珩齿机床_百度知道
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珩磨的余量很小，那么剃齿机就变成了珩齿机，是一种齿轮的光整加工方法，其加工原理与剃齿相似珩齿机是对硬齿面（齿面经过热处理）进行光整加工的机床，实际上就是将剃齿刀换成珩磨轮，所以精度和粗糙度都很高
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高精度超声波辅助珩齿装置设计
分析了超声波珩齿装置中轴承的径向误差造成的珩齿轮径向偏差的大小;列出了珩齿轮相对于被加工齿轮的几种偏差形式,并给出了这几种偏差造成被加工齿轮的径向误差、公法线长度的变化、接触线方向误差、齿轮螺旋线误差和齿的锥度误差的计算方法.
ZHANG Xiu-qin
WANG Shi-ying
作者单位：
太原理工大学机械工程学院,太原,030024
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万方数据电子出版社电镀CBN硬珩轮珩齿机理及动态仿真分析--《太原理工大学》2010年博士论文
电镀CBN硬珩轮珩齿机理及动态仿真分析
【摘要】：
齿轮制造创新技术的研究和应用,是提高齿轮传动质量的关键环节。齿轮的齿形及齿距误差,直接影响其传递扭矩的能力。齿面的微观几何形貌,则对齿轮传动产生的噪声,以及使用性能和寿命影响很大。为了提高现有齿轮的承载推力,各国普遍采用硬齿面技术,即通过提高齿面硬度以缩小装置的尺寸。
对于渐开线淬硬齿面齿轮精加工,我国现行的方法主要是采用磨齿或软珩齿。磨齿加工虽能满足齿形精度要求,但其生产效率低、成本大,导致产品竞争力下降,并且齿面的微观几何形貌也不利于降低齿轮的传动噪声。而软珩轮基体是弹性体,因而导致软珩轮的静态精度在珩齿时将遭到破坏,并倾向于服从齿坯的精度,导致软珩齿加工质量不稳定。
用超硬材料立方氮化硼(CBN)与金属结合剂电镀于钢质基体上,制成的电镀CBN硬珩轮,由于其基体具有很好的刚性,使得被加工齿轮不仅可明显改善表面质量,而且对齿形误差、齿向误差、周节累积误差等可得到有效校正,加工效率也将显著提高。
然而,由于种种原因,用电镀CBN硬珩轮对淬硬齿面精加工,还存在诸多问题亟待探讨和解决,硬珩轮的珩齿机理以及硬珩轮的制作技术也未得到圆满解决。本文在此方面进行了一些深入探讨,并得到一些有益的结论,为推广电镀CBN硬珩轮对淬硬齿面的加工技术具有重要的现实意义。本文主要进行了以下几方面的工作:
运用齿轮啮合、微分几何、磨削加工、摩擦学、弹性力学等理论,推出了珩齿加工珩削深度的计算模型和各个相关参数的计算方法,实现了对珩齿加工齿形误差的理论预测,揭示了硬珩齿加工齿形误差(如中凹和挖根误差)形成的内在因素,这一切均与实际相吻合。
实现了珩磨轮和齿轮的参数化建模和参数化装配,对构成珩磨轮齿面的渐开线实现样条化处理,并对样条上的型值点实现了参数化,为珩磨轮齿面优化修形奠定了基础。
运用有限元动态分析软件,根据实际加工条件确定模型的边界条件,对电镀CBN硬珩轮珩齿过程进行了动态仿真分析,通过对接触应力数据的采集,得到了接触应力沿啮合点的分布图,进一步揭示了齿面接触应力波动造成齿形误差的内在原因,也揭示了因重叠系数不同即齿数变化,造成齿形误差的差异。运用有限元静态分析方法,揭示了被珩齿轮齿面法向变形趋势,也从另一方面揭示了齿形误差趋势。
利用有限元分析及优化软件,对珩磨轮齿面进行优化修形,通过对样本点回归分析,得到了齿形修改参数的最佳值,反馈到珩磨轮CAD模型,实现了珩磨轮齿面修形,齿面接触应力分布有了较大改观,为指导生产实践提供了有力保障。
研究表明,采用电镀CBN硬珩轮珩齿加工,在齿形中部(尤其在齿数较少时),因接触应力波动较大,会产生齿形“中凹”误差,而在齿根部分,因珩削滑移距离最大,接触应力也较大而产生“挖根”误差,在珩磨轮制作方面应考虑上述因素,从而达到降低齿形误差,提高珩齿加工质量的目的。毫无疑问,这些研究结论对生产实践有重要的指导意义。
【关键词】：
【学位授予单位】：太原理工大学【学位级别】：博士【学位授予年份】：2010【分类号】：TG618.2【目录】：
中文摘要3-5
英文摘要5-10
符号说明10-13
第一章 绪论13-32
1.1 引言13-14
1.2 课题来源、目的及意义14-15
1.3 硬齿面齿轮加工技术现状15-20
1.4 齿轮加工工艺对齿轮使用性能和几何精度的影响20-23
1.5 国内外珩齿加工技术研究现状23-29
1.6 本文研究内容和创新点29-31
1.7 本章小结31-32
第二章 珩齿加工啮合基本理论32-53
2.1 旋转运动群及圆矢量函数32-35
2.1.1 旋转运动群32-34
2.1.2 圆矢量函数34-35
2.2 渐开螺旋面的数学描述35-39
2.2.1 渐开线方程及其性质35-36
2.2.2 渐开线齿廓面36-37
2.2.3 渐开线螺旋面标架及法矢37-39
2.3 空间啮合的坐标变换39-41
2.4 渐开线螺旋面啮合特性41-46
2.4.1 渐开螺旋面啮合条件44-45
2.4.2 渐开螺旋面瞬时传动比45-46
2.5 螺旋齿轮副啮合线46-47
2.6 螺旋齿轮副接触轨迹47-49
2.7 螺旋齿轮副重叠系数49-50
2.8 螺旋齿轮副相对滑移速度50-52
2.9 本章小结52-53
第三章 珩齿加工磨屑形成机理53-79
3.1 引言53
3.2 磨削加工过程分析53-60
3.2.1 磨削过程三阶段54-55
3.2.2 磨削加工特点55-56
3.2.3 磨削过程的尺寸效应56-57
3.2.4 磨削力57-59
3.2.5 比磨削能59-60
3.3 珩齿加工工艺特点60-61
3.4 单颗磨粒低速刮擦试验61-67
3.4.1 实验装置建立61-63
3.4.2 刮擦过程评估63-65
3.4.3 刮擦实验结果65-67
3.5 低速磨削试验67-76
3.5.1 实验装置建立67-69
3.5.2 磨削过程评估69-74
3.5.3 低速磨削实验结果74-76
3.6 低速磨屑形成机理76-77
3.7 影响材料去除率的因素77
3.8 本章小结77-79
第四章 电镀CBN 硬珩轮珩齿机理分析79-103
4.1 引言79
4.2 珩齿过程分析79-83
4.3 电镀CBN 硬珩轮珩齿力学模型的建立83-85
4.4 珩削深度模型的建立85-87
4.5 珩磨点处接触面积和压切深度以及法向力的确定87-95
4.5.1 主曲率和主方向之间的夹角87-89
4.5.2 齿面间接触面积89-93
4.5.3 齿面间压切量以及法向力93-95
4.6 珩磨点处珩削距离的确定95-98
4.6.1 点对点滑移距离计算方法95-97
4.6.2 珩磨点处珩削距离97-98
4.7 珩削深度计算及分析98-102
4.7.1 珩削深度计算步骤98-99
4.7.2 计算结果及分析99-101
4.7.3 两种特殊的齿轮精加工101-102
4.8 本章小结102-103
第五章 电镀CBN 硬珩轮珩齿仿真分析103-138
5.1 引言103
5.2 硬珩轮参数化实体建模103-109
5.2.1 渐开线齿廓样条化及参数化103-106
5.2.2 珩磨轮参数化建模过程106-107
5.2.3 被珩齿轮参数化建模107-108
5.2.4 参数化装配108-109
5.3 接触问题的有限元分析109-110
5.4 几何模型的导入与简化110-112
5.5 硬珩齿动态啮合接触分析112-127
5.5.1 LS-DYNA 显式与隐式时间积分112-113
5.5.2 单元类型及算法、材料模型及定义113-117
5.5.3 划分网格、定义数组、接触定义和求解设置117-121
5.5.4 求解与求解监控121-122
5.5.5 齿面应力采集及结果分析122-125
5.5.6 重叠系数对齿形误差的影响125-127
5.6 法向变形静态分析127-129
5.7 珩磨轮齿形优化与修形129-135
5.7.1 珩磨轮齿形优化目标129-130
5.7.2 模型的导入和优化设置130-132
5.7.3 优化输入参数的选择132
5.7.4 回归分析及珩磨轮齿廓修形132-135
5.8 电镀CBN 硬珩轮珩齿试验135-137
5.9 本章小结137-138
第六章 总结与展望138-141
6.1 本文主要研究工作及结论138-139
6.2 本文主要创新点139
6.3 未来工作展望139-141
参考文献141-149
致谢149-150
攻读博士学位期间发表的学术论文和成果150-151
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