大型数控成形磨齿机齿距误差溯源

齿轮的齿距误差大小直接影响到齿轮在传动过程中的平稳性,而大型数控机床具有自由度多、尺寸大、行程长的特点,对机床中影响齿距精度的误差进行溯源则显得更加关键。以五轴数控机床为研究对象,采用齐次坐标变换矩阵的方法,建立包含机床主要误差的误差传动模型。运用Morris方法对误差源进行溯源分析,得出影响因素较大的误差项。结果表明,通过所建立的误差溯源模型,对磨齿加工过程中的误差项进行溯源分析,可获得关键误差,可为后面的误差补偿提供理论基础。

大齿轮齿距偏差测量仪弹性测杆机构仿真及优化

为了实现大齿轮齿距偏差测量难的问题,研制出一种大齿轮齿距偏差测量仪.针对测量仪中的弹性测杆机构的弹性变形影响测量精度的问题,对其组成及工作原理进行介绍并使用ANSYS Workbench进行仿真计算.根据计算结果对其误差进行分析并优化,以提高该仪器测量精度.经过仿真分析,改变铰链厚度可以减小其测量误差,为测量仪今后的误差分析提供了一定的理论基础.

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。

精梳锡林前区齿距对纺纱质量的影响

为了研究精梳机锡林前区齿距对纺纱质量的影响,在纺纱工艺条件及其他梳理区齿距不变的条件下,分别改变精梳锡林第1及第2梳理区的轴向齿距进行纺纱试验,并对精梳质量及成纱质量进行测试。结果表明:当精梳锡林第1梳理区针齿的轴向齿距由0.80 mm减小至0.60 mm时,成纱的IPI值显著减小,成纱断裂强力提高,成纱条干CV值减小;当第2梳理区针齿的轴向齿距由0.60 mm减小至0.55 mm时,成纱的IPI值显著增加,成纱断裂强力降低,成纱条干CV值增大;减小锡林第1梳理区针齿轴向齿距,精梳条棉结含量增加;减小锡林第2梳理区针齿轴向齿距,精梳条棉结含量减少;改变第1、第2梳理区针齿轴向齿距,对精梳条中纤维长度分布及精梳落棉率无显著影响。认为:适当减小锡林第1梳理区轴向齿距,有利于提高成纱质量。

基于多齿定位分度机构的高精度齿距样板的研制

齿距样板是用于校准齿轮测量仪器齿距累积总偏差测量示值误差、单个齿距偏差测量重复性和回转台角定位误差的标准计量器具。为研制高精度齿距样板,本文首先基于误差均化原理设计了一种多齿定位爪用于磨齿机定位分度机构,然后对多齿定位分度机构的误差均化效应和分度精度保持性进行了数据仿真,最后分别采用单齿和多齿定位分度机构进行了对比加工实验。实验结果表明:相较于单齿定位分度机构,采用多齿定位分度机构时被加工齿距样板的单个齿距偏差降低了30.0%~36.4%;齿距累积总偏差降低了30.4%~48%,最终实现了法向模数mn=4 mm、齿数z=30、单个齿距偏差fp=0.6μm、齿距累积总偏差Fp=1.4μm的齿距样板的超精密加工,其齿距精度优于圆柱齿轮国家标准GB/T 10095.1-2022对该规格1级精度齿距公差的要求(fpT=1.7μm,FpT=5.0μm),本研究为高精度齿距样板的制造提供了支撑。

基于机器视觉的直齿轮齿距偏差检测

针对直齿轮齿距偏差测量难度大、测量精度低的现状,文章采用机器视觉技术对直齿轮的齿距偏差进行检测。通过机器视觉系统获取齿轮图像,利用改进的Zernike矩亚像素边缘检测算法进行齿轮边缘检测;利用重心法求取齿轮几何中心,利用统计连通域法求取齿数,利用凸包法计算齿顶圆半径并计算获取齿根圆半径,通过齿顶圆公式计算模数,通过分度圆公式计算分度圆半径;依据测量结果给出了齿轮齿距偏差的测量方法,通过测量结果与直齿轮实际尺寸对比和分析,证明了该算法的合理性,可以实现齿距偏差的有效检测。

基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距偏差测量新方法

为了测量特大型齿轮齿距偏差,提出了基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距测量新方法。利用激光跟踪仪的大空间测量能力测量齿轮齿槽,分别获得被测特大型直齿轮相邻两条齿距误差曲线。由于被测齿轮直径超过6 000 mm,可以根据点到直线距离公式近似计算单个齿距误差。首先,分析了传统方法下基于激光跟踪仪构建齿轮工件坐标系后的齿距测量模型,并根据特大型直齿轮的特点,提出了基于激光跟踪仪的无坐标系特大型直齿轮齿距误差测量模型。测量模型回避了特大型齿轮工件坐标系的建立,直接对齿槽进行双面接触测量;通过对两条齿槽测量直线进行误差评定即可获得单个齿距最大误差与单个齿距平均误差,通过转站测量实现齿距累积总偏差的测量;最后,采用蒙特卡罗法对不同测量方法的测量不确定度进行仿真分析,得出系统测量不确定度。实验结果表明,提出的基于激光跟踪仪的特大型直齿轮齿距偏差测量方法满足直径6 000 mm以上的8级精度特大型齿轮的单个齿距偏差测量要求,满足直径6 000 mm以上的10级精度特大型齿轮的齿距累积总偏差测量要求。

基于齿距偏差曲面的面齿轮齿距偏差测量

基于面齿轮传动的特点,为获得准确可靠的面齿轮的齿距偏差,参考其他类型齿轮齿距偏差定义,提出相邻齿面的面齿轮齿距偏差曲面及齿距法向偏差曲面概念,构建基于三坐标测量机获得面齿轮齿距偏差曲面及齿距法向偏差曲面方法:通过三坐标测量机得到实际面齿轮齿面数据,构建其真实数值齿面,选定基准齿面,将相邻真实齿面旋转理论夹角γ得到齿距偏差曲面。给出对面齿轮齿距偏差曲面进行分析获取齿距偏差数据的方法与步骤。研究结果表明:面齿轮齿距偏差曲面、齿距法向偏差曲面概念及测量方法、齿距偏差数据获取方法的提出为面齿轮制造误差评价提供一种新方法。

考虑齿距累积误差的圆柱齿轮动态磨损分析

齿距累积误差是齿轮传动系统中广泛存在的一种制造误差。考虑齿距累积误差,基于轮齿承载接触分析方法建立载荷分配模型,从而得到啮合刚度和空载传递误差,并将其导入齿轮转子动力学模型中计算系统振动响应。基于所得到的动态载荷和Archard磨损理论,建立齿轮动态磨损预测模型。分析了齿距累积误差对啮合特性、响应特性以及磨损分布的影响。结果表明,齿距累积误差会引发齿间载荷分配和齿间磨损的不均匀性,导致振动响应中出现轴频、追逐齿频率和组合状态频率等频率成分;轻微磨损有助于缓解齿间载荷分配不均,但剧烈的磨损会恶化均载特性,导致振动加剧;采用追逐齿设计可以使磨损不均匀性系数降低约30%。研究结果可为齿轮磨损机理研究和齿轮参数设计提供理论依据。

基于电子齿轮箱非圆齿轮齿距误差补偿研究

文章针对非圆齿轮滚齿加工难以获得较高精度的问题,对非圆齿轮滚齿加工误差及其补偿方法进行研究。推导非圆齿轮滚齿加工数学模型,构建非圆齿轮滚齿加工电子齿轮箱运动控制模型,并从几何角度分析推导电子齿轮箱展成控制误差所引起的非圆齿轮齿距误差;根据构建的非圆齿轮齿距误差关系式,建立电子齿轮箱非圆齿轮齿距误差补偿控制器,添加到电子齿轮箱运动控制模型中,并通过仿真实验分析对比补偿前、后的控制效果。研究结果表明,该文方法能够有效地降低非圆齿轮齿距误差。

利用激光位移传感器高精度测量圆柱齿轮齿距方法

为了提高圆柱齿轮的加工生产质量,提出利用激光位移传感器进行高精度测量圆柱齿轮齿距的方法。采用激光位移传感器进行圆柱齿轮进行齿轮齿距图像采集,结合摄像机与激光器的相对方位获取其三维坐标,构建圆柱齿轮齿距的世界坐标系,利用线结构光视觉技术实现对圆柱齿轮的测量轴直径求解,根据发射的激光形状分析圆柱齿轮光条图像的特征点,通过编码技术对光条进行跟踪,检测光条特征点并计算侧头相对于齿轮轴心线的最大变动量,根据圆柱齿轮表面的光栅图实现高精度测量。测试结果表明,该方法进行圆柱齿轮齿距测量的偏差较低,精度较好,能够实现对圆柱齿轮齿距的非接触式高精度测量。

齿距误差对斜齿轮副系统振动特性的影响

工程实际中斜齿轮副存在齿距误差,为此研究了齿距误差对斜齿轮副系统振动特性的影响。基于齿距误差的周期时变性,提出一种将齿距误差模拟为正弦函数的方法,用于齿距误差的计算。考虑齿距误差的影响,建立了斜齿轮副系统的弯-扭-轴耦合动力学模型。通过龙格-库塔(Runge-Kutta)数值积分法,分析了齿距误差对系统振动特性的影响。研究结果表明:齿距误差的引入对系统扭转振动的影响最大,当齿距误差以相同程度变化时所导致的系统扭转方向振动响应增大或减小程度相同。

不同齿距下岩石结构面的剪切强度峰值力学特性研究

通过RDS-200岩石节理剪切试验系统,利用高强度硫铝酸盐水泥作为类岩石材料,进行了规则齿形结构面在不同齿距下岩石剪切强度峰值力学特性研究,探究了在不同齿距和不同法向应力作用下结构面峰值抗剪强度变化规律。试验结果表明,结构面的齿距对峰值抗剪强度具有一定的影响作用,在常法向应力(CNL)的作用下,起伏角和结构尺寸一定,随着结构面齿高的增大,岩石的剪切强度峰值也随之增大;同一齿距下,随着法向应力增大,锯齿状结构面的剪切强度峰值也随之增大。该研究成果对后续结构面剪切变形的研究和工程的安全稳定性评价具有一定的参考价值。

基于VC环境下对单个齿距偏差和齿距累积总偏差实验的数据处理

文章介绍了单个齿距偏差和齿距累积总偏差的测量原理,同时也介绍了相对法的测量方法。详细介绍了为了实现实验数据的自动处理,在VC环境下编程的思路。程序界面直接显示出计算法的表格和图解法的图形,并将两参数的结果显示出来。经过大量的测试,结果表明该程序的算法是正确,操作简单、方便。

齿轮齿距偏差和齿距累积误差测量的智能改造

主要介绍机械仪器测量齿轮齿距偏差与齿距累积误差的智能改造,实现运用单片机进行数据采集、数据处理和数据显示,并可通过计算机联网进行测量数据的分析与计算.

齿轮齿距误差虚拟检测仪的研制

在传统的机械式齿轮跳动误差检查仪的基础上,以个人计算机为核心,借助于虚拟仪器技术开发了齿轮齿距误差虚拟检测仪,介绍了检测系统的软硬件设计,并对系统进行了误差分析与评价。

手提式齿距仪的智能化仪表改造

本文主要介绍手提式齿距仪测量齿轮齿距偏差与齿距累积误差的智能化改造,运用单片机进行数据采集、数据处理、数据显示.并可通过计算机联网进行测量数据的分析与计算.

渐开线齿轮齿距自动测量模型研究

基于齿距绝对法测量的基本原理，设计了针对模数为0．5-5mm、螺旋角0—90°的4级渐开线齿轮的齿距自动测量系统；通过分析齿轮和测头协调运动的速度关系和时间关系，建立了齿距自动测量模型；在哈尔滨量具刃具公司生产的齿轮测量中心3903A上验证了所提出的齿距测量方案和模型的正确性，实验结果表明测量效率和测量精度比传统的齿距测量仪都有所提高。

弧齿锥齿轮的齿距误差对传动性能的影响研究

采用齿轮啮合仿真和承载啮合仿真技术 ,对重合度达到 2 .0的航空弧齿锥齿轮的齿距误差的影响进行了研究。首先定义了航空弧齿锥齿轮相对齿距误差 ,选取了量级 ,研究了这一误差对齿轮实际重合度、传动误差、齿面载荷分布和齿间载荷分配的影响。进一步又分析了在一定齿距误差下载荷变化的影响以及固定载荷下误差变化的影响 。

未知参数小模数齿轮齿距和齿廓偏差视觉测量

小模数齿轮齿槽间隙小,接触式测量难度高,且易损坏测头,本文主要研究基于视觉的未知参数小模数齿轮的齿距偏差和齿廓偏差测量。基于亚像素数字图像处理技术定位齿轮测量基准,即齿轮几何中心,并测量得到齿数、模数、齿顶圆直径和齿根圆直径;依据齿轮精度标准ISO1328-1:2013中偏差项目定义,给出了基于视觉测量的齿轮齿距偏差和齿廓偏差评定方法,开发了小模数齿轮视觉测量数据处理软件。对模数为0.5 mm的渐开线圆柱直齿轮进行了齿距和齿廓偏差视觉测量试验,并与齿轮测量中心的测量结果对比,左右齿面测量结果的绝对误差最大为4μm,最小为1μm,评定齿轮精度等级均为8级。本文给出的未知参数小模数齿轮视觉测量系统和偏差评定方法可在一定范围内用于小模数齿轮测量。