成形磨削齿向修形误差补偿及其仿真加工

发布时间：2017-09-13 12:34

  本文关键词：成形磨削齿向修形误差补偿及其仿真加工

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【摘要】：随着现代机械工业的发展,大功率化、高速化、重载化已然成为齿轮传动装置的发展趋势,但传统的滚剃齿工艺很难满足齿轮的高精度和齿向修形要求,这对齿轮零部件在各种环境中精确高效及平稳可靠的运转提出了挑战。成形磨齿工艺作为高精度硬齿面修形的主要工艺,由于其修形便捷、通用性强、加工精度高等优点而日益受到学术界和产业界的广泛关注。然而,高精度成形磨齿设备和相关高端技术长期被国外垄断,国内成形磨削工艺加工的齿轮在承载能力和寿命等方面还不能完全满足极端条件下的工作要求。成形磨削齿向修形技术可以进一步减少齿轮接触状态下的应力集中,降低齿轮传动噪声,大大提高齿轮的承载能力和传动精度,延长齿轮工作寿命;成形磨削齿向修形方法由于在原来基础上附加了一个新运动,接触关系更加复杂,磨削的成形机理、运动关系和齿面精度等问题需要新的理论和工具支撑。鉴于此,论文结合课题组自主开发的经济型成形磨齿机实验平台,着重开展了成形磨削齿向修形误差补偿及其仿真加工研究,对成形磨削齿向修形理论、通用数学模型、误差补偿方法及齿向修形支持软件进行分析,并通过VERICUT仿真加工进行三维可视化分析,以期为成形磨削齿向修形技术的进一步研究和工厂生产实践提供理论和工具支持。本文具体研究内容如下:首先,在成形磨齿原理的基础上,深入研究成形磨削齿向修形理论,建立整个齿向修形过程的通用数学模型,主要包括砂轮截形计算和齿面反求过程的通用数学模型,实现对斜齿轮成形磨削齿向修形过程几何信息的精确通用表达。其次,分析齿向修形后齿廓误差和齿面误差产生的原因和影响因素,根据齿廓误差评价标准,建立齿廓误差的补偿方法。同时,根据数学模型提出齿面误差中齿面扭曲和齿面相对扭曲误差的评价标准,据此建立这两种齿面误差的优化补偿方法及算法,并利用Matlab数值计算对误差补偿方法的有效性进行实例验证。再次,根据经济型成形磨齿机加工工艺过程,开发机床齿向修形数控系统软件。并根据误差补偿算法,针对但不限于经济型成形磨齿机数控系统开发齿向修形时齿廓误差和齿面误差的补偿软件,为齿向修形及其误差补偿提供软件支持。最后,在VERICUT软件中创建并配置经济型成形磨齿机的虚拟加工系统,实现斜齿轮成形磨削齿向修形过程的仿真加工,利用软件对加工后齿轮进行质量检测与误差分析以及误差补偿方法的仿真验证,为真实加工提供参考依据。
【关键词】：成形磨削 齿向修形 误差补偿 VERICUT 仿真加工
【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
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 论文研究背景9-11
• 1.1.1 齿轮加工工艺的发展9-10
• 1.1.2 齿轮修形要求的发展10-11
• 1.1.3 数控仿真加工技术的发展11
• 1.2 论文研究意义及课题来源11-12
• 1.2.1 论文研究意义11-12
• 1.2.2 课题来源12
• 1.3 国内外发展现状12-15
• 1.3.1 成形磨齿设备及技术12-13
• 1.3.2 误差分析与补偿方法13-14
• 1.3.3 数控加工仿真技术14-15
• 1.4 论文研究内容安排15-17
• 2 成形磨削齿向修形理论及通用数学模型17-25
• 2.1 成形磨齿理论17-20
• 2.1.1 成形磨齿原理17
• 2.1.2 成形磨齿齿向修形原理17-20
• 2.2 砂轮截形计算过程理论及其通用数学模型20-23
• 2.2.1 修形轨迹通用数学模型20-21
• 2.2.2 齿轮与砂轮空间接触线通用数学模型21-22
• 2.2.3 砂轮截形和砂轮回转面通用数学模型22-23
• 2.3 齿面反求过程通用数学模型23-24
• 2.4 本章小结24-25
• 3 成形磨削齿向修形误差分析及补偿25-41
• 3.1 成形磨齿误差概述25
• 3.2 齿廓误差分析及补偿25-28
• 3.2.1 齿廓误差概述25-26
• 3.2.2 齿廓误差补偿分析26-27
• 3.2.3 齿廓误差补偿方法27-28
• 3.3 齿面误差分析及补偿28-35
• 3.3.1 齿面误差概述28-29
• 3.3.2 齿面误差补偿分析29-32
• 3.3.3 齿面误差补偿方法32-35
• 3.4 齿面误差补偿实例35-39
• 3.5 本章小结39-41
• 4 齿向修形支持软件开发41-55
• 4.1 经济型成形磨齿机简介41-43
• 4.1.1 经济型成形磨齿机结构41-42
• 4.1.2 经济型成形磨齿机加工工艺过程42-43
• 4.2 齿向修形数控系统开发43-48
• 4.2.1 经济型成形磨齿机数控系统分析43-44
• 4.2.2 经济型成形磨齿机数控系统软件开发44-48
• 4.3 齿向修形误差补偿软件开发48-54
• 4.3.1 软件功能模块49-51
• 4.3.2 软件应用实例51-54
• 4.4 本章小结54-55
• 5 基于VERICUT的齿向修形仿真加工55-79
• 5.1 引言55
• 5.2 VERICUT软件概述55-57
• 5.2.1 VERICUT简介55-56
• 5.2.2 VERICUT特点56
• 5.2.3 VERICUT仿真流程56-57
• 5.3 数控加工仿真系统的构建57-66
• 5.3.1 磨齿机床的几何建模57-58
• 5.3.2 磨齿机床的运动建模58-62
• 5.3.3 磨齿机床加工环境的设置62-64
• 5.3.4 磨齿机床数控系统的配置64-66
• 5.4 数控仿真加工66-75
• 5.4.1 仿真加工齿轮工件的创建66-67
• 5.4.2 仿真加工砂轮刀具的创建67-69
• 5.4.3 仿真加工数控程序的创建69-73
• 5.4.4 仿真加工过程73-75
• 5.5 仿真结果75-78
• 5.5.1 仿真齿轮质量检测与分析75-77
• 5.5.2 齿面误差补偿仿真验证77-78
• 5.6 本章小结78-79
• 6 结论与展望79-81
• 6.1 论文内容总结79-80
• 6.2 论文研究展望80-81
• 致谢81-83
• 参考文献83-87
• 附录87
• A. 作者在攻读硕士学位期间发表或录用的论文目录87
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目87
• C. 作者在攻读硕士学位期间所获奖励87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：843774