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dSPACE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。

在线振动监控提升强力珩齿加工质量

强力珩齿作为齿轮精加工最优的方法而被越来越多地采用,为了提升强力珩齿的零件加工质量,本文阐述了强力珩齿设备振动监控的原理和数据分析的方法,并举例实际应用,采用理论分析和实际验证数据比对结合的方法,分析了振动图谱、设备状态和零件检测结果的对应关系。结果表明,珩齿振动在多数情况下会影响零件齿面波纹,并会带来不同阶次的振动,通过设置监控限值用于确保零件加工质量。

内啮合强力珩齿工件齿面珩削纹理预测与控制方法研究

以内啮合强力珩齿工艺为对象,研究工件齿面珩削纹理的形成机制,并对珩削纹理进行预测,提出一种珩削纹理的主动控制方法。建立工件齿面接触线模型,模拟珩齿加工过程;研究珩磨轮修整工艺原理,得到珩削速度与加工纹理的映射关系。由于珩削速度受制于工件齿轮与珩磨轮的中心距和轴交角等参数,提出以轴交角和中心距为控制对象,对珩削工件齿面纹理的分布情况及纹理变化趋势进行控制的方法;采用不同工艺参数进行齿轮加工,并对齿面进行三维形貌检测。被加工齿轮齿面检测结果与预测模型高度吻合,表明采用该方法可以实现对珩齿加工纹理的控制。

数控内齿珩轮强力珩齿珩削力的预测

文章建立了内齿珩轮强力珩齿珩削力的预测模型。首先推导珩齿加工啮合过程中接触线和切削厚度数学模型,并基于此模型将珩磨轮的磨削刃离散为微元磨削刃;然后由平面磨削模型构建珩磨轮的微元磨削刃模型,建立珩齿珩削力预测模型,并分析珩削力随工艺参数的变化规律;最后结合Fassler HMX-400数控内齿珩轮强力珩齿机及其内置的Kistler力传感器进行珩齿珩削力测量实验。实验结果表明,预测的珩削力的数值和变化趋势与实验测量结果相符,该珩削力预测方法有效。

基于电子齿轮箱的内齿珩轮强力珩齿轮廓误差补偿控制研究

多轴控制系统的轮廓误差具有强耦合特点,由于是多轴联动产生的结果,仅提高单轴的跟踪精度不一定能降低轮廓误差。为降低珩齿多轴控制系统的齿面轮廓误差,进一步提高珩齿的加工精度,文章提出一种简单有效的补偿控制策略。分析珩齿机的机床结构,根据珩齿多轴电子齿轮箱(electronic gearbox,EGB)控制系统的数学模型推导出基于齿轮啮合原理和坐标变换的齿面轮廓误差数学模型,并设计出一种简单的齿面轮廓误差补偿控制器。仿真和实验结果表明,所提出的补偿控制策略对降低齿面轮廓误差有显著的效果。该文方法对提高珩齿实际加工精度具有一定的指导意义。

变齿厚齿轮的珩齿加工

介绍了一种变齿厚齿轮的珩齿加工方法。根据变齿厚齿轮的几何特征,选用蜗杆式珩磨轮来珩削变齿厚齿轮方案,并且设计了一套简便实用的定压浮动珩齿装置。通过珩齿加工后,降低了变齿厚齿轮的齿面粗糙度,提高了齿轮精度。

超声珩齿振动系统的设计方法及其动力学特性

超声辅助珩齿是一项应用前景良好的齿轮精加工方法,其振动系统的设计是关键技术之一。分析了变幅杆和齿轮振动时的耦合关系,对振动系统做了合理简化。在此基础上,结合边界条件,提出一种新的振动系统设计方法,并利用它设计了变幅杆,分析了变幅杆和齿轮的动力学特性。通过与有限元分析及试验结果比较,说明所提出理论模型是完全合理可行的,实例计算结果比有限元分析结果更接近实测值。所获得的结论对超声珩齿振动系统的设计有一定的指导意义。

超声珩齿指数型变幅器的动力学特性

超声振动可以有效地减小珩磨力,超声空化现象与切削液的共同作用对珩磨轮实现实时动态清洗,从而减小珩磨轮堵塞、提高加工效率,超声和珩齿进行复合加工是一种应用前景良好的齿轮精加工方法。超声珩齿的加工对象——齿轮,是一类特殊负载(直径大,厚度小),且对振动系统的加工频率影响大,在超声振动系统设计时,必须将变幅杆和齿轮组成变幅器进行全面考虑。鉴于此,根据应力耦合,将齿轮作为圆盘,采用指数型变幅杆,推导频率方程,对变幅杆的设计长度和变幅器振动频率进行数值分析,发现变幅杆的共振频率恰好是变幅器的失谐频率,变幅器的共振频率与变幅杆的固有频率也不相同,这能够为超声珩齿变幅器的设计提供理论依据。

内啮合珩齿的理论研究和微机模拟齿面接触分析

本文应用空间交错轴内啮合理论对内啮合珩齿方法进行了理论研究，推导渐开面包络内齿珩轮的齿面方程，采用微机模拟齿面接触分析．并得出结论．为内啮合珩齿的实际应用提供了理论依据。

珩齿切削速度分布特性对齿面质量的影响

珩齿加工过程中接触线上切削速度分布的不同会导致齿轮工件经珩齿后齿廓表面质量差异较大,影响工件的使用性能,为了进一步提高硬珩齿加工质量,根据运动展成原理并结合坐标变换法推导出了接触点上的切削速度的向量表达式,通过实验得出切削速度与齿轮工件齿面质量之间的关系。实验结果表明,随着珩齿速度的提高,工件同一齿面粗糙度值的差异会进一步扩大,同一齿齿面质量差异会更加明显。

硬齿面齿轮珩齿刀制造新工艺的研究

开发了电镀CBN埋砂法结合高温热扩散法制做硬齿面齿轮珩齿刀的新工艺。对影响珩齿刀寿命的最大因素—CBN复合镀层与基体的结合力进行了研究。对电流密度 ,温度和pH值进行了合理选择。实验表明 :在置砂中应将电流密度控制在 0 .2 5A/dm2 左右 ,温度控制在恒温 40℃左右 ,pH值控制在 3 .5 ～ 6.0之间。在真空热扩散中 ,将最高温度控制在 65 0℃以内 ,既使基体变形误差达到要求 ,又使CBN复合镀层与基体达到了“半冶金化”结合。在剃齿机上用所制作的珩齿刀加工齿轮的实验证明 ,达到所需的结合力。

超声珩齿中弯曲振动变幅器的设计与研究

齿轮是超声珩齿加工中的一类特殊负载,它的振动特性和固有频率对系统的加工频率影响很大.由于齿轮的尺寸和质量大,且其尺寸不能任意更改,现有的振动系统设计理论,如全谐振设计理论、质量置换理论、局部共振理论等,都不能适用于这一情况.为解决此问题,应用Mindlin中厚板理论、变幅杆设计原理和机械阻抗理论对由变幅杆、齿轮组成的变幅器的振动特性进行研究,推导出变幅杆与齿轮的机械阻抗,并根据阻抗匹配原理得到变幅器的谐振频率方程.在此基础上进行了变幅器的设计,通过有限元分析与试验验证了设计理论和设计方法是完全可行的,且有较高求解精度,解决了超声珩齿推广应用的一项设计技术难题.

电镀CBN珩齿刀的工艺研究

分析现有电镀CBN珩齿刀的制作工艺 ,重点论述其基体与镀层的结合力及置砂问题 ,提出改进措施。

内齿珩轮强力珩齿齿面粗糙度预测与工艺参数优化

为了有效降低汽车高档变速箱齿轮传动噪声,针对强力珩齿工艺参数对齿轮表面粗糙度Ra的影响,在一定工艺参数范围内采用响应曲面法设计强力珩齿试验,并建立Ra预测模型,分析强力珩齿的珩轮转速nH、Z向进给量fZ和X向进给量fX等工艺参数对被珩齿面Ra的影响规律;在满足齿面Ra≤0.36μm的精度下,通过布谷鸟搜索算法优化出最大强力珩齿效率的一组工艺参数。结果表明,在一定内齿珩轮强力珩齿工艺参数范围内,nH对被珩齿轮工件表面粗糙度影响最大,fZ和fX的影响程度基本相当,通过响应曲面法建立的表面粗糙度模型置信度高;经优化的一组强力珩齿工艺参数所加工的齿轮表面粗糙度Ra值满足齿面精度要求,可在珩齿前对被珩齿轮工件表面质量进行预测和控制。

外啮合珩齿的间齿啮合过程分析

为了研究间齿珩齿加工方法中的空间间齿啮合过程,将该过程分为标准渐开螺旋面啮合过程和顶刃啮合过程。基于空间几何学和啮合原理,本文分别建立两个啮合过程的三维模型,得到各过程的接触点,以及两个齿面上接触点的对应关系。根据跳牙蜗杆与齿轮的几何关系,提出了确定各个过程分界点的方法。以具体参数的跳牙蜗杆与齿轮为例,对齿面上各个过程的接触点迹线进行三维仿真,并绘制接触点迹线上不同位置的相对速度曲线图,针对相对速度的大小和方向进行了分析,为间齿珩齿加工机理的研究奠定基础。绘制了整体误差单元曲线,与实体求交法对比,完全吻合,验证了该模型的正确性。

超声珩齿圆锥形变幅器动力学特性

为获取非谐振单元超声珩齿变幅器动力学特性,根据Mindlin理论及建立的变幅杆和中厚圆环板的力耦合条件,推导了变幅器的频率方程和位移振幅方程,利用MATLAB软件求出了变幅器设计参数和位移振幅的数值解。有限元分析及动力学实验得到的谐振频率和位移振幅与数值解一致。

CBN珩轮整形珩齿机理研究

在求得CBN珩轮和齿轮的主曲率、主方向及啮合点处密切抛物面的基础上 ,从接触变形入手 ,对珩齿切削深度进行了分析计算 ,并对微观切削过程进行了初步探讨 。

超声珩齿指数型变幅器动力学特性研究

为研究超声珩齿振动系统的非谐振设计,扩展该理论的应用范围,提出中厚圆环板及变幅杆组成的变幅器的力耦合条件,建立了变幅器的数学模型,基于Mindlin理论推导了变幅器的频率方程。利用MATLAB软件求出了变幅器设计参数的数值解,得出了一组变幅器的设计参数,用有限元对进行模态分析,发现与理论设计要求的振型和频率完全相同,从而验证了非谐振设计方法的可行性。该理论方法使变幅器设计由含薄圆环板类齿轮的情况拓展到含中厚圆环板类齿轮的情况。

内啮合珩齿啮合理论分析及试验

内啮合珩齿是硬齿面齿轮精加工的重要方法,技术难点之一是用齿轮式的金刚石修整滚轮对内珩轮进行修形,本文探讨了齿轮式金刚石修形轮的制作方法,应用空间啮合理论对内啮合珩齿修形及加工的啮合状况进行了分析,并用自制的金刚石修形轮在D 250 C内啮合珩齿机上进行了修形及加工试验。试验证明,自制的金刚石修形轮精度完全符合使用要求。