菅相文[1]2004年在《数控插齿机传动链传动精度分析及实验研究》文中研究指明齿轮是机械工业中重要的基础传动元件,具有恒功率输出、承载能力大、传动效率高、使用寿命长、传动比稳定、结构紧凑等优点。由于齿轮在机械传动中的重要作用及其形状的复杂性,它的设计、制造水平已成为一个国家现代工业技术水平的标志之一,也是各国学术界和企业界关注和研究的热点所在。因此,研究齿轮及齿轮加工的相关技术具有很大的理论和现实意义。为了提高齿轮加工精度,首先必须研究齿轮加工过程中产生误差的原因。在影响齿轮加工精度的各种因素中,机床传动链传动误差的影响最为明显。对于齿轮加工机床来说,必须要使刀具与工件之间保持严格的传动比。传动比是通过传动链来保证的,传动精度对于齿轮的加工质量影响非常大。本论文以YK5120型数控插齿机的传动链为研究对象,开展了如下几个方面的研究工作。1首先根据数控插齿机床的具体运动情况,本文对数控插齿机传动链各传动件进行分析,分别推导出了工作台回转误差和刀杆回转误差公式,从而得到了数控插齿机传动链综合误差公式及最大综合误差公式,并针对YK5120型数控插齿机进行了实例分析;2考虑了径向跳动、轴向跳动和齿距累积误差的影响,推导出了传动链线性误差公式,并转化成对角度误差的影响,从而可以求出工作台的回转误差和刀杆的回转误差,针对YK5120型数控插齿机进行了实例分析;3对数控插齿机的传动精度的一些影响因素进行了简单的介绍,提出了一些提高传动精度的方法措施,特别介绍了配相调整的方法,并对YK5120型数控插齿机配相调整进行了实例分析;4针对YK5120型数控插齿机,使用Renishaw公司的ML 10双频激光干涉仪,和Renishaw/RX10转台以及其他光学组件,实现了对数控插齿机的主轴回转误差的测量和补偿。在误差补偿前后,分别进行了齿轮的加工实验。实验结果表明,齿轮的齿形误差、周节累积误差和周节误差分别提高了一个等级。
喻宏波[2]2008年在《加工误差驱动的数控插齿机设计方法研究》文中提出齿轮加工机床是典型的复杂机械多体系统,是军事国防、航空航天、化工、冶金、采矿、风力发电的关键制造装备。齿轮加工机床精度要求高,功能、结构复杂,体积、自重大,传统的经验设计或缺少系统级优化的“现代设计”难以胜任,迫切需要先进的设计理论、方法和技术的指导与支撑。本文在分析齿轮加工机床的系统性能和加工误差产生机理的基础上,提出了加工误差描述方法;以“性能驱动设计”为基本理念,以齿轮加工误差为驱动,以广义确定性多体系统为理论基础,研究了数控插齿机加工误差精细分析和系统集成设计方法。本文主要研究工作和成果如下:1.系统分析了数控插齿机性能和齿轮误差,研究了插齿加工误差的产生原因和齿面几何误差的形成机理,确定了在齿轮啮合线上计算齿轮几何加工误差的一致性评价准则。2.根据插齿机的概念运动构型和典型误差形式,将广义确定性多体系统理论和齿轮啮合理论相结合,考虑数控机床运动副的运动特性和齿轮展成加工要求,建立了描述齿轮加工机床双运动链构型的广义确定性多体系统模型。3.通过分析插齿刀插削瞬时形成渐开螺旋面的几何特性和啮合特性,建立了刀具-工件子系统的多体系统模型;基于该模型建立了插齿加工的误差模型,将广义多体系统运动学理论和共轭曲面的离散解析原理相结合,实现了加工误差求解。4.根据数控插齿机传动链系统特点,分析了传动链精度及其对齿轮加工误差的影响,将传动链误差的传递模型和平面齿轮啮合微分几何原理相结合,建立了反映加工误差的啮合线增量误差模型。5.基于上述理论成果和iSIGHT软件集成平台,提出了插齿机系统设计方法及集成软件框架,并以YK51200数控插齿机产品设计为例,验证了插齿机系统设计方法和集成软件平台的有效性和实用性。
李彦征[3]2004年在《基于多体系统运动学的数控插齿机加工误差分析与实验研究》文中指出齿轮是机械工业中重要的基础传动元件,具有恒功率输出、承载能力大、传动效率高、使用寿命长、传动比稳定、结构紧凑等优点。由于齿轮在机械传动中的重要作用及其形状的复杂性,它的设计、制造水平已成为一个国家现代工业技术水平的标志之一,也是各国学术界和企业界关注和研究的热点所在。因此,研究齿轮及齿轮加工的相关技术具有很大的理论和现实意义。为了提高齿轮加工精度,首先必须研究齿轮加工过程中产生误差的原因。传统的齿轮加工机床不是数字控制方式,而是通过一系列挂轮和较长的传动链来加工齿轮的。齿轮精度与加工机床传动链的每一个环节的制造精度密切相关。近几年,随着齿轮机床数控技术的发展,传统齿轮机床传动链大大简化,这为进一步提高和改进齿轮加工精度提供了技术基础。本论文根据国内外对齿轮加工误差的研究现状和存在的问题,并以对数控插齿机床为研究对象,开展了如下几个方面的研究工作。1 首先以多体系统为理论基础,建立了数控插齿机床运动学模型。根据数控插齿机床的具体运动情况(在实际的工程对象中,由于组成机器的各个零件的制造和安装误差,各运动件的实际运动轨迹与理想运动轨迹产生偏差,使应有的运动得不到完成),建立运动参考坐标系以及相应的误差矢量和误差变换矩阵,提出了数控插齿机床的几何误差描述方法。以该误差描述方法为基础,推导出有误差情况下,一般数控插齿机床运动学方程。2 从齿轮加工工艺出发,分析研究影响齿轮精度的各种因素。将多体系统运动学理论与齿轮啮合原理相结合,建立齿轮误差及传动链误差分析模型。基于该模型,本文提出了齿轮数控加工的敏感误差因素,获得了精确的齿轮齿面方程,并对齿轮的齿形和齿面进行了数值仿真。结合齿轮加工误差分类及检验项目,推导出了齿轮的齿形误差、相邻周节误差、周节累积误差的计算公式,实现了齿轮的数控加工误差定量计算。3 针对 YK5120 数控插齿机,使用 Renishaw 公司的 ML 10 双频激光干涉仪,和 Renishaw/RX10 转台以及其他光学组件,实现了对数控插齿机的主轴回转误差的测量和补偿。在误差补偿前后,分别进行了齿轮的加工实验。实验结果表明,齿轮的齿形误差、周节累积误差和周节误差分别提高了一个等级。
柴宝连[4]2003年在《YK5120数控插齿机设计与研究》文中研究表明齿轮是机械工业中重要的基础传动元件，具有恒功率输出、承载能力大、传动效率高、使用寿命长、传动比稳定、结构紧凑等优点。由于齿轮在机械传动中的重要作用及其形状的复杂性，它的设计、制造水平已成为一个国家现代工业技术水平的标志之一，也是各国学术界和企业界关注和研究的热点所在。因此，研究齿轮及齿轮加工的相关技术具有很大的理论和现实意义。插齿是一种常用的齿轮加工方法，可以加工直齿轮、内齿轮等。本文针对插齿机数控化中的关键技术，以数控插齿机为研究对象，做了以下研究工作：1 设计完成YK5120型数控插齿机机械结构；2 建立了数控插齿机的叁维模型，并对其进行了运动仿真和干涉检验；3 以多体系统运动学理论为基础，对数控插齿机的精度和齿轮加工误差进行了分析与仿真；4 应用有限元软件，对数控插齿机的各阶固有频率及振型进行了分析。
熊显文, 张柱银, 廖翠姣[5]2008年在《基于电子齿轮箱的数控插齿机内联传动结构》文中提出CNC技术及其软件的应用是改变目前插齿工艺落后最有效的手段。利用数字控制取代螺旋导轨,对于实现斜齿轮插削加工具有重要的现实意义。本文根据硬件电子齿轮箱的锁相控制原理,研究了软件电子齿轮箱的基本结构和信息处理过程,并根据数控插齿机的运动控制特点,探讨了基于电子齿轮箱原理的数控插齿机的内联传动结构,推导了各轴的运动关系式,提出了运用软件实现"电子分齿"传动和"电子差动"合成的插齿运动控制方法,并对形成附加转动的加减速定位控制进行了研究。
杜贵轩[6]2010年在《插齿机主动精度设计方法研究》文中提出齿轮机构是机械中应用最为广泛的一种传动装置,被广泛用于汽车,航空,造船,军工等领域。齿轮作为各类机械产品的关键传动零部件,其制造工艺水平和产品质量直接影响机械产品整机总成质量。因此,作为齿轮加工母机的插齿机,其精度直接影响齿轮的加工精度,进一步影响齿轮副的传动性能和噪声。作为机床设计中的重要步骤——精度设计是决定产品性价比和设计成功的关键。传统的精度设计主要是根据给定的机床末端执行机构精度求解传动链中各零部件的精度,不能很好地适应高精密加工的精度要求。为此,本文从渐开线圆柱齿轮的加工精度要求和加工原理出发,对渐开线圆柱齿轮插齿机精度设计问题进行了探索研究。论文主要研究内容和成果如下。1.实现了面向齿轮加工精度需求的插齿机主动精度设计方法,即从加工对象的精度要求和加工原理出发,进行插齿机的精度设计。该方法的基本思想是:通过分析数控插齿机的结构及其插齿加工原理,建立插齿机运动误差与渐开线圆柱齿轮齿面加工误差之间的映射关系——齿面加工误差模型;基于齿面加工误差模型,建立齿面加工精度模型;根据齿面加工精度模型,将渐开线圆柱齿轮的加工精度要求向插齿机的叁个数控轴运动精度进行分配。2.基于共轭曲面求解原理,求解得出了与插齿刀对应的工件齿轮的渐开线齿面模型,并且对齿面模型进行了验证。3.在分析齿轮齿面加工误差影响因素的基础上,依据渐开线圆柱齿轮齿面模型,分析了数控插齿机单个数控轴运动误差度对渐开线圆柱齿轮齿面离散点处加工误差的影响规律;选取齿距偏差为齿轮齿面加工误差检验项目,建立了齿面加工误差模型。4.基于齿面加工误差模型,建立了齿轮齿面加工精度模型。对齿面加工精度模型进行灵敏度分析,获得了齿面加工精度对机床各轴运动精度的灵敏度,结合精度分配和机床精度储备原则,建立了插齿机主动精度设计模型。5.根据建立的插齿机主动精度设计模型,对天津第一机床总厂开发的YKW51250型数控插齿机进行精度设计,计算了齿轮加工精度等级为6级时,YKW51250型数控插齿机叁个数控轴的定位精度的设计参考值。
李云超[7]2004年在《YK5120型数控插齿机误差补偿技术的研究》文中研究指明当今数控机床的应用越来越广泛数控技术已经渗透到了很多领域,成为提高国际竞争力的关键技术。而随着生产中更高要求的提出,数控机床也暴露出不足。数控机床的误差问题成为影响其更广泛应用的障碍。误差补偿技术是提高机床精度的有效方法,并已成为国际的热门研究课题。误差补偿技术对我国机械加工工业尤为重要,随着我国经济的发展,对数控机床的需求也经一步扩大。而我国工业基础差,资金少,不可能对现有设备更新,而补偿技术的应用可在无需大量投入资金的情况下提高数控机床的加工精度。齿轮制造工艺的发展,归根到底取决于齿轮加工精度的提高和生产效率的提高上。为了提高齿轮加工精度,必须了解齿轮加工误差产生的原因,这样,才能有目的的进行预防。根据国内外对齿轮加工误差的研究现状和存在的问题,并针对目前很少研究的数控插齿机床这一特殊对象,本文开展了如下几个方面的研究工作。1)针对齿轮加工误差研究领域的发展动态及存在的问题,提出本文的研究方向。2)鉴于多体系统理论具有广泛的通用性和概括性,本文拟以此为理论基础,分析有误差情况下,多体系统的几何描述方法,并以此导出误差情况下的多体系统运动方程。3)针对YK5120型数控插齿机,开展了对插齿机的主轴回转误差的测量和补偿,并进行了加工实验。实验结果表明,齿轮的几个主要检验指标得到了不同程度的提高。
刘洪芹[8]2003年在《斜齿轮数控化插削加工理论方法与研究》文中认为齿轮是机器的基础传动元件，其质量直接影响整机的性能、寿命。因其形状复杂，制造难度大，其制造水平在很大程度上体现国家机械工业的水平。随着机器向高速、重载、低噪音方向的发展，斜齿轮的应用越来越普遍。插齿加工作为斜齿轮切削加工的一种不可替代的加工方法还没有实现完全数字化控制，螺旋导轨依然是实现螺旋运动的机械副件。因为螺旋导轨精度要求很高，制造工艺复杂，加工难度大，成本高，而且齿轮的螺旋角必须与插齿刀螺旋导轨的螺旋角相同，这将限制斜齿轮的设计参数，制造界的同仁都意识到CNC技术及其软件的应用是改变目前插齿工艺落后的最有效的手段。因此，利用数字控制取代螺旋导轨，实现斜齿插削加工的CNC控制具有重要的现实意义。 本文正是基于此提出：1)用无差动法插削加工斜齿轮；2)由电子齿轮箱保证刀具主轴与工件之间严格的定比关系。 本文内容主要有： 1) 在展成原理的基础上推导了斜齿轮渐开线齿廓的方程，并利用坐标变换的方法得出齿根过度曲线的方程； 2) 在斜齿轮形成原理基础上论述了斜齿轮的插削加工原理及其运动； 3) 推导了无差动法插削加工斜齿轮时刀具主轴、工件之间的定比关系及此关系严格保证实现的方法——电子齿轮箱的工作原理； 4) 介绍了斜齿轮插削加工数字化控制系统的软硬件构成及其工作原理，并且对运动控制进行了分析
王红利, 钟晓玲[9]2010年在《从CCMT2010看数控齿轮加工机床的快速发展》文中认为第六届中国数控机床展览会(CCMT2010)于2010年4月12-16日在南京国际博览中心隆重举行。展会集中展示了代表当代机床工具技术发展方向以及我国数控机床产业高速发展的最新产品和技术。本届展会,各类齿轮加工机床展品众多,尤其是大规格齿轮加工机床,争奇斗艳,给观众留下了很深
参考文献：
[1]. 数控插齿机传动链传动精度分析及实验研究[D]. 菅相文. 天津大学. 2004
[2]. 加工误差驱动的数控插齿机设计方法研究[D]. 喻宏波. 天津大学. 2008
[3]. 基于多体系统运动学的数控插齿机加工误差分析与实验研究[D]. 李彦征. 天津大学. 2004
[4]. YK5120数控插齿机设计与研究[D]. 柴宝连. 天津大学. 2003
[5]. 基于电子齿轮箱的数控插齿机内联传动结构[J]. 熊显文, 张柱银, 廖翠姣. 机械科学与技术. 2008
[6]. 插齿机主动精度设计方法研究[D]. 杜贵轩. 天津大学. 2010
[7]. YK5120型数控插齿机误差补偿技术的研究[D]. 李云超. 天津大学. 2004
[8]. 斜齿轮数控化插削加工理论方法与研究[D]. 刘洪芹. 兰州理工大学. 2003
[9]. 从CCMT2010看数控齿轮加工机床的快速发展[J]. 王红利, 钟晓玲. 世界制造技术与装备市场. 2010
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