高精度鼓形渐开线凸轮加工理论与技术研究

发布时间：2017-10-12 18:12

  本文关键词：高精度鼓形渐开线凸轮加工理论与技术研究

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【摘要】：超精密齿轮在航空航天、精密机械、国防等领域具有重要的应用价值,其齿廓精度是超精密渐开线齿轮的一项重要评价指标。具有较高齿廓精度的渐开线样板作为渐开线的实体基准,可用于检定齿轮测量仪或三坐标测量机渐开线的测量精度。而制约渐开线制造精度的提高在于磨齿设备展成系统精度和齿廓加工工艺。渐开线凸轮是凸轮—挡板式磨齿机展成系统中最为精密的元件之一,鼓形渐开线凸轮与挡板配合可以有效消除边缘啮合现象,改善凸轮与挡板的安装适应性,增加磨齿系统的展成刚度,以提高超精密齿轮和高精度渐开线样板的齿廓加工精度。本文基于渐开线最佳成型原理,设计鼓形量微调机构和锥面砂轮修整机构,以磨削加工高精度鼓形渐开线凸轮,并通过磨削渐开线样板作了验证试验。 首先,研究了双滚轮-双导轨机械式展成机构的高精度鼓形渐开线凸轮磨削原理,重点分析了导轨波形平面度和磨削接触位置等误差对加工和测量精度的影响,建立了砂轮直径、凸轮宽度、砂轮锥角以及砂轮轴向夹角等参数与鼓形量的数学模型。 其次,针对鼓形量与砂轮头架参数的映射关系,利用上、下楔块微调原理,并在弹性联轴器轴夹角许可的范围创新设计了鼓形量连续微调机构；并通过研究端面内锥砂轮的修整特性设计相应的砂轮修整器。 探讨了鼓形量大小与渐开线凸轮齿廓精度和允许安装偏摆角之间的关系来优化齿向修鼓的量值。通过对渐开线凸轮组件的精密装配和调平衡,导轨面的精密研磨,圆柱测头测量位置调整等方式来最大程度的减少误差源。 最后,搭建装置并优化磨削工艺,通过对渐开线凸轮的磨削和测试,数据表明精磨后的渐开线凸轮,有4μm左右的齿向鼓度,齿廓形状偏差在展长区间内小于0.5μm；并将精化后的鼓形渐开线凸轮应用于Y7125精密磨齿机上,进行渐开线样板精密磨削加工,得到样板的齿廓形状偏差不超过1.2μm。
【关键词】：鼓形 渐开线凸轮 精密磨削 齿廓偏差
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH132.47
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-22
• 1.1 渐开线凸轮的研究现状10-17
• 1.1.1 渐开线的成型方法10-15
• 1.1.2 渐开线凸轮的加工方法15-17
• 1.2 渐开线面修形方法及评价测量17-19
• 1.2.1 渐开线面齿向修形原理及应用17-18
• 1.2.2 齿向修形的测量和评价18-19
• 1.3 本文的研究内容与意义19-22
• 2 鼓形渐开线凸轮磨削装置改进22-36
• 2.1 鼓形渐开线凸轮磨削原理23-27
• 2.1.1 内锥砂轮磨削鼓形渐开线凸轮原理23-25
• 2.1.2 磨削接触位置偏差引起的加工误差分析25-27
• 2.2 渐开线展成机构27-28
• 2.3 鼓形量调整机构28-30
• 2.3.1 调整机构的组成28-29
• 2.3.2 鼓形量调整原理29-30
• 2.4 砂轮磨削与修整机构30-31
• 2.5 鼓形量值的研究分析31-34
• 2.5.1 齿轮鼓形量修形计算31-32
• 2.5.2 渐开线凸轮鼓形量探讨32-34
• 2.6 本章小结34-36
• 3 渐开线凸轮测量装置误差分析和测量不确定度评定36-50
• 3.1 渐开线凸轮测量装置简介36-39
• 3.1.1 渐开线凸轮测量装置测量原理36-37
• 3.1.2 渐开线凸轮测量装置的组成37-39
• 3.2 导轨平面度对测量的影响39-44
• 3.2.1 平面度误差的数学模型39-42
• 3.2.2 平面度误差对测量精度影响42-44
• 3.3 渐开线凸轮测量装置测量不确定度的评定44-48
• 3.3.1 测量不确定度的评价方法44
• 3.3.2 数学模型和主要不确定度来源44
• 3.3.3 主要不确定度的评定44-48
• 3.3.4 合成标准不确定度48
• 3.3.5 扩展不确定度的评定48
• 3.4 本章小结48-50
• 4 鼓形渐开线凸轮磨削和测量实验50-63
• 4.1 相关测量实验50-55
• 4.1.1 导轨面精密研磨50-51
• 4.1.2 渐开线凸轮组件的静平衡51-52
• 4.1.3 渐开线凸轮测量装置调整52-53
• 4.1.4 测头导轨直线度测量比较53-55
• 4.2 精密磨削实验55-56
• 4.2.1 实验准备55
• 4.2.2 磨削相关参数及磨削工艺55-56
• 4.2.3 磨削注意事项56
• 4.3 测试结果及分析56-62
• 4.3.1 鼓形量测试结果56-58
• 4.3.2 渐开线凸轮测试结果对比分析58-60
• 4.3.3 渐开线样板测试结果对比分析60-62
• 4.4 本章小结62-63
• 结论63-64
• 参考文献64-66
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况66-67
• 致谢67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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6 王立鼎;凌四营;马勇;王晓东;娄志峰;;精密、超精密圆柱渐开线齿轮的加工方法[J];光学精密工程;2009年02期

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1 娄志峰;基准级渐开线测试理论与技术研究[D];大连理工大学;2008年

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本文编号：1020202