蜗杆砂轮磨齿机热变形分析及建模

发布时间：2017-11-16 07:35

  本文关键词：蜗杆砂轮磨齿机热变形分析及建模

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【摘要】：蜗杆砂轮磨齿机是用于齿轮批量加工的精密装备,随着我国航空、汽车、能源和军工等行业的快速发展,对精密蜗杆砂轮磨齿机的需求急剧增长。蜗杆砂轮磨齿机加工热误差是影响齿轮加工精度的一个重要因素,由于成熟的热误差建模方法还较为缺乏,导致很难可控地进行热误差补偿。为此,本文基于YW7232蜗杆砂轮磨齿机进行了热误差理论模型的研究,以进行热误差动态补偿,实现齿轮的高精密磨削。本文的主要研究内容及方法如下:(1)根据蜗杆砂轮磨齿机热变形机理及磨削加工参数,建立了YW7232蜗杆砂轮磨齿机的三维模型,并通过运用NI的专业分析软件DIAdem,模拟了蜗杆砂轮磨齿机主要加工过程,得出蜗杆砂轮磨齿机温度场变化规律,从而简化了蜗杆砂轮磨齿机温度测点的布置。同时,利用材料力学挠曲线理论及相关热力学理论,分析了YW7232蜗杆砂轮磨齿机在受热变形后挠变情况,据此建立了蜗杆砂轮磨齿机热误差理论模型。(2)结合温度场云图变化规律,运用模糊聚类及相关性分析等方法,分析出了温度变化的关键点位置并由此确定测点位置。根据热误差检测需求,搭建了热误差检测的软、硬件系统,基于LabVIEW编写了检测软件的人机交互界面。进行了蜗杆砂轮磨齿机在实际加工中热误差的检测实验,并进行了实测数据的筛选分析及温升曲线图的绘制,为预测模型的建立提供了良好的数据基础。(3)运用遗传优化算法调整了传统BP神经网络中的权值及阀值的大小。在规范化处理了原始测量数据后,通过运用MATLAB中的GOAT工具箱,建立了基于GA-BP神经网络的蜗杆砂轮磨齿机热误差预测模型。将实测数据代入热误差理论模型和神经网络预测模型,分别得出理论误差值和预测误差值,并利用MATLAB画出热误差值图。通过对比分析两个模型的热误差值图,相互验证了理论模型和神经网络预测模型的正确性。(4)提出了一种基于虚拟轴的热误差补偿方法。即在蜗杆砂轮磨齿机固有轴系的基础上,增设一根虚拟轴,再根据各个轴之间的同步关系,将主动轴和跟随轴的热误差补偿量换算为虚拟轴的等效补偿量,最后在刀具磨削冲程样条曲线上选取了热误差补偿点,通过运行带有虚拟轴补偿量的子程序进行热误差补偿。在YW7232蜗杆砂轮磨齿机上进行了热误差补偿实验,对热误差补偿前后的齿轮精度进行了检验,验证了该方法对热误差补偿具有良好效果。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG616

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本文编号：1191624