碟形砂轮磨削面齿轮的齿面粗糙度研究

发布时间：2017-10-21 11:23

  本文关键词：碟形砂轮磨削面齿轮的齿面粗糙度研究

  更多相关文章： 面齿轮 碟形砂轮 正交实验设计 粗糙度 建模

【摘要】：面齿轮是与圆柱齿轮啮合、实现空间相交或交错传动的齿轮。由于面齿轮的齿面形状复杂,其齿面精度控制始终是加工制造中的一个关键问题。在面齿轮生产加工过程中,减小齿面粗糙度值可以提高传动过程中齿面啮合精度与使用可靠性。本文就是以提高齿面精度为目标,对碟形砂轮磨削面齿轮粗糙度和几何形貌进行了研究和分析,主要包括以下内容:对面齿轮磨齿技术、磨削方法、磨削齿面成形机理、粗糙度形成原理以及其主要影响因素等做了简单扼要的分析。在正交实验设计的基础上运用回归分析法,建立了面齿轮齿面粗糙度关于磨削用量的回归预测模型,并对模型进行显著性分析,最后将回归模型的预测值与单因素实验组实测结果进行比对,验证回归模型解与实验结果的精确度,从而证明了该模型的正确性与可行性。以五轴数控联动磨齿机磨削加工面齿轮为研究对象,建立面齿轮加工坐标系得到其齿面方程,基于其磨削齿面加工轨迹的分析,通过对齿面网格划分计算得到数控磨削齿面的各节点位置和接触迹线矢量方程,然后由砂轮磨粒切削刃与齿面接触迹线计算得到磨削齿面3D残留面积高度,最后通过对残留高度值进行修正建立面齿轮磨削齿面粗糙度的数学模型。基于碟形砂轮与面齿轮齿面的运动轨迹分析,建立关于砂轮磨粒运动轨迹方程的坐标系,通过对相邻磨粒交点坐标的求解,分析工件与磨粒两者之间运动轨迹干涉,用Matlab软件仿真建立砂轮磨粒磨削面齿轮齿面的轨迹轮廓图,最后通过砂轮坐标和齿面坐标转换,刻印出近似齿面粗糙度几何形貌。
【关键词】：面齿轮 碟形砂轮 正交实验设计 粗糙度 建模
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG616
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 研究的背景9
• 1.2 面齿轮研究现状9-12
• 1.3 面齿轮数控磨削齿面形貌及粗糙度研究现状12-14
• 1.3.1 磨削粗糙度模型预测现状13-14
• 1.3.2 磨削加工表面几何建模现状14
• 1.4 论文研究内容与思路14-15
• 1.5 本章小结15-16
• 第二章 面齿轮数控磨削及粗糙度形成机理16-24
• 2.1 齿轮磨齿技术16-17
• 2.2 面齿轮碟形砂轮磨削原理17-19
• 2.3 磨削表面形成机理19-20
• 2.4 面齿轮磨削表面粗糙度形成机理20
• 2.5 表面粗糙度的测量20-21
• 2.6 面齿轮表面粗糙度的主要影响因素21-22
• 2.6.1 磨削用量的影响21
• 2.6.2 砂轮的影响21-22
• 2.6.3 工件材料的影响22
• 2.7 面齿轮齿面粗糙度对工件性能的影响22-23
• 2.8 本章小结23-24
• 第三章 面齿轮齿面磨削正交实验设计与回归分析24-44
• 3.1 实验用试件和砂轮24-26
• 3.2 实验用磨床26
• 3.3 面齿轮粗糙度检测仪器26-28
• 3.4 磨削实验28-34
• 3.4.1 试验方法-正交实验法28-30
• 3.4.2 表面粗糙度正交实验30-34
• 3.5 回归分析34-37
• 3.5.1 回归分析概述34
• 3.5.2 多元线性回归分析数学模型34-35
• 3.5.3 回归系数的估计35-37
• 3.6 磨削表面粗糙度的建模37-40
• 3.7 回归模型计算精度的检验40-42
• 3.8 本章小结42-44
• 第四章 基于加工轨迹的面齿轮磨削表面粗糙度研究44-56
• 4.1 引言44
• 4.2 面齿轮磨削的齿面数学模型44-48
• 4.2.1 加工坐标系的建立44-45
• 4.2.2 刀具齿面方程的转换45-48
• 4.3 面齿轮磨削加工轨迹计算48-51
• 4.3.1 齿面加工轨迹网格划分和节点计算48-50
• 4.3.2 面齿轮磨削接触迹线矢量计算50-51
• 4.4 面齿轮磨削表面粗糙度的建模51-54
• 4.4.1 面齿轮磨削表面的 2D理论残留面积高度51-53
• 4.4.2 磨削3D理论残留面积高度53
• 4.4.3 面齿轮磨削表面粗糙度模型53-54
• 4.5 面齿轮齿面粗糙度模型计算与误差分析54-55
• 4.6 本章小结55-56
• 第五章 面齿轮磨削齿面粗糙度形貌仿真56-64
• 5.1 引言56
• 5.2 碟形砂轮分析56-57
• 5.3 磨削运动轨迹分析57-62
• 5.3.1 单颗磨粒运动轨迹57-59
• 5.3.2 相邻磨粒轨迹的交点分析59-60
• 5.3.3 砂轮磨粒运动轨迹仿真60-62
• 5.4 磨削齿面粗糙度形貌仿真62-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第六章 结论与展望64-67
• 6.1 结论64-65
• 6.2 研究展望65-67
• 参考文献67-71
• 攻读硕士学位期间主要研究成果及参与科研项目71-72
• 致谢72

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本文编号：1073077