碟形砂轮磨削面齿轮加工技术及齿面误差生成规律研究

发布时间：2017-03-23 11:23

  本文关键词：碟形砂轮磨削面齿轮加工技术及齿面误差生成规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：面齿轮传动是传递相交轴或交错轴运动的重要机械传动系统。与一般的锥齿轮传动相比较,具有结构紧凑、重合度高、承载能力强、动力分流—汇流效果好、安装简易等独特优点。面齿轮齿面形状和加工制造过程非常复杂,其齿面精度控制始终是加工制造中的一个关键问题。本文就是以提高加工质量为目标,对碟形砂轮磨削面齿轮加工技术及齿面误差产生规律进行研究,主要包括以下内容:面齿轮的齿坯设计。基于插齿加工技术,结合齿轮啮合原理及微分几何理论,推导了直齿面齿轮的齿面方程,对面齿轮的几何参数进行了推导,通过MATLAB软件数值计算后实现了齿面的可视化、建立了面齿轮的三维空间几何模型。这些都是实现高质量面齿轮加工的基础。基于碟形砂轮磨削面齿轮。国内对碟形砂轮磨削面齿轮的技术研究是近些年开始的。本文就碟形砂轮磨削面齿轮的关键方法原理等技术进行阐述,推导了碟形砂轮与面齿轮的齿面方程,并对砂轮的修整技术进行了介绍。机床各运动副误差建模。多体系统理论对复杂的机械系统误差建模具有极大的优越性,但是应用在面齿轮加工机床的误差研究还没有。运用该理论研究了六轴五联动机床的低序体阵列拓扑结构,并采用齐次变换矩阵理论,建立了机床各运动副的误差模型,为建立含误差的面齿轮齿面方程及分析误差对齿面的影响提供了理论基础。齿面磨削误差生成规律的研究。将面齿轮数控加工技术与齿轮啮合原理结合,得到了含误差的面齿轮齿面方程,通过仿真分析砂轮主轴各运动副对加工面齿轮齿面误差的敏感方向,得到了齿面磨削误差生成规律。比较发现,仿真结果与实测结果基本一致。可为提高面齿轮的加工精度及进行数控磨削误差补偿提供理论依据。正交面齿轮磨齿实验与齿面偏差检测。就本文的磨削方法原理等相关技术,进行了面齿轮的磨齿实验。通过三坐标测量仪主要就面齿轮的齿面误差做了检测,结果说明了该磨削方法的可行性。
【关键词】：面齿轮 碟形砂轮 磨削 建模 误差生成规律
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH132.41;TG616
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题来源9
• 1.2 面齿轮传动概述与特点9-11
• 1.3 研究的背景目的及意义11-16
• 1.3.1 国外研究进展11-14
• 1.3.2 国内研究进展14-15
• 1.3.3 研究的目的与意义15-16
• 1.4 本文研究内容概述16-17
• 第二章 正交面齿轮齿坯设计17-30
• 2.1 面齿轮齿面方程推导17-21
• 2.1.1 插齿刀齿面方程17-18
• 2.1.2 确定面齿轮展成坐标系18-19
• 2.1.3 建立坐标系的转换矩阵19-20
• 2.1.4 面齿轮齿面方程的生成过程20-21
• 2.2 面齿轮有效齿长21-26
• 2.2.1 不产生根切最小内半径确定22-24
• 2.2.2 不顶尖的最大外半径24-26
• 2.3 齿根过渡曲面的确定26-27
• 2.4 正交面齿轮的几何建模27-29
• 2.4.1 齿面离散点的计算27
• 2.4.2 面齿轮实体空间建模27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 碟形砂轮磨削正交面齿轮加工技术与建模30-43
• 3.1 碟形砂轮磨齿加工面齿轮原理与机床模型30-33
• 3.1.1 磨齿加工面齿轮原理30-32
• 3.1.2 碟形砂轮磨齿加工面齿轮方案的选择及机床模型32-33
• 3.2 碟形砂轮齿面矢量方程推导33-36
• 3.2.1 虚拟插齿刀具齿面方程33
• 3.2.2 确立插齿刀具与小轮齿面方程33-36
• 3.3 碟形砂轮齿面方程的确立36-37
• 3.4 碟形砂轮修整技术37-39
• 3.5 面齿轮齿面方程的确立39-42
• 3.6 本章小结42-43
• 第四章基于多体系统理论的磨床各运动副误差矩阵43-57
• 4.1 多体系统理论对运动误差分析43-52
• 4.1.1 拓扑结构的描述及低序列体阵列43-45
• 4.1.2 典型体及其相邻低序体关联关系的几何描述45-46
• 4.1.3 典型体在理想状态下的位置表达46
• 4.1.4 典型体在有误差状态下的位置表达46-49
• 4.1.5 基于Denavit-Hartenberg齐次变换矩阵对多体系统的描述49-52
• 4.2 面齿轮数控磨齿机床几何误差源及几何误差分析52-53
• 4.3 面齿轮数控磨床的拓扑结构描述53-54
• 4.4 建立含误差的磨床各相邻运动副变换矩阵54-56
• 4.5 本章小结56-57
• 第五章 面齿轮齿面误差建模与分析57-72
• 5.1 差曲面及其性质57-59
• 5.1.1 差曲面的描述57-58
• 5.1.2 差曲面的性质及几何意义58-59
• 5.2 建立含误差的面齿轮齿面方程59-62
• 5.2.1 机床相邻体间含误差的转换矩阵59-61
• 5.2.2 含误差的面齿轮齿面方程的建立61-62
• 5.3 齿面网格规划62-65
• 5.3.1 齿面网格节点划分63-64
• 5.3.2 网格节点的三维坐标求解64-65
• 5.4 砂轮主轴运动副误差对面齿轮齿面误差影响分析65-71
• 5.5 本章小结71-72
• 第六章 磨齿实验与齿面误差测量72-76
• 6.1 基于碟形砂轮的面齿轮磨齿加工原理72
• 6.2 磨齿加工面齿轮及测量72-75
• 6.2.1 面齿轮加工设备简介72-73
• 6.2.2 测量设备73-74
• 6.2.3 齿轮误差的检测74-75
• 6.3 本章小结75-76
• 第七章 全文总结与展望76-78
• 7.1 论文的主要内容76-77
• 7.2 研究展望77-78
• 参考文献78-82
• 致谢82-83
• 攻读硕士学位期间的主要成果83
• 1.公开发表或录用的与学位论文相关的论文83
• 2.参与的科研项目83

【参考文献】

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3 高金忠;朱如鹏;李政民卿;;面齿轮滚磨刀具基蜗杆齿廓奇异点研究[J];航空动力学报;2011年10期

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1 靳广虎;正交面齿轮传动的强度与动力学特性分析研究[D];南京航空航天大学;2012年

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