提高齿轮的加工精度探析

本文介绍了采用滚齿、剃齿加工齿轮时,如何提高齿轮加工精度的方法。     

齿轮齿廓范成过程的计算机动态仿真

通过计算机对齿轮齿廓范成过程的动态仿真,可形象地看到不同参数下齿轮的范成过程、加工后的齿形以及有无根切形象。克服了用齿廓范成仪做实验时,参数不能改变的局限性。基本满足现代化教学要求。     

渐开线齿廓“直线修整”的探讨

本文对渐开线齿廓“直线修整”的修缘量、修缘高度和修缘曲线三个基本内容进行探讨。采用有限元法分析计算了不同齿数、模数和变位系数的直齿轮轮齿在不同同载荷作用下各啮合点的法向弯曲变形量,列出了各种关系曲线,并把各个参数对法向弯曲变形量的影响作了讨论,在考虑到齿面接触变形量后,提出直齿轮轮齿齿顶修缘量的确定方法和近似计算式。通过分析比较后,本文提出采用长修缘的方式决定修缘高度的建议。为了能在一般齿轮加工机床上进行修缘加工,本文提出采用压力角略大于原齿廓曲线压力角的另一条渐开线作为齿顶修缘曲线,并且计算了在不同修缘量和修缘高度下修缘渐开线原始齿廓的压力角,从而提供了适用于直齿轮、斜齿轮“直线修整”的计算方法。     

在滚齿机上滚切齿数大于100的质数斜齿圆柱齿轮

在滚齿机上加工斜齿轮需要通过合成机构用运动合成的方法来解决，同时加工大于100的质数齿轮也需要通过合成机构用运动合成的方法来解决。本文通过分析推导出了加工齿数大于100的质数斜齿圆柱齿轮的换置公式。     

基于计算一实验综合模型的啮合齿面关键摩擦特性参数反求研究

在齿轮传动动测实验的基础上,引入有限单元法多场耦合分析和反求技术,提出了面向工程的复杂齿轮传动摩擦多性态概念,建立了复杂齿轮传动的“计算一实验综合模型”：利用该综合模型对不同润滑状况下齿面摩擦因数进行了合理的反求,解决了复杂曲面摩擦因数难于求解的问题。     

复杂曲面数控铣削加工工艺参数优化研究

建立铣床参数优化模型,采用遗传算法进行参数寻优,得到复杂曲面切削参数的最优解;通过对铣削加工过程主要影响因素进行分析,得到优化函数和相应的约束函数;利用CAXA通过软件对计算出的理论优化结果进行模拟加工,结果表明工艺参数优化后,可以达到提高生产效率、保证产品质量、降低生产成本的目的.     

航空复杂曲面加工精度预测及影响因素分析

在综合考虑机床动静态因素的基础上,建立了各运动轴伺服运动模型和多体联动模型,给出了刀具的实际运动位置和姿态,基于包络理论求解了零件实际铣削成形点、线和层面,采用曲面造型方法构建出零件型面的综合误差。以复杂非可展曲面——"S"试件为例,进行了加工误差的预测和分析,给出了位置环、速度环等机床重要参数对工件铣削精度的影响,并通过切削试验后的数据回归分析予以验证。该平台的搭建为实现航空关键零件加工精度预测提供了技术支撑,依据计算结果可实时调整机床的动态参数,评估机床的加工状态。     

配备砂轮修整装置的CNC齿轮成形磨削机床的研制

1 前言 随着对齿轮的传动速度、传动能力要求的不断提高,降低齿轮传动的振动和噪音将成为重要课题。以成形方式可以实现对带有任意齿形的齿轮及对齿面要求三维修正的齿轮进行磨削加工。齿轮的成形磨削将是下世纪齿轮的磨削方法。 以往的成形磨齿机床要使用样板对砂轮进行修整,加工极为繁琐。近期出现了以数控方式对砂轮进行修整的磨齿机床。但在砂轮修整的高精度化、机床轴配置的最佳化、减少控制轴数目上尚存在问题。     

正齿轮的最优啮合理论

本文提出了齿轮理论中的一个新命题——最优啮合(即最优齿型)问题,并在理论上对它作了一些初步探讨。首先,建立了啮合基本微分方程,然后,以之为基础进而对一种效率最高的最优啮合齿轮作了具体研究,建立并求解了相应的变分问题。结果表明,已在钟表中长期广泛应用着的一种摆线齿轮(其下半齿廓是纯径向线)实际上是效率最高的实用齿型。作为一个副产品,文中还提出了求解齿轮啮合理论中其他三个基本命题——正命题、反命题、杂交型命题——的简便而通用的解析方法。本文的理论不难推广到斜齿轮上去。     

微段渐开线齿轮接触强度与弯曲强度的分析

介绍了微段渐开线齿廓形成过程，从理论上分析了微段渐开线齿廓以凹凸方式啮合时其曲率半径相等及其接触应力嘶很小的原因．同时通过有限元法分析了微段渐开线的弯曲强度，并与相同情形下的渐开线齿轮进行了比较，指出了微段渐开线齿廓的弯曲强度优于渐开线齿廓的原因．     

基于等距映射特征匹配的薄壁件镜像加工刀路补偿算法

在大型薄壁件的镜像铣削加工时,装夹过程会造成工件的变形,如果使用初始的刀具路径会导致薄壁件厚度不均匀,过切或欠切。为了提高加工精度,在铣削加工之前添加激光扫描环节,并提出一种基于等距映射特征匹配的薄壁件镜像加工刀路补偿算法。应用运动学变换公式将激光扫描数据转换为点云,通过点云预处理简化过程,对理论曲面和实际曲面进行Delaunay三角网格曲面重构和计算定位点和匹配点任意两点间的测地线距离,再运用非线性最小二乘迭代计算完成基于等距映射理论的曲面特征匹配,最后基于面积坐标公式完成刀路的补偿。经过加工测量实验,该算法能减少67%加工误差,验证了该算法的有效性。     

用齿轮滚刀加工蜗轮的蜗杆付修正计算

本文从非标准压力角齿条和渐开线齿轮啮合以及齿轮移距变位原理出发,对阿基米德蜗轮付进行了修正计算,从而在普通滚齿机上利用齿轮滚刀比较简单地解决了大模数多头蜗轮付的近似加工问题。该法较一般直接采取用齿轮滚刀加工未经修正计算蜗轮付的方法准确,较在铣床上用飞刀切制蜗轮加工法简单,对近似加工单件生产蜗轮付有一定的实用意义和参考价值。     

螺旋齿轮传动设计中的最小油膜厚度计算

现代齿轮传动向着体积小、重量轻、高速重载方向发展。因此齿面胶合和磨损已成为主要的破坏形式。理论和实践证明，齿轮间润滑油膜的存在及其厚度对防止齿面失效具有重要意义。利用弹性流体动压润滑理论，推导出螺旋齿轮传动中的最小油膜厚度的解析计算公式，为进一步研究螺旋齿轮润滑提供了依据。     

基于AdvantEdge加工的M2高速钢微铣削力仿真与预测

微织构的加工领域中常用到激光加工，但激光加工设备成本高且无法进行大规模生产，因此文中用已发展成熟的加工中心来对高速钢进行铣削加工。采用0.3 mm的硬质合金微小径铣刀，利用数控加工中心对M2高速钢进行微沟槽铣削加工；在微铣削加工中，铣削力过大会导致铣刀磨损过快影响加工质量，因此笔者利用仿真软件AdvantEdge对微铣削加工进行仿真；由于微细铣削不同于传统铣削，分析了刀具前角以及刀刃圆弧半径对铣削力的影响，并利用正交实验的方法，研究切削参数及刀具几何参数对铣削力的影响规律；采用MATLAB多元线性回归对铣削力进行预测；最后通过一组实验对预测模型进行验证。结果表明构建的模型对铣削力的预测较为准确，误差在10%以内。该研究方法有助于在实际加工中更高效、更便捷地选用合适的切削用量。     

直线元成型复杂曲面的五坐标CNC加工技术

论述了通用直线元素成型的复杂曲面的计算机数字控制加工技术，尤其是叶轮叶片的多坐标联动的铣削原理，多种曲线综合插补控制功能对通样条用直线元成型的整体透平叶轮数控加工技术。所采用的是一种线接触包络成型复杂曲面方法，这是针对各种雕塑曲面零件五坐标数控加工提出的一种有效方法。     

锥面包络圆柱蜗杆传动可控失配修形的研究

对锥面包络圆柱蜗杆传动(ZK蜗杆传动)进行了可控修形。分析了修形传动的基本原理。提出了通过改变蜗杆齿面接触点的位置及曲率修正量来改变传动的齿面接触状态的方法。修形加工可通过改变砂轮的几何尺寸及安装参数来实现。     

基于MasterCAM的模具数控加工过程分析与应用

模具零件因其复杂的空间形面和形面特征而广泛采用数控加工方式。以常见的凹槽模具为例,基于MasterCAM对其数控加工过程进行了分析和参数设定。运用不同铣削方法完成了粗、精加工程序的编制与仿真,分析比较了典型的粗、精加工组合方式的加工质量和加工时间,确定了合理、高效的铣削方法。旨在探索一种优质、高效的数控加工方法,保汪加工精度和质量、缩短产品生产周期、降低加工成本。     

基于AdvantEdge的7075 T651铝合金铣削参数有限元仿真优化

为了在7075 T651铝合金铣削过程中控制铣削力和铣削温度，减小加工变形，笔者对不同铣削参数进行研究和优化。采用专业切削仿真软件AdvantEdge建立二维铣削仿真模型，对铣削力和铣削温度进行仿真分析，对所得到的铣削力和铣削温度的结果进行铣削实验验证；设计正交试验表获得优化的铣削参数组合，采用单因素试验法获得单一因素对铣削力和铣削温度的影响规律。结果表明：有限元仿真和实验数据误差在可接受范围内，说明了有限元模型的正确性；通过正交试验选出了控制铣削力和控制铣削温度的2组最优铣削参数组合；单因素试验的结果说明每齿进给量、铣削宽度和铣削深度的大小与铣削力的大小成正相关，而铣削力几乎不受主轴转速的影响；主轴转速、每齿进给量和铣削宽度的大小与铣削温度的高低成正相关，而铣削温度几乎不受铣削深度影响。     

斜齿圆柱齿轮的无差动滚切法

介绍了1种用无差动法滚切斜齿轮及其挂轮选择的新方法,用本方法可以快速地选择高精度挂轮,达到较高的加工精度,在生产中有实际意义。     

基于时域分析的汇流行星排内齿圈振动仿真与试验研究

针对汇流行星排在履带车辆综合传动装置工作中产生的振动问题,基于动力学传动理论综合考虑时变啮合刚度、扭转刚度、啮合阻尼等因素的影响,建立了汇流行星排齿轮系统直齿轮行星传动的平移-扭转模型,仿真计算分析内齿圈振动位移量与输入转速之间的对应关系。设计并搭建汇流排振动试验台进行200～1 500 r/min转速工况试验,分析了不同转速工况下内齿圈的时域特征与转速的变化规律。研究结果表明:转速越大,汇流行星排的内齿圈振动量越大,转速在200～1 000 r/min时X向与Y向振动变化不明显;在1 000～1 500 r/min时X向与Y向振动更加强烈,模型仿真结果与试验数据变化趋势一致,验证了所建模型的准确性。