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斜齒輪的成形磨削逼近法研究

添加人:admin 發布時間:2018-3-8 10:25:49 來源:本網


  分類號TH112 1新型成形砂輪修整裝置結構設計及工作原理本文在分離式漸開線逼近法的基礎上,設計了用一個整體基圓柱修整出一定基圓的甘肃11选5任3推荐号码參數,在保持基圓柱法結構簡單,調整方便的基礎上,克服了一個基圓柱只能修整具有相同基圓的齒輪。而又能保持分離式代漸開線法的優點,該方法只需在基圓柱法的基礎上,更換基圓柱,調整基圓中心高度及金剛石起始位置,就能使替代基圓產生的漸開線逼近理論漸開線并達到齒形精度要求。
  根據該整體基圓法逼近原理,本文研制了一種采用鋼帶一滾動尺結構的修整器(簡稱型修整器),該修整器在結構上有較大的改進,使鋼帶拉力及滾動尺應力變化幅度大為減少,使修整精度穩定性大為提高。
  動作原理見〔2〕本文設計的整體式漸開線逼近法,采用一個整體基圓所產生的漸開線去逼近理論基圓產生的漸開線。優化調整參數為:代用基圓半徑Rbx選用,中心高度H及基圓槽半角4. 2整體基圓逼近法的優化設計2.整體基圓方法的原理該方法采用漸開線逼近磨齒法,修整逼近精度較高,為適當提高修整器的通用性,一個基圓可加工一定范圍的不同齒輪,且在結構上有新的突破,可同時左右修整砂輪的兩個漸開線輪廓,精度穩定性好,使修整效率大大提高。
  見令待磨齒輪中心坐標系xy漸開線AB理論基圓半徑Rte.修整器所選用的代用基圓半徑為Rhx,在坐標系OIX'Y'產生的漸開線A調節高度h以及金剛石在OIX'Y'坐標系中的基圓槽半角4,就可以改變代用漸開線的形狀和位置。由漸開線性質可知,漸開線的形狀取決于基圓大小,基圓愈小,則漸開線愈曲,反之則愈平直。而代用漸開線的位置由調節參數h4決定,當參數Ri,h4(可用金剛筆伸長量AL=4Rw)代替,以簡化修整器結構調整)取某最佳值時,可使逼近漸開線AB的逼近精度滿足齒形精度及齒厚精度要求。為使代用基圓尺寸系列化,在進行調整的最優選擇時,先把代用基圓半徑尺寸離散化,即按一定規律的尺寸數組制造,供優化設計時由計算機自動選用。
  用盤狀砂輪成形磨削直齒輪,砂輪軸向截形輪廓始終與端面齒形相同,與砂輪直徑變化無關。而磨斜齒輪時,砂輪與齒輪的接觸線為一空間曲線,該曲線的形狀取決于齒輪參數及砂輪直徑。該空間接觸線繞砂輪軸旋轉便成為砂輪工作曲面。因此,砂輪的精確軸向截形并不等于斜齒輪的法向齒形,而應由計算得到。
  用盤形砂輪加工螺旋面時,相對坐標系如所示己知右旋漸開線螺旋面上方程,經坐標變換,接觸點M在砂輪坐標系方程為:一砂輪回轉曲面的軸向截形方程:變換到修整器坐標系O1X1Y1中坐標:又由接觸條件式矢量方程:(kXR)得:令+u+0=TT為參變量,則(6)可簡化由(7)代入(2)(3)(4)式可求出O1X1Y1坐標系中砂輪截面方程根據漸開線齒輪精度測量是沿漸開線方向測量齒形誤差和齒厚誤差,計算齒形誤差如過理論漸開線A'B'上P'點,則誤點矢量2.3目標函數的確定考慮到齒輪精度標準中對齒形誤差和齒厚誤差均有公差要求,為使逼近誤差達到最小,可選擇同時控制齒形誤差,齒厚誤差達到最小。因此,這里是一個多目標函數的最優化問題。為了使各個分目標函數能均趨向各自的最優值。這里采用加權組合法的統一目標法。
  1反映第項分目標相對重要性的加權因子第項目標的校正加權因子,用于調整各分目標間在量級差別方面的影響。在這里是調整在迭代過程中使(一和AS(―大致相等的加權因子在處理整體基圓代漸開線逼近優化問題時,因目標函數是使齒形、齒厚誤差最小,由知:逼近漸開線的形狀,位置取決于參數Rbx,hAL.由漸開線性質知:漸開線形狀取決于基圓的大小,當逼近基圓與理論基圓相同時,h=0,AL=0時,兩漸開線重合,即逼近誤差為零,如果把變量Rbxh,Al都取為連續變量,則計算機優化結果必定是Ri,x=Ri,h=0,AL=0,而設有達到預期的目的,即一個基圓在一定范圍內的通用性,為解決這一問題,本程序采用把替代基圓取為離散變量即預選把⑶定尺寸翮的基圓尺寸I!定規則的數列排列。//ww.,2.5優化方法的選取該優化是一個混合變量(即有連續變量又有離散變量)的優化問題,因該優化問題的目標函數比較復雜,很難求導數??悸塹匠頭:ㄓ氬揮們筇荻鵲奈拊際鈑嘔椒ㄏ嘟岷系姆椒ㄊ怯行У姆椒?,本文在原優化方法的基礎上,對其功能進行了擴充,把全連續就是改進為連續型+離散型的通用混合型懲罰函數法。
  2.基圓尺寸數組的確定在模數一定時,隨著齒數z大,基圓半徑愈小,漸開線愈平直。當逼近基圓與理論基圓相差愈大,逼近誤差愈大。優化設計表明:當達到同一逼近精度時,齒輪齒數較小時,逼近基圓與理論基圓的差異允許大。優化計算還表明:當齒輪齒數一定時,模數愈大,則逼近誤差愈大。由以上優化計算分析:可把基圓尺寸數的數列取為一變公比等比級數。
  其中,等比系數K與模數齒數有關。
  由上述優化計算及分析表明:基圓尺寸數組公比系數在大模數小齒數時,取較小值,小模數大齒數時,取較大值。
  當K取值太小時,基圓柱數量多,K取值達到結定的逼近精度。因此K取值原則,在保證達到給定的逼近精度條件下盡量取大一點,以使基圓柱數目減小。
  92710202.7最優調整參數計算結果的分析表1齒輪調整參數表序齒輪參數選用調整參數精度參數號基圓半徑rb采用上述混合變量懲罰優化方法計算的最優替代基圓半徑,修整器高度調整參數H,以及金剛石起始位置伸長變動量見表1,不同模數,不同齒數時的優化計算齒形誤差比式△/// //見。由圖可見:見該方法得出的優化計算齒形誤差比均在0. 35以下,從以上計算分析,把替代基圓尺寸以一定的等比級數離散化,得出的計算齒形誤差比基圓上與模數,齒數無關。
  而且保證了替代基圓尺寸的系列化,有利于用此類整體基圓代漸開線方法磨削斜齒輪時,逼近3擴展修整器通用性的結構分析采用逼近精度高,精度穩定性好,調整方便,結構簡單,制造方便的整體式漸開線逼近法,即采用適當的基圓產生的漸開線去擬合理化基圓產生的漸開線,使用計算機優化調整參數,可以磨合一定基圓范圍的齒輪,使基圓柱尺寸系列化。
  修整器的合理結構參數隨著基圓直徑變化而變化,因為當基圓直徑改變時,左右滾動尺與水平面的對稱平角也改變,必須改變鋼帶支承輪O3的位置,壓緊輪壓在滾動尺上的作用點,也不是滾動尺與基圓切點,而偏離距離色,為了使為個偏距a:不致太大,必須改變壓輪臂轉軸中心位置,為二個中心位置的改變可通過在轉盤i上同一圓一打上均勻分布的安裝孔,為些孔之間的角度及孔與中心的半徑值通過結構優化計算確定。
  通過調整鋼絲支承輪中心位置及滾動臂回轉中心位置,可以擴大修整范圍,以適應一定范~100mm)的不同齒數,不同模數的漸開線成形砂輪的修整。
  機構結構上的處理方法是:滾動尺長度S的取值,用分段處理辦法。
 ?。?)力參數Pn的調整是通過調節螺桿進行調整。
  4成形齒輪磨削實驗為驗證新研制的砂輪修整器及修整斜齒輪的精度,作者在M8612A花鍵磨床上進行。齒輪參數為M=表面滲碳淬火,淬硬層深度(0.9 ~1.1)mm砂輪速度3000rpm,磨削進給量(縱向)V/w=(10修整進給速度Fa=0.20.5mm/砂輪1轉修整次數n=35砂輪分度采用磨床上己配備的自動分度盤磨削工況:無冷卻液通過大量試驗證明,僅借助漸開線檢查儀,經3 ~6次調整,便可磨出6~7級齒形精度的齒輪。
  5小結本文在綜合分析了國內外目前研究的硬齒面磨削加工中各種曲線逼近法及其修整器后,推薦了一種精度及穩定性較好,而制造、調整方便的整體式代漸開線曲線逼近法,還對替代基圓尺寸進行了尺寸系列化,本文主要對一定模數、齒~100)的斜齒輪進行了優化計算計算表明:把替代基圓尺寸以一定規律的等比級數離散化,得出的逼近齒形、齒厚誤差比均在0.5以下。并與模數、齒數無關。
  使具有該基圓柱尺寸系列化的修整器成為磨削硬齒面的一個配套產品,具有在的實用推廣價值。

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