环面蜗轮滚刀测量机

基于圆柱坐标系测量原理,采用电子展成法研制了一台环面蜗轮滚刀测量机用于环面蜗轮滚刀的快速测量。该测量机通过对3个运动轴的闭环控制,使测头沿着被测误差项的路径运动来获取数据并完成测量。介绍了测量机的工作原理与构成,其为卧式结构,由花岗石床身、精密密珠主轴、滑动导轨和闭环控制系统构成。开发了环面蜗轮滚刀测量软件,实现了环面滚刀各项误差的快速精密测量。实验显示:该仪器可以对切削刃螺旋线误差、刃口齿形误差和容屑槽周节误差进行测量,测量的合成不确定度分别为2.35、2.45和2.94μm,均小于圆柱齿轮滚刀标准GB/T6084-2001中对应误差项公差的1/3,满足AA级精度的环面滚刀各项误差的测量要求,验证了该测量机的功能与可靠性。该测量机也可以用于环面蜗杆、圆柱蜗杆及圆柱滚刀的测量。

环面蜗轮滚刀螺旋槽前刀面设计及修正方法

为提高环面蜗轮滚刀的切削性能及滚齿效率,将滚刀的容屑槽设计成螺旋槽,减小刀齿两侧前角的绝对值,均衡两侧刃的切削条件。根据齿轮啮合理论和环面蜗杆成形原理,以滚刀基本蜗杆分度环面螺旋线的导程角和前刀面曲线的导程角互余为依据,提出一种由圆柱产形面变传动比展成环面蜗轮滚刀螺旋槽前刀面的方法;计算得到滚刀分度环面处的前角近似为0°,而刀齿左侧的前角从齿顶到齿根由正值变为负值,右侧前角从齿顶到齿根由负值变为正值,并且正前角和负前角的绝对值较大。进一步对滚刀前刀面进行修正,将修正后的滚刀模型导入VERICUT软件中,测量其前角,验证设计方法的正确性。结果表明,该方法能够解决滚刀两侧前角绝对值较大的问题,各刀齿左右两侧的前角控制在-0. 6°~0. 5°之间。

平面二次包络环面蜗轮副三维建模与数控仿真

在利用空间微分几何理论建立的平面二次包络传动副啮合齿面方程的基础上 ,建立了基于 Auto CAD的蜗轮副实体模型 ,对建模过程进行了详细的分析。同时提出了基于齿面离散点得到数控加工代码的一种数控加工方法 ,并以中心距 a=2 4 0 mm,传动比 i=4 0为参数的平面二次包络传动副为实例进行了建模和数控仿真。

平面二次包络环面蜗轮副的实体重构

对平面二次包给环面蜗轮传动副的三坐标测量数据采用几种插值方法进行实测数据的插值，并进行比较分析，确定了适合平面二次包给环面蜗轮传动副三维测量数据插值的方法，实现其三维实体的可视化，为平面二次包络环面蜗轮传动副的误差分析及误差控制提供依据。

平面二次包络环面蜗轮副三维实体造型及其应用

提出了平面二次包络环面蜗轮副的三维实体造型方法，介绍了三维造型系统的开发环境、系统结构和功能，并以母平面倾角β对齿顶“变尖”的影响为例，说明了所开发的三维实体造型系统的应用，展示了三维实体造型在蜗杆传动研究中的广阔前景。

斜平面二次包络环面蜗轮齿面的数字化与仿真

在空间啮合理论基础上,合理选择斜平面二次包络环面蜗杆副标架,分析原始型斜平面二次包络环面蜗轮的曲面结构,运用MATLAB进行曲面构造,实现了蜗轮曲面的数字化模型;应用Pro/E三维实体造型软件进行斜平面二次包络环面蜗轮的实体仿真和运动仿真,并对仿真的结果做了进一步的分析和验证。

基于双锥砂轮的环面蜗轮滚刀前刀面成形方法

多头环面蜗轮滚刀通常采用螺旋槽,以降低刀齿负前角的绝对值、并均衡每个刀齿左右两侧的前角,从而提高滚刀的切削性能。由于环面蜗轮滚刀螺旋线上各处的螺旋升角不同,所以各个刀齿左右两侧的前角均衡问题更为复杂,鲜有螺旋槽前刀面的精确成形方法的研究。基于环面蜗杆专用数控机床,提出采用双锥砂轮磨削螺旋槽环面蜗轮滚刀前刀面的方法,根据齿轮啮合理论,建立由双锥产形面展成平面二次包络环面蜗轮滚刀螺旋槽前刀面的数学模型,给出每个刀齿两侧在分度环面螺旋线上的前角计算公式。算例计算结果表明:如果采用直槽滚刀,对应的前角在-19. 530 3°～19. 530 4°;通过合理的参数选择,可使得螺旋槽滚刀对应的前角在-8. 1°～7. 3°,有效减小了刀齿负前角的绝对值。对环面蜗轮滚刀螺旋槽进行仿真加工,并且在仿真软件中对前角进行测量,测量结果与计算结果相吻合,证明本文方法的正确性。

平面二次包络环面蜗轮数控加工刀具轨迹的生成算法研究

针对目前传统的包络法加工平面二次包络环面蜗轮在精度上存在不可克服的缺陷,提出以其数控加工作为对象,利用截面法生成数控加工刀具轨迹的算法,在建立啮合面方程的基础上将齿面离散化,将离散模型与设定的截平面族求交,得到刀位点的离散坐标值,为其数控加工奠定理论基础。

直廓环面蜗轮的三维建模与加工仿真

建立零件的三维模型是CAD/CAM的重要内容之一,是实现装配设计、复杂零件设计、外观设计、有限元分析等必不可少的环节;三维模型的机械零件加工运动仿真,可真实、直观地再现复杂的加工过程,便于设计人员有所发现和创新。本文结合相关课题的研究和开发,利用ActiveX Automation编程接口,在AutoCAD2006环境下用VB编程进行二次开发,实现直廓环面蜗轮的参数化三维建模和加工运动仿真。

一种平面二次包络环面蜗轮副的特征建模方法

平面二次包络环面蜗轮副三维实体属复杂曲面造型,文章在坐标变换公式的基础上,讨论了环面蜗杆螺旋齿面方程,建立了环面蜗杆螺旋线参数方程,并用VBA编程建模.按此建模,用平面包络环面蜗杆产型齿的特征模型,在M DT 6.0三维绘图软件环境中实现平面包络环面蜗杆和二次包络蜗轮副的三维建模,并以断面图检验了其良好的接触啮合状态.所生成的实体模型具有给定参数的数字信息,可用于此类环面蜗杆的齿廓形状分析和进一步应用研究.

平面2次包络环面蜗轮副三坐标测量的数据处理

在综合分析了几种曲线、曲面测量方法的基础上 ,实现平面 2次包络环面蜗轮副的三坐标测量实践 ,探讨采用“三点共圆法”进行测量数据的处理的方法 ,实现对测量数据进行半径补偿研究 ,并对数据处理精度进行了分析 ,获得平面 2次包络环面蜗轮副的啮合面数据矩阵 ,为平面 2次包络环面蜗轮副的重构及误差分析打下基础。

基于VBA的平面二次包络环面蜗轮副实体造型

介绍了采用VBA开发机械零件三维实体造型的实现机制和关键技术 ,通过平面二次包络环面蜗轮副实体造型程序实例 ,阐述了在VBA应用程序中三维实体造型的设计方法。

直廓环面蜗轮的三维建模与加工仿真

建立零件的三维模型是CAD/CAM的重要内容之一,是实现装配设计、复杂零件设计、外观设计、有限元分析等必不可少的环节;三维模型的机械零件加工运动仿真,可真实、直观地再现复杂的加工过程,便于设计人员有所发现和创新。本文结合相关课题的研究和开发,利用ActiveX Automation编程接口,在AutoCAD 2006环境下用VB编程进行二次开发,实现直廓环面蜗轮的参数化三维建模和加工运动仿真。

平面二次包络环面蜗轮副润滑油膜厚度优化设计

本文对平面二次包络蜗轮副啮合过程中的弹流动压润滑油膜产生的条件和机理进行分析 ,以道森公式计算的最小油膜厚度为目标函数 ,以蜗轮齿根弯曲强度、接触强度、蜗杆根切等为约束条件 ,运用Matlab优化工具箱进行优化设计 。

基于MATLAB的直廓环面蜗轮副啮合面的可视化研究

在研究直廓环面蜗杆副的可视化基础上,借助MATLAB强大的可视化功能,对"原始型"和"变参数修形"的直廓环面蜗轮齿面的三维接触线及蜗杆副的啮合接触区进行了可视化研究。该研究为今后进行直廓环面蜗杆副传动性能的分析及其他蜗杆传动的研究提供了动态依据。

基于实例的平面二次包络环面蜗轮副设计研究

虽然平面二次包络环面蜗轮副具有传动效率高、承载能力大、使用寿命长等优点 ,但它的应用却始终受到限制。原因主要是 :(1)该型蜗轮传动设计及制造工艺均比较复杂 ,产品制造周期比较长 ;(2 )每生产一种规格的蜗轮副都要制作一把专用蜗轮滚刀 ,增加了蜗轮副的制造成本。基于实例的推理技术利用过去的设计以及设计经验来求解新问题。本文将这一思想与平面二次包络环面蜗轮副的设计结合起来 ,以期在蜗轮副设计和蜗轮滚刀的重用问题上取得成效 ,最终达到提高蜗轮副的设计效率、降低蜗轮副的制造成本的目的。

环面蜗轮滚刀侧后角面磨削干涉分析

环面蜗轮滚刀的刀齿密度影响着滚切出的蜗轮齿面的质量,刀齿数量越多,滚切出的蜗轮齿面精度越高。在进行侧后角面磨削加工时,高刀齿密度容易使磨削砂轮与其它刀齿干涉,导致临近的刀齿结构遭到破坏。本文通过对双锥产形面磨削侧后角面的分析,提出用干涉角度衡量磨削侧后角面时的干涉程度。计算出磨削各个刀齿侧后角面时的干涉角的大小,并分析其变化规律。通过分析,获得环面蜗轮滚刀左右两侧侧后面展成时的最大干涉位置。对于左侧后角面,在磨削入口第一个刀齿的齿顶时产生最大干涉;对于侧后角面,在磨削入口第二个刀齿的齿根时产生最大干涉。

环面蜗轮滚刀刃带宽受周向定位误差影响分析

环面蜗轮滚刀刃带面的刃带宽需控制在一定的范围内以保持刃口的强度和锋利性,圆周定位误差的存在使刃带宽发生变化。为了磨削出满足需要的刃带面,研究了周向定位误差对刃带宽的影响规律。根据微分几何和齿轮啮合原理,建立了求解含有周向定位误差的刃带宽的数学模型。研究了存在周向定位误差时,刃带宽沿环面蜗轮滚刀的轴向和齿高方向的变化规律。同时,在VERICUT中建立虚拟的四轴联动环面蜗杆磨床,对周向定位误差的影响进行仿真验证。研究结果表明:周向定位误差对环面蜗轮滚刀边齿齿顶处刃带宽的影响最大;刃带宽与周向定位误差具有很强的相关性,呈线性变化关系;对于特定的算例,当给定的刃带宽e=1. 0 mm在±10%范围内变化时,周向定位误差允许的调整范围为-0. 122°~0. 054°。

平面包络环面蜗轮副的加工误差的周期性分析

平面包络环面蜗轮副是一种具有广阔应用前景的优良传动形式 ,为了进行平面包络环面蜗轮副的标准化、系列化生产和加工误差控制研究的需要 ,本文对平面包络环面蜗杆加工误差进行了分类分析 ,建立了传动误差和安装误差等与加工误差的关系 ,实现对平面包络环面蜗杆周期性误差的分析 ,为平面包络环面蜗杆的误差控制提供依据。

一种基于半自动CAD的环面蜗轮滚刀制造方法

在传统的制造工艺中,环面蜗轮滚刀刀齿的顶后角面由手工磨削,不能保证滚刀刀齿刃带面的宽度;滚刀的每一个几何特征曲面是通过不同的制造工艺采用不同的机床加工生成,工艺繁琐且制造效率低。为了简化滚刀制造工艺,提高制造效率和刃带面的制造精度,本文提出一种滚刀半自动计算机辅助设计(Computer aided de⁃sign,CAD)方法。首先建立滚刀螺旋面和侧后角面数学模型,在此基础上提出一种滚刀刀齿顶后角面数学模型的建立方法;根据得到的滚刀数学模型计算得到滚刀各特征曲面点云坐标。以点云坐标为基础,通过对滚刀特征层次知识的参数信息进行分类和提取,实现滚刀在三维软件中的自动化建模。根据生成的三维模型,在四轴数控铣床上仅经过两次装夹可加工出完整环面蜗轮滚刀成品。在测量投影仪上对半自动CAD方法制造出的滚刀刀齿刃带面宽度进行测量,证明了刃带设计宽度的精度可以得到保证。在该滚刀滚切出的蜗轮和对应的蜗杆啮合试验中,蜗轮接触区边缘清晰且界限分明,说明了该蜗杆副传动啮合效果良好,用半自动CAD方法制造的滚刀切削性能良好。所提出的半自动CAD方法简化了滚刀制造工艺,提高了滚刀设计效率和制造精度。