普及型成形磨齿机砂轮修整技术研究与应用

发布时间：2017-08-26 07:31

  本文关键词：普及型成形磨齿机砂轮修整技术研究与应用

  更多相关文章： 成形磨齿机 砂轮修整 误差 系统开发 截形

【摘要】：随着汽车、高速动车、航天航空、核电以及新能源装备高速发展,对齿轮传动提出了新的要求,希望齿轮能在各种工作环境下高速、高效、可靠、平稳、精确地传递运动和动力,齿轮传动普遍向高精度、硬齿面、复杂修形三个趋势发展。成形磨齿法由于在齿轮加工方面性价比高、通用性好、机床机构简单、生产率较高,得到广泛的关注。本研究依托国家“十二五”科技支撑计划“中小型机床再制造生产技术开发及产业化应用示范”,以废旧数控外圆磨床的本体为基础,通过再设计、再制造修复和改造提升,再制造出一种性价比高,磨削精度达到5-6级的普及型成形磨齿机。砂轮修整技术作为普及型成形磨齿机开发的关键技术之一,直接影响磨齿精度、效率和机床开发成本,其理论研究与应用开发具有重要的意义。本论文重点研究砂轮截形计算理论,分析砂轮修整过程误差,提出误差补偿方法,开发砂轮修整系统及其支撑软件,为普及型成形磨齿机开发提供理论支持和保证。首先,针对普及型成形磨齿机砂轮修整系统,对成形磨削砂轮与齿轮运动关系进行分析,建立成形磨削砂轮齿轮坐标系;以外斜齿轮为例,利用齿轮几何参数、修缘参数、加工参数以及其他参数,建立具有修缘量的齿廓齿面方程;假想设计齿面与成形砂轮啮合,得出二者的接触线,通过旋转接触线到砂轮轴截面获得用于砂轮修整的截形离散点;采用双圆弧拟合截形离散点,添加过渡圆弧,最终得到砂轮截形;将上述算法延伸至外直齿轮、内直齿轮、内斜齿轮成形砂轮截形计算。其次,介绍了普及型成形磨齿机砂轮修整系统,总结归纳了成形砂轮精密修整过程中存在的误差因素,提出了误差评价标准与误差模型;推导了误差分析算法,结合实例对修整过程中的误差进行分析;提出一种成形砂轮修整误差补偿方法,通过齿形误差修正端面齿廓,采用数值模拟法重算砂轮截形,并进行了实例验证。最后,将砂轮修整技术应用到普及型成形磨齿机中,对砂轮修整方案进行了选择,选择或设计了砂轮修整硬件部分,基于MPC2810对修整系统进行控制,开发出了砂轮修整系统及相应的支持软件,实现了成形砂轮在线修整。
【关键词】：成形磨齿机 砂轮修整 误差 系统开发 截形
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【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 论文的选题背景9-11
• 1.1.1 成形磨削在齿轮加工的地位9-10
• 1.1.2 齿轮拓扑修形10-11
• 1.2 国内外相关领域的研究现状及发展趋势11-15
• 1.2.1 齿轮拓扑修形发展及国内外研究现状11-12
• 1.2.2 成形磨齿误差分析及补偿国内外研究现状12-13
• 1.2.3 砂轮修整相关技术国内外研究现状13-15
• 1.3 论文的研究意义及课题来源15-16
• 1.3.1 论文研究意义15
• 1.3.2 论文课题来源15-16
• 1.4 论文研究内容安排16-17
• 2 齿轮成形磨削砂轮截形计算理论17-35
• 2.1 齿面建模17-25
• 2.1.1 成形磨削坐标系17-18
• 2.1.2 端面齿廓建模18-24
• 2.1.3 齿向建模24-25
• 2.2 砂轮截形计算25-32
• 2.2.1 啮合点计算25-27
• 2.2.2 截形离散点计算27-28
• 2.2.3 双圆弧拟合28-31
• 2.2.4 过渡曲线计算31-32
• 2.3 外直齿轮和内齿轮砂轮截形计算32-34
• 2.3.1 外直齿轮砂轮截形计算32-33
• 2.3.2 内齿轮砂轮截形计算33-34
• 2.4 本章小结34-35
• 3 齿轮成形磨削砂轮修整系统与误差分析及补偿35-55
• 3.1 普及型成形磨齿机砂轮修整系统设计分析与总体规划35-38
• 3.1.1 成形磨齿工艺分析与砂轮修整工艺分析35-37
• 3.1.2 砂轮修整系统总体规划37-38
• 3.2 砂轮修整误差分析38-42
• 3.2.1 砂轮修整误差分类39-40
• 3.2.2 砂轮修整误差评价标准40-41
• 3.2.3 砂轮修整误差模型建立41-42
• 3.3 砂轮修整误差分析42-47
• 3.3.1 反求端面齿廓42
• 3.3.2 误差齿廓建模42-43
• 3.3.3 分析实例43-47
• 3.4 砂轮修整误差补偿47-54
• 3.4.1 数值模拟法获得砂轮廓形47-48
• 3.4.2 误差补偿算法48-50
• 3.4.3 计算实例50-54
• 3.5 本章小结54-55
• 4 普及型成形磨齿机砂轮修整装置研制55-67
• 4.1 砂轮修整方案分析55-57
• 4.2 普及型成形磨齿机砂轮修整系统硬件设计57-63
• 4.2.1 金刚轮修整轮及砂轮电主轴57-58
• 4.2.2 砂轮架分度消隙机构58-62
• 4.2.3 移动进给机构62-63
• 4.3 普及型成形磨齿机砂轮修整控制系统设计63-65
• 4.3.1 砂轮修整控制原理63-64
• 4.3.2 砂轮修整控制系统硬件64-65
• 4.4 本章小结65-67
• 5 普及型成形磨齿机砂轮修整支持软件开发67-81
• 5.1 普及型成形磨齿机数控系统概述67-68
• 5.1.1 系统开发及运行环境68
• 5.1.2 系统功能模块组成68
• 5.2 砂轮修整模块工艺分析68-75
• 5.2.1 砂轮修整总体工艺规划69-70
• 5.2.2 编程原点确定与砂轮运动轨迹规划70-72
• 5.2.3 金刚石轮轨迹修正72-73
• 5.2.4 坐标变换73-75
• 5.3 普及型成形磨齿机砂轮修整支持软件开发75-79
• 5.3.1 系统管理模块75-76
• 5.3.2 参数设置模块76-78
• 5.3.3 调试模块78-79
• 5.4 加工实例79-80
• 5.5 本章小结80-81
• 6 结论与展望81-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-89
• 附录89
• A. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目89
• B. 作者在攻读硕士学位期间所获奖励89

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贾秀杰,张慧,李剑峰;多功能砂轮修整器的设计与应用[J];工具技术;2002年11期

2 安玉魁;谢晁伟;;砂轮修整器[J];机械工人.冷加工;2006年07期

3 孔振;陶卫军;冯虎田;;一种新型砂轮修整器结构及其分析[J];制造技术与机床;2010年12期

4 ;砂轮修整器的改进[J];机械工人;1957年02期

5 宋惠民;;用砂轮修整砂轮的经验[J];机械工人;1957年11期

6 姜学文;双顶针圆弧砂轮修整器[J];机械加工;1966年02期

7 寿震森;;砂轮修整器的改进[J];机械工人技术资料;1975年10期

8 谭明山;;介绍三种砂轮修整器[J];北京机械;1981年03期

9 梁锡昌;;成形砂轮修整器的原理[J];机械工艺师;1982年10期

10 杨继锋;;铲磨砂轮修整杆[J];机械工人(冷加工);1984年02期

中国重要会议论文全文数据库 前4条

1 陈来三;;钢球磨球机砂轮修整技术改进及生产应用[A];福建省科协第三届学术年会装备制造业专题学术年会论文集[C];2003年

2 邹琴;郭隐彪;;多功能数控砂轮修整系统[A];人才、创新与老工业基地的振兴——2004年中国机械工程学会年会论文集[C];2004年

3 焦丽霞;;螺纹磨床砂轮修整器的应用对比及技术分析[A];2014年8月建筑科技与管理学术交流会论文集[C];2014年

4 卢永清;刘玉国;姜国旭;;SK014孔型圆弧角度数显可行性改造[A];全国冶金自动化信息网2014年会论文集[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 ;洛轴研制出双坐标数控砂轮修整器[N];今日信息报;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 唐平;普及型成形磨齿机砂轮修整技术研究与应用[D];重庆大学;2015年

2 陈就;滚刀铲磨理论研究及砂轮修整系统设计[D];重庆大学;2011年

3 赵宏;砂轮修整机及其视频在线检测系统[D];大连工业大学;2012年

4 孔振;丝杠磨床在线检测与砂轮修整技术研究[D];南京理工大学;2011年

5 孟淑娟;金刚石砂轮修整器的研究[D];东北大学;2009年

6 刘畅;基于齿条成形磨削的砂轮修整装置研究[D];华中科技大学;2011年

7 孔令叶;新型数控成形砂轮修整器的设计及磨削性能研究[D];广东工业大学;2006年

8 胡琦峰;数控拉刀磨床砂轮修整系统的设计与实施[D];华东理工大学;2014年

9 吴耀;高速CD磨削砂轮修整方法及装置研究[D];湖南大学;2003年

10 郭威;曲轴成型砂轮修整与端面测量定位问题研究[D];湖北大学;2013年

，

本文编号：740477