弧齿锥齿轮双重双面法大轮加工参数优化研究
发布时间：2021-11-22 21:33
本文以双重双面法加工的弧齿锥齿轮为研究对象,对大轮双侧齿面的啮合性能进行了设计。以完全共轭齿面为大轮的基准齿面,通过预置双侧齿面啮合性能,确定了齿面误差,并利用Ease-off曲面将各点的误差值叠加到基准齿面上,得到大轮的目标齿面。建立了包含机床加工参数的齿面误差修正数学模型,分析齿面误差对加工参数的敏感性,确定了相应的机床加工参数,在此基础上完成轮齿接触分析和有限元接触分析,通过对比试验验证该方法的可行性。主要内容如下:1)研究了弧齿锥齿轮双重双面法加工理论及方法,由小轮的基本几何参数,确定了小轮的几何参数和加工参数,建立了双重双面法数学加工模型,确定小轮齿槽的双侧齿面的位置矢量方程,由大轮和小轮啮合坐标系,确定与小轮的双侧齿面共轭大轮齿面方程;通过预置双侧齿面啮合性能,确定Ease-off曲面的误差值,在共轭齿面的基础上建立大轮的Ease-off曲面,并对大轮齿槽的双侧齿面进行修形,确定符合啮合性能要求的大轮双侧目标齿面。2)对齿轮副进行齿面接触分析,确定了传动误差曲线、接触区形状及方向与机床加工参数的关系。由大轮的齿面数学模型,结合大轮的机床加工参数,确定了包含机床加工参数的优化...
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 小模数弧齿锥齿轮制造现状
1.2.2 全工序法
1.2.3 轮齿接触分析
1.3 本课题研究的主要内容
1.4 本章小结
第2章 双重双面法加工数学模型
2.1 双重双面法几何参数和加工参数计算
2.2 加工数学模型
2.2.1 Face-Milling加工原理
2.2.2 小轮刀盘方程
2.2.3 小轮加工坐标系
2.3 完全共轭大轮齿面方程
2.4 理论数值齿面点求解
2.4.1 齿面离散化处理
2.4.2 初始计算点选择
2.5 算例
2.6 本章小结
第3章 基于双面法加工的弧齿锥齿轮主动修形设计
3.1 大轮齿面的主动设计
3.1.1 大轮基准齿面的构建
3.1.2 建立基于误差齿面修形的大轮目标齿面
3.2 齿面优化数学模型的建立
3.2.1 目标函数的建立
3.2.2 约束函数
3.2.3 基于Free-Form加工机床的齿面优化数学模型
3.3 接触分析
3.3.1 轮齿接触分析(TCA)
3.3.2 有限元分析
3.4 本章小结
第4章 齿面误差敏感性分析及算例
4.1 弧齿锥齿轮齿面齿面误差定义
4.2 基于机床加工参数的齿面误差敏感性分析
4.3 基于齿面网格点误差的加工参数修正数学模型
4.3.1 理论齿面与目标齿面的齿面误差计算
4.3.2 大轮加工参数修正值的确定算法
4.4 算例
4.5 本章小结
第5章 切齿试验
5.1 试验齿轮副参数
5.2 切齿加工
5.3 接触区检测与分析
5.3.1 滚检试验
5.3.2 接触区对比分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录A 齿面点数据
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋锥齿轮精锻大轮修形齿面设计与接触性能分析[J]. 杨建军,龚飞,张华. 江苏大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]基于齿面Ease off拓扑的弧齿锥齿轮齿面偏差等效修正方法[J]. 聂少武,邓静,邓效忠,杨建军,李聚波. 中国机械工程. 2017(20)
[3]双重螺旋法加工螺旋锥齿轮齿面的主动设计[J]. 严宏志,胡志安,肖蒙,吴聪. 机械科学与技术. 2017(11)
[4]齿轮轮齿接触分析的分解算法[J]. 曹雪梅,杨博会,邓效忠,聂少武,魏冰阳. 航空动力学报. 2017(09)
[5]轮齿接触分析的分解算法与试验验证[J]. 曹雪梅,杨博会,邓效忠. 机械工程学报. 2018(05)
[6]全工序法准双曲面齿轮建模与有限元分析[J]. 林希. 机械传动. 2017(06)
[7]螺旋运动及刀具参数对双重螺旋法加工齿面特征的影响规律[J]. 张宇,严宏志,曾韬,王志永. 机械工程学报. 2018(05)
[8]小模数弧齿锥齿轮设计与加工的新方法[J]. 张华,蒋亚波,杨建军,李天兴. 机床与液压. 2016(23)
[9]考虑边缘接触的弧齿锥齿轮有限元接触分析[J]. 侯祥颖,方宗德. 西安交通大学学报. 2016(11)
[10]弧齿锥齿轮对称抛物线型传动误差设计[J]. 苏进展,张昆仑,刘永生. 机械设计. 2016(03)
博士论文
[1]准双曲面齿轮螺旋变性半展成数控成形理论与方法研究[D]. 张婧.天津大学 2012
[2]螺旋锥齿轮数控加工与误差修正技术研究[D]. 李小清.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮齿面修形方法[D]. 龚飞.河南科技大学 2017
[2]弧齿锥齿轮双重双面法TCA分析与加工实验[D]. 刘东方.河南科技大学 2014
[3]弧齿锥齿轮“四刀法”切齿加工所涉及的几个技术问题[D]. 耿龙龙.河南科技大学 2014
[4]直齿—面齿轮加载接触分析及弯曲应力和接触应力计算方法研究[D]. 刘艳平.中南大学 2012
本文编号：3512484
【文章来源】：河南科技大学河南省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究的背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 小模数弧齿锥齿轮制造现状
1.2.2 全工序法
1.2.3 轮齿接触分析
1.3 本课题研究的主要内容
1.4 本章小结
第2章 双重双面法加工数学模型
2.1 双重双面法几何参数和加工参数计算
2.2 加工数学模型
2.2.1 Face-Milling加工原理
2.2.2 小轮刀盘方程
2.2.3 小轮加工坐标系
2.3 完全共轭大轮齿面方程
2.4 理论数值齿面点求解
2.4.1 齿面离散化处理
2.4.2 初始计算点选择
2.5 算例
2.6 本章小结
第3章 基于双面法加工的弧齿锥齿轮主动修形设计
3.1 大轮齿面的主动设计
3.1.1 大轮基准齿面的构建
3.1.2 建立基于误差齿面修形的大轮目标齿面
3.2 齿面优化数学模型的建立
3.2.1 目标函数的建立
3.2.2 约束函数
3.2.3 基于Free-Form加工机床的齿面优化数学模型
3.3 接触分析
3.3.1 轮齿接触分析(TCA)
3.3.2 有限元分析
3.4 本章小结
第4章 齿面误差敏感性分析及算例
4.1 弧齿锥齿轮齿面齿面误差定义
4.2 基于机床加工参数的齿面误差敏感性分析
4.3 基于齿面网格点误差的加工参数修正数学模型
4.3.1 理论齿面与目标齿面的齿面误差计算
4.3.2 大轮加工参数修正值的确定算法
4.4 算例
4.5 本章小结
第5章 切齿试验
5.1 试验齿轮副参数
5.2 切齿加工
5.3 接触区检测与分析
5.3.1 滚检试验
5.3.2 接触区对比分析
5.4 本章小结
第6章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
附录A 齿面点数据
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋锥齿轮精锻大轮修形齿面设计与接触性能分析[J]. 杨建军,龚飞,张华. 江苏大学学报(自然科学版). 2018(02)
[2]基于齿面Ease off拓扑的弧齿锥齿轮齿面偏差等效修正方法[J]. 聂少武,邓静,邓效忠,杨建军,李聚波. 中国机械工程. 2017(20)
[3]双重螺旋法加工螺旋锥齿轮齿面的主动设计[J]. 严宏志,胡志安,肖蒙,吴聪. 机械科学与技术. 2017(11)
[4]齿轮轮齿接触分析的分解算法[J]. 曹雪梅,杨博会,邓效忠,聂少武,魏冰阳. 航空动力学报. 2017(09)
[5]轮齿接触分析的分解算法与试验验证[J]. 曹雪梅,杨博会,邓效忠. 机械工程学报. 2018(05)
[6]全工序法准双曲面齿轮建模与有限元分析[J]. 林希. 机械传动. 2017(06)
[7]螺旋运动及刀具参数对双重螺旋法加工齿面特征的影响规律[J]. 张宇,严宏志,曾韬,王志永. 机械工程学报. 2018(05)
[8]小模数弧齿锥齿轮设计与加工的新方法[J]. 张华,蒋亚波,杨建军,李天兴. 机床与液压. 2016(23)
[9]考虑边缘接触的弧齿锥齿轮有限元接触分析[J]. 侯祥颖,方宗德. 西安交通大学学报. 2016(11)
[10]弧齿锥齿轮对称抛物线型传动误差设计[J]. 苏进展,张昆仑,刘永生. 机械设计. 2016(03)
博士论文
[1]准双曲面齿轮螺旋变性半展成数控成形理论与方法研究[D]. 张婧.天津大学 2012
[2]螺旋锥齿轮数控加工与误差修正技术研究[D]. 李小清.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]基于高阶传动误差的螺旋锥齿轮齿面修形方法[D]. 龚飞.河南科技大学 2017
[2]弧齿锥齿轮双重双面法TCA分析与加工实验[D]. 刘东方.河南科技大学 2014
[3]弧齿锥齿轮“四刀法”切齿加工所涉及的几个技术问题[D]. 耿龙龙.河南科技大学 2014
[4]直齿—面齿轮加载接触分析及弯曲应力和接触应力计算方法研究[D]. 刘艳平.中南大学 2012
本文编号：3512484
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