成形磨削人字齿轮齿面扭曲消减设计方法

齿面扭曲是螺旋线修形人字齿轮成形磨削时产生的一种加工误差,为了消减齿面扭曲,提高磨削精度,基于逆向思维提出了一种齿轮反扭曲加工计算方法来消减齿面扭曲引起的加工误差。根据成形磨削人字齿轮空间啮合坐标系,求解标准齿轮齿面、齿面扭曲和齿面反扭曲多位置处的接触线,并通过计算齿面法曲率和螺旋线修形量,建立人字齿轮齿面反扭曲模型;联合蒙特卡洛法对修形前后人字齿轮进行接触线优化,通过有限元方法分析齿面反扭曲和齿面扭曲的传动误差、齿面接触应力;最后,比较了修形后齿面扭曲和齿面反扭曲的动态特性。结果表明,齿面反扭曲加工能够有效消减人字齿轮齿面加工原理性误差,提高人字齿轮磨削精度。

砂轮位置对成形磨齿齿廓偏差的补偿

为提高成形磨齿加工的精度,提出一种通过调整砂轮位置实现齿廓偏差补偿的方法。应用包络理论,建立已知砂轮轴向廓形和砂轮位置误差计算齿轮端面廓形的数学模型。通过数值研究发现,齿廓倾斜偏差与砂轮径向位置误差和切向位置误差成正比例关系而且满足叠加原理。应用这些规律,依据测量的齿廓偏差可以方便地计算出砂轮位置调整量。试验结果表明,该方法可以将齿廓倾斜偏差由7级精度(ISO1328-1:1997)提高到2级精度。

数控立式磨齿机的优化

从结构与布局、关键子系统两方面对数控立式磨齿机进行了优化,并进行集成装配技术研究。对优化后的数控立式磨齿机进行多性能综合工程测试,确保整机稳定性。

斜齿轮成形磨削砂轮修形与仿真

根据斜齿轮成形磨削过程中砂轮与齿轮之间的运动关系,建立了斜齿轮成形磨削的数学模型;通过推导成形砂轮与被加工齿面的接触条件方程,得出了成形砂轮的理论廓形,推导出砂轮廓型的等距曲线。设计了成形砂轮数控修形和数值模拟仿真软件,用于修整磨削任意参数斜齿轮的成形砂轮和检验砂轮的修形精度。斜齿轮磨削试验验证了修形理论的正确性和修形软件的有效性。

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。

数控成形磨齿机计算机辅助模块化设计

将CAD技术与模块化技术相结合,开发了数控成形磨齿机模块化CAD系统。根据模块化设计原理,在功能分析的基础上划分机床的各级模块。以三维设计软件UG为开发平台,建立机床各级模块的参数化三维造型模板库,同时还建立了存放设计数据的数据库。用户在系统界面的引导下可完成设计过程中的模块选择、模块组合和设计计算等环节,从而实现数控成形磨齿机计算机辅助模块化设计。

基于五轴运动优化的数控成形磨齿精密齿向修形

为解决数控成形磨齿过程中齿向修形存在的双齿面磨削精度差和单齿面磨削效率低的问题,通过优化机床的五轴运动多项式系数,实现双齿面磨削的精密齿向修形。依据空间曲面包络原理建立实际齿面的数学模型,并计算实际齿面相对于标准齿面的拓扑偏差。以机床的五轴运动多项式系数为优化参数、以齿面实际拓扑偏差与目标拓扑偏差差值最小为优化目标,建立了优化模型并对其进行求解,得到机床的五轴运动。通过数值分析和磨削试验验证了该方法可以有效地减小传统方法中加工齿向鼓形修形产生的齿面扭曲。

砂轮修整误差对数控成形磨齿加工精度的影响

基于曲面包络理论建立砂轮修整误差影响下的实际砂轮曲面的数学模型,然后求解实际磨削齿面的端面廓形并评价其与设计廓形的偏差,考察各个砂轮修整误差对磨齿精度的影响。在数控成形磨齿机上进行了磨削实验并用三坐标测量仪测量磨削后的齿轮。测量结果显示齿廓精度达到了4级(ISO 1328-1—1997)。

成形法磨削斜齿轮的齿形误差分析

在成形法磨削斜齿轮的过程中影响齿轮加工精度的原因很多;根据磨削加工过程,从成形砂轮廓形修形误差和砂轮与齿轮的相对位置误差两方面对其所产生的齿形误差进行了分析,并用数值方法模拟出齿形误差的大小;分析结果和数值模拟结果对设计数控成形磨齿机及编制数控成形磨齿工艺具有重要的参考价值。

大平面砂轮磨齿特点与磨损规律

为提高超精密齿轮的齿廓精度,首先分析了大平面砂轮的磨齿特点,推导出了砂轮磨齿线速度与齿轮进给速度的表达式,为大平面砂轮磨齿系统的动态性能研究提供了理论基础.然后研究了大平面砂轮的磨损规律,得出在均匀磨齿过程中砂轮的磨损程度是不均匀的,提出选择品质合适的砂轮、微量磨削、勤修精修砂轮及在半塞实状态下停车等措施以减小被磨齿轮的齿廓偏差.最后通过超精密磨削实验,研制出了1级齿廓精度的超精密齿轮.

齿轮装夹位姿误差对成形磨齿精度的影响

为了减小成形磨齿过程中齿轮装夹位姿和受力的变形误差、提高成形磨齿的加工精度,基于渐开线圆柱齿轮的成形磨齿原理,建立含齿轮装夹位姿误差的成形磨齿数学模型,依据渐开线圆柱齿轮的评价指标提出一种齿面误差的评定方法,并分析了齿轮装夹位姿误差对成形磨齿精度的影响,分别研究了齿轮装夹偏心误差、倾角误差、偏心与倾角耦合误差对成形磨齿精度的影响规律,得到3种不同条件下的齿面偏差对齿轮装夹位姿误差的误差敏感项。通过成形磨齿加工实例验证了所得规律的正确性,表明齿轮装夹位姿误差耦合作用规律可为齿圈装夹受力变形提供参考,同时其研究方法可为成形磨齿误差溯源和误差辨识提供依据。

格里森CONIFACE面齿轮磨齿加工原理与误差分析

研究并给出格里森最新的CONIFACE面齿轮磨齿加工原理。推导砂轮刀具的形状和齿面方程,基于齿轮啮合原理获得磨削后的面齿轮的齿面方程;研究分析该方法加工的面齿轮齿面与理论齿面的齿面误差及误差的影响规律;结果表明,采用该方法加工获得的面齿轮齿厚较NASA报告中提供的阿帕奇直升机面齿轮齿厚要薄,加工误差在齿宽中点处最小,并逐渐向两端增大,类似于圆柱齿轮鼓形修形后的效果,通过改变砂轮刀具的锥角和砂轮半径的值可调控鼓形量误差的大小。

数控磨齿机人机界面的开发

文章介绍了以NUM数控系统为平台,应用MMITOOL软件工具,开发了适用于数控磨齿机 YKA7232的中文人机界面系统。

基于温度场的磨齿热特性研究

根据七轴五联动螺旋锥齿轮磨齿机的结构模型和数控磨削原理,采用热传导和矩形移动热源理论及有限元分析方法,建立了磨齿温度场有限元分析3D模型和磨齿瞬态温度场。由此,对热和结构两个物理场进行耦合,仿真分析了磨齿瞬态热特性。实例分析表明,磨齿瞬态最高温度远高于磨齿稳态温度,且位于磨削弧中心;其它各点的瞬态温度,随位置、时间以及其它影响因素的不同,呈现不同的变化规律。磨齿瞬态热应力、热变形与磨齿瞬态温度密切相关,同时还受结构、材料特性和磨削条件等因素影响,磨齿瞬态最大热应力与热变形位于磨齿瞬态最高温度附近。在其它条件相同时,采用油基磨削液的瞬态最高温度、热应力与热变形均比采用水基磨削液时要大。这些研究为控制螺旋锥齿轮磨削质量以及磨齿热变形的修形提供了依据。

齿轮磨削中磨削力数学模型的研究

基于锥面砂轮磨齿展成运动的几何模型,计算出砂轮在任意冲程中所磨除金属材料的几何形状尺寸,在平面磨削磨削力计算公式的基础上对该被磨除金属材料沿磨削宽度方向进行积分,得到了齿轮磨削加工过程中磨削力的计算公式,应用该公式进行了仿真计算,得到了两种提高齿轮磨削加工质量的方法。

一种摆线齿轮齿形设计方案

通过对渐开线齿轮与摆线齿轮的齿形进行对比分析 ,提出一种新的摆线齿轮齿形设计方案 :将摆线齿轮左、右齿面的设计齿形取为理论摆线齿形 ,同时使摆线齿轮具有所需的齿厚减薄量。认为采用该方案可提高摆线针轮传动的承载能力和运动精度。

进口磨齿机旋转锁紧油缸的更换修复与调试

NILES磨齿机是德国进口的高精尖设备,是齿轮磨齿精加工的重要设备,整个公司一共有14台进口NILES磨齿机,由于设备长时间使用及使用年限的问题,设备使用性能下降,出现加工波纹和压力角偏差问题,这也是此类进口设备面临的共同难题,因此在面对此类问题的快速解决是我们维修人员面临的巨大挑战,也是高精度齿轮加工精度的瓶颈。

磨削工艺参数对斜齿轮磨削温度的影响

基于矩形移动热源理论分析了成形磨齿工艺参数对磨削温度的影响。根据热量分配关系,导出了磨削区热流量的理论计算公式。根据有限元离散化原理,建立了单齿分析模型。在磨削区施加3类边界条件,进行了湿磨瞬态温度场的三维有限元仿真。研究结果表明:磨削弧内齿面温度在极短时间内上升到最大值,最高温度的节点位于弧区中心并靠近齿根;齿面表层的瞬态温度远高于其他部位并随着切深的增加温度降低;适当增大砂轮进给速度,减小齿面法向磨削深度和砂轮线速度时,磨削区瞬态温度得到有效降低。

成形磨齿齿向修形扭曲误差分析及补偿

在斜齿圆柱齿轮的齿向修形磨削加工过程中,采用传统的附加径向运动的修形方式存在着修形扭曲误差。为改善齿向修形扭曲误差,根据空间啮合理论,建立成形磨齿齿向修形的数学模型,求解出砂轮与工件之间的瞬时接触线。通过分析砂轮半径与砂轮安装角对齿向修形接触线的影响规律,提出了3种齿面修形扭曲误差的补偿方法。最后,以一种斜齿鼓形修形齿轮为例,分别通过数值模型和磨齿实验验证了文中所提方法的有效性。

基于多齿分度改善高精度齿轮齿距精度

为了提高齿距精度,基于多齿分度理论对Y7125磨齿机分度系统进行改进,用多齿分度盘代替普通分度板实现分度。分析了多齿分度盘自由啮合状态下的分度精度,讨论了安装过程中多齿分度盘的轴向偏摆与径向偏移对其分度精度的影响。理论上满足加工高精度齿轮齿距精度的要求,为加工2级到1级高精度齿轮奠定了基础。