台与平面反射镜组合,对转台分度误差进行检测。针对多齿分度台安装倾斜对检测结果产生影响的问题,提出了利用双轴光电自准直仪Y轴读数补偿调整误差的方法。根据转台分度误差是由多次谐波叠加的特点,采用谐波分析的方法对测量得到的离散数据进行拟合处理,得到用于转台分度误差补偿的连续曲线模型。对分度误差为17.82″的转台进行实测和误差补偿,补偿后转台的最大分度误差为2″。     

移动最小二乘法在NURBS曲线拟合中的应用

在NURBS曲线拟合中采用移动最小二乘(Moving Least-Squares)方法,提高了采用传统最小二乘方法得到的拟合曲线的精度及光滑性.详细介绍了移动最小二乘法(MLS)应用于NURBS曲线拟合的原理及特点;以螺杆转子端面点云数据为实例在MATLAB中实现了移动最小二乘NURBS曲线拟合,并将其与传统最小二乘N...     

基于图像的轮廓度测量与评定方法研究

复杂零件外形曲线的轮廓度测量和评定非常困难,已有的测量和评定方法或因效率、或因精度不够,难以满足零件轮廓度的高精度在线检测。本文针对微小型平面零件给出一种基于图像的轮廓度测量与评定方法。包括理论轮廓数据建模方法、对应理论点的扩展极角定界搜索方法以及最小极偏差轮廓度误差评定方法。通过实例将最小极偏差轮廓度评定方法（LDM）与传统的最小二乘轮廓度评定方法（LSM）进行了分析和比较。结果证明,最小极偏差评定方法较最小二乘评定方法能够更加快速、精确的收敛于最小值。