齿轮成形磨削工艺参数优化研究

发布时间：2017-05-01 20:18

  本文关键词：齿轮成形磨削工艺参数优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：齿轮成形磨削万能性好、工艺范围宽，甚至能磨削各种修整齿形，特别适合大模数、大齿宽、少齿数齿轮磨削，磨削效率高、精度高，应用日益广泛。齿轮成形磨削，关键是砂轮修形，特别对斜齿轮，，被修整砂轮廓形和选取砂轮安装参数若不合理，导致砂轮母面与齿轮左右渐开螺旋面干涉，空间接触线的几何形状和分布位置不佳，增大磨削冲程的超程量、延长空磨削时间，齿槽两侧磨削力不平衡，出现让刀，恶化齿轮表面精度，甚至报废工件。如何防止磨削干涉、定量分析与主动控制砂轮廓形和接触线、选取和优化砂轮安装参数以及工艺参数是齿轮成形磨削研究的主要问题。 （1）将空间曲面啮合干涉的诱导法曲率判别法应用到齿轮成形磨削，探讨砂轮母面与齿轮渐开螺旋面在接触点的邻近结构，推导了啮合诱导法曲率计算模型，得到了磨削干涉区域，研究砂轮安装角和砂轮半径对干涉作用规律，得出了合理的安装角取值范围。 （2）研究了砂轮安装角、安装中心距与固定弦间点的关系，安装角不变，调整中心距，所有接触线在齿面上相交，交点即为固定弦间点；改变安装角，固定弦间点在齿根到齿顶之间变动，当固定弦间点越靠近分度圆时，接触线曲率越小。调整固定弦间点的位置，可以控制接触线的形态。 （3）通过无瞬心包络法得到的接触线方程属于高度非线性，且接触线拐点众多，高阶震荡。研究了接触线方程的特解以及其稳定、收敛的数值解，并推导出特解表达式。 （4）研究了砂轮安装角与砂轮廓形的关系，安装角大小不同，砂轮修形所需去除的材料量、形状、修整效率、精度不同。以安装角为变量对砂轮廓形进行了优化研究，获得了满足高效率、低齿形误差磨削的砂轮廓形和砂轮安装角。 （5）在完成砂轮廓形优化基础上，深入研究了成形磨削中磨削用量的优化问题，建立了以齿面表面质量、效率为目标函数，利用MATLAB遗传算法进行了优化研究，编制了斜齿轮成形磨削砂轮廓形与工艺参数优化程序。 本文通过理论分析与仿真结合，研究了成形磨削中的干涉、砂轮修形理论廓形控制以及工艺参数优化，为齿轮成形磨削奠定了理论基础，提供了关键技术支撑。
【关键词】：成形磨齿 砂轮廓形 接触线优化 工艺参数优化 磨削干涉
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TG616
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 第1章 绪论8-16
• 1.1 课题研究目的及意义8-9
• 1.2 国内外研究现状分析9-13
• 1.2.1 成形磨削加工技术现状9-11
• 1.2.2 砂轮修形11-12
• 1.2.3 干涉研究12-13
• 1.3 本文主要内容和结构13-16
• 1.3.1 论文研究主要内容和方法13-14
• 1.3.2 本文主要结构14-16
• 第2章 齿轮成形磨削理论研究16-32
• 2.1 齿面成形理论16-24
• 2.1.1 成形磨齿原理16-18
• 2.1.2 磨齿余量形式18-19
• 2.1.3 圆柱斜齿轮数学模型19-24
• 2.2 防止磨削曲率干涉研究24-31
• 2.2.1 研究曲率干涉的意义24-25
• 2.2.2 法曲率计算25-27
• 2.2.3 计算任意曲面诱导法曲率27-29
• 2.2.4 曲率干涉依据29-30
• 2.2.5 成形磨斜齿干涉30-31
• 2.3 本章小结31-32
• 第3章 成形磨齿过程接触线及其性质研究32-42
• 3.1 成形磨齿过程接触条件研究32-34
• 3.1.1 接触条件意义及方法32
• 3.1.2 齿面法向量计算32-33
• 3.1.3 磨削接触条件数学模型33-34
• 3.2 接触线性质分析及研究34-39
• 3.2.1 接触线求解34-36
• 3.2.2 接触线与安装角36-37
• 3.2.3 接触线与砂轮半径37-39
• 3.3 砂轮廓形39-41
• 3.3.1 砂轮廓形计算39-40
• 3.3.2 砂轮廓形性质研究40-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 砂轮廓形优化设计42-56
• 4.1 优化设计概述42-43
• 4.2 成形磨齿效率和精度概述43-44
• 4.3 砂轮特性及半径选取44-46
• 4.4 砂轮安装角范围确定46-50
• 4.4.1 齿面法曲率计算46-47
• 4.4.2 诱导法曲率47-48
• 4.4.3 防止干涉安装角计算48-50
• 4.5 砂轮廓形优化50-54
• 4.5.1 变量设计50
• 4.5.2 目标函数50-52
• 4.5.3 约束条件52
• 4.5.4 优化求解52-53
• 4.5.5 优化软件编制53-54
• 4.6 优化结果分析54-55
• 4.7 本章小结55-56
• 第5章 成形磨齿加工工艺参数优化设计56-64
• 5.1 现代优化方法概述56-57
• 5.2 工艺参数优化设计57-60
• 5.2.1 变量设计57
• 5.2.2 目标函数57-58
• 5.2.3 约束条件58-60
• 5.3 优化方法选择60
• 5.4 优化求解及分析60-63
• 5.4.1 优化求解60-61
• 5.4.2 实例及分析61-63
• 5.5 本章小结63-64
• 第6章 总结与期望64-66
• 6.1 全文总结64
• 6.2 工作展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 附录 1：攻读硕士学位期间发表的学术论文71-72
• 附录 2：攻读硕士学位期间获奖情况72

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：339599