渐开线斜齿轮整体虚拟滚齿仿真及齿面精度研究

利用专业三维软件CATIA V5的宏程序功能,基于共轭齿面包络加工原理,研究了滚刀加工渐开线斜齿轮的计算机虚拟加工问题,完成了斜齿轮的整体虚拟滚齿切削仿真技术。利用CATIA中的命令提取并结合由虚拟加工得到的众多细小曲面来形成齿轮齿面,实现了精确齿轮整体模型的仿真加工方法,并通过与理论齿面比较,齿面精度误差在1μm以下,验证了该方法的正确性,并对可能影响齿面精度的加工因素进行了探讨。本方法为提供齿轮机床的误差形成原理,以及理论齿面和误差齿面的齿轮有限元分析提供了一个虚拟的三维数据研究平台。

考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿轮包络铣削加工

针对柔性包络铣齿过程中加工效率与加工精度之间的矛盾,提出一种考虑齿面精度特性的渐开线圆柱齿轮包络铣削加工方法。根据空间包络铣削理论和齿面展成成形过程,建立通用刀具的空间曲面包络成形数学模型,并求解含残高差的包络铣齿刀位点;综合考虑齿面的微分几何特性和精度特性,研究铣齿刀具路径规划与齿面精度特性优化匹配关系,构建了渐开线齿廓展开角度与齿面残高差之间的曲线方程;在通用的四轴加工中心上采用通用立铣刀的包络铣齿加工实例验证了所提方法的正确性。实例分析结果表明,所提方法在保证包络铣齿加工效率的前提下,提高了渐开线圆柱齿轮主啮合区域的加工精度。

面向螺旋锥齿轮铣削的齿面几何精度协同优化

针对非正交螺旋锥齿轮面铣削,提出了载荷接触力学性能评估方法,在此基础上研究了自适应数据驱动齿面几何精度协同优化。首先,对双螺旋面铣削进行了齿面建模仿真,采用载荷齿轮接触分析方法(NLTCA)确定了载荷接触力学性能评估和装配误差之间的数据驱动关系,通过修正装配误差评估,建立了自适应数据驱动协同优化模型,一方面通过载荷接触力学性能评估的多目标优化(MOO)确定目标齿面时,使用达成度函数法获得帕累托最优解,另一方面通过装配误差修正优化齿面几何形状,且敏感性分析策略用于选择最佳设计变量。最后通过数值实例对所提方法进行了验证,结果表明所提方法具有良好的齿面几何精度和载荷接触力学性能评估。

提高单头蜗轮滚刀齿面造型精度的一个数值仿真方法

本文剖折了铲磨单头蜗轮滚刀齿面的数学机理,建立了齿面造型过程的仿真数学模型,并进行了数值仿真计算。数值仿真结果表明,该模型是可靠的,可直接用于实际加工。

高精度拟合的成形铣齿刀具刃型设计与仿真研究

成形铣齿刀具应用于铣削大模数齿轮,其刃型的拟合精度直接影响加工齿面的精度。针对成形铣齿刀具加工齿轮齿廓精度不高的问题,提出一种小分段NURBS高精度拟合斜齿齿轮铣刀刃型的方法。基于齿轮啮合原理,利用MATLAB建立斜齿轮齿面数学模型,利用坐标变换得出刀具铣削斜齿轮的接触线以及刀具刃型点,对刃型点进行传统的单圆弧拟合、分段三次拟合、小分段NURBS拟合得到不同精度刀具刃型。为验证小分段NURBS拟合刃型的加工精度,利用VERICUT对不同精度刃型刀具进行成形铣削加工,与标准斜齿轮齿廓对比。研究表明,小分段NURBS拟合刃型刀具使加工出的齿面精度提高。

汽车驱动桥准双曲面齿轮齿面测量误差精确计算

为精确获取汽车驱动桥齿轮实际加工齿面的真实误差,改善汽车齿轮的齿面精度,结合汽车驱动桥齿轮在传动方面的优越性及其在机床调整计算、加工方法和齿面测量等方面的特殊性,对其齿面数控展成与数字化检测的运动关系进行了深入分析;鉴于汽车驱动桥齿轮齿面拓扑结构的复杂性,结合齿面误差计算原理,在实际加工齿面检测信息的基础上,提出了一种汽车驱动桥齿轮齿面误差的精确计算方法;最后,通过齿轮齿面加工测量结果的比对,验证了该齿面误差精确计算方法的正确性和有效性。

准双曲面齿轮热处理畸变及接触区影响研究

准双曲面齿轮作为主减速器的重要零部件之一,其齿廓的畸变程度直接影响着齿面误差和齿轮接触区质量及一致性的好坏。针对齿轮热处理变形不受控的问题,研究了齿轮热处理的畸变机理。应用45点拓扑网格误差分析接触区偏移规律,以专用锥齿轮检测设备Gleason GMM350和600HTT滚检机为载体,通过实验对比齿轮热处理前后齿面精度变化和接触印痕偏移规律,验证了接触区偏移理论分析结果的正确性,且实验表明,齿轮热处理接触区从大端稍偏齿顶位置向齿面中间移动。

小模数锥齿轮齿面质量检测及应用技术

为了提升小模数锥齿轮齿面检测技术在实际生产中的应用水平,有效改善其齿面加工精度及啮合质量,减少机床调整时间和试切次数,通过小模数锥齿轮的齿面结构特点及误差测量原理和检测方法,对基于一维测头的齿面精度和加工质量检测及应用进行了分析;并通过齿面质量检测在生产实践中的具体应用方法说明了齿面质量检测技术在小模数锥齿轮数字化制造中的必要性。

端面弧齿联轴节数字化闭环制造技术研究

针对端面弧齿联轴节因存在齿形误差造成着色样式不合格时,难以快速识别问题根源、难以进行工艺参数调整的问题,提出一种端面弧齿联轴节数字化闭环制造技术。基于其加工原理,建立了理论齿面数学模型,通过齿面离散化处理,计算了各点的空间坐标与法矢。基于齿面数学模型,建立了齿面齿形误差的修正方法。运用Tikhonov正则化和L曲线的方法求解线性方程组,可得到修正齿形误差的机床调整参数和砂轮参数的修正量。结果表明,数字化闭环制造技术能够精确识别不合格工件的问题根源,并给出相应的修正量,试验工件的最大齿形误差值由14.3μm修正到3μm,着色接触区检测满足检验标准。该技术有效提高了齿轮副齿面精度以及加工效率,实现了制造过程的数字化、智能化。

滚齿机床振动对齿轮几何精度的影响

滚齿机床切削加工过程中,刀刃成排轮流从切入到切出,切削力由小逐渐变大,再逐渐变小,在工件和刀具之间产生周期性的激振力,使刀刃和工件加工表面产生相对位移,对加工齿轮的几何精度产生影响。研究机床结构振动与被加工齿轮精度的关系,建立滚刀和工件加工表面产生的相对位移对齿轮几何精度影响的理论模型,定量推导出了由此相对位移产生的齿廓误差;通过大量实验,对滚刀和工件加工表面产生相对位移对应的齿轮齿廓误差进行在线精密测量;使用此齿廓误差减法运算新方法,对两组实验数据进行对比分析。结果表明:提出的运算新方法能够准确地处理数据,实验数据很好地验证了建立的理论模型的正确性,误差小于2%。

偏心套在硬齿面齿轮箱装配中的应用

随着工业设备的发展和齿轮磨削技术的进步,硬齿面齿轮箱得到了广泛的应用,但对齿轮箱的装配也提出了新的要求。文中着重论述了偏心套的工作原理和结构形式,同时针对硬齿面齿轮箱,介绍了偏心套在装配中的调整方法和注意事项,对于偏心套的应用起着一定的推广作用。

外啮合椭圆齿轮多方案插齿三维仿真与分析

为验证外啮合椭圆齿轮插削模型并分析比较多方案插削齿面精度,基于非圆齿轮啮合原理,建立椭圆齿轮插削啮合数学模型及插齿刀数学模型,构建平面内齿坯等弧长转动、齿坯等转角转动、齿坯等极角转动及轴向无附加运动、齿坯附加运动、插齿刀附加运动多个仿真方案,仿真各方案的插削刀位轨迹。结果显示:插削啮合数学模型及仿真技术正确可行;相同效率下,齿坯等弧长运动精度最高;插齿刀冲程速度相同下,齿面精度仅决定于平面运动方式。

内啮合高阶椭圆齿轮多方案虚拟插削与分析

为探索节曲线内凹的内啮合高阶椭圆(斜)齿轮插削方法,文章基于内啮合插削运动特征,建立高阶椭圆(斜)齿轮插削模型,构建直齿轮插削插刀等转角、齿坯等弧长、齿坯等转角和齿坯等极角方法,设计斜齿轮插削插刀附加运动和齿坯附加运动方法。虚拟插削显示,节曲线内凹的高阶椭圆(斜)齿轮能够采用上述方法进行插制,齿坯等弧长法插制的齿轮各齿廓齿面精度一致,附加运动方法对齿向精度无影响。

螺旋锥齿轮数字化闭环制造的主要功能模块及其实现

基于中心计算机、国产齿轮测量中心和四轴联动数控铣齿机,将齿面的数控展成、数字化检测、计算机数值处理及数字化反调修正有机组合,构建了螺旋锥齿轮数字化闭环制造系统。实际应用表明,该系统能有效控制齿面几何精度与啮合质量,齿面质量稳定,加工效率高。

螺旋锥齿轮齿面展成及加工精度控制的现状与趋势

螺旋锥齿轮齿面结构复杂,其加工精度及啮合质量的控制一直是齿轮制造技术中的难题。笔者通过阐述螺旋锥齿轮齿面几何结构及加工工艺特点,从螺旋锥齿轮不同制造模式中的齿面展成、检测及反调修正等几个方面,论述了螺旋锥齿轮齿面展成及加工精度控制的现状与发展趋势。

YK75系列齿轮成形磨削机床及关键性技术研究

文中介绍了高精度硬齿面直齿、斜齿内齿轮、精密外齿轮的成形磨削加工,以及高刚度高转速磨削头的设计研发。基于渐开线形成原理,采用两轴直线插补实现砂轮截形的精确修整,开发高效的砂轮修形软件及智能化操作界面。