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Y7125渐开线凸轮廓形精化的研究

刘恒  
【摘要】: 高精度标准齿轮是机械工业中必需的精密传动部件,其广泛应用于仪器制造业与国防领域,它的制造精度是一个国家齿轮制造水平的一个重要标志。作为齿轮加工中的一个重要指标,齿廓偏差的大小直接影响齿轮传动的冲击、振动以及承载能力,因此减小齿廓偏差可以从诸多方面改善齿轮传动中存在的问题。磨齿是实现高性能齿轮制造的主要工艺方法,它可以最大程度地提高齿形精度,减小齿廓偏差。靠模式大平面砂轮磨齿机,由于结构简单、传动链刚度高,主要用来磨制高精度渐开线齿形。 渐开线凸轮作为此类齿轮磨床的标准靠模附件,它的廓形偏差很大程度上决定了被磨齿轮的渐开线齿形准确度,因而进一步精化此凸轮的廓形可以有效地提高磨床磨齿展成精度,并最终提高磨制齿轮的齿廓精度。双盘式渐开线凸轮磨削装置采用双基圆盘精密机械展成机构来复现理论渐开线轨迹,与被磨渐开线凸轮的实际廓形相比较得出廓形偏差,进而将它作为加工余量去除掉实现精密磨削。该装置符合渐开线发生原理,结构简单,传动链短及误差源少,能满足精密加工渐开线凸轮面形的要求。 本文首先对双盘式渐开线凸轮磨削装置的精密展成机构进行了研究。设计研制了渐开线凸轮组件,选用最佳误差补偿方法装配组件中的各个零部件,最大程度地减小凸轮的综合径向安装误差,并进行精密装配实验,保证了渐开线的展成准确度。 其次,针对该磨削装置中影响加工精度的关键部件,对其位置精度和运动精度的检测与调整方法进行了系统研究。分别对砂轮主轴轴线、电机与砂轮轴线的同轴度、龙门架、驱动架、砂轮修整器及凸轮组件静平衡等进行了检测与调整。 借助动态信号分析仪与传感器搭建了振动实验平台,针对该磨削装置进行了减振箱振动状况的振动检测与诊断。通过对实验后振动信号的提取与分析,采取了减振措施,有效地减小了整个装置的振动。 研究了该磨削装置中磨削接触线位置偏差、基圆盘综合偏差以及基圆盘、凸轮与芯轴组件装配偏心等误差因素对渐开线凸轮加工精度的影响,并建立起相应的数学模型,为进一步精密调整及改进该装置奠定了理论基础。 最后,在搭建好的实验平台上进行了磨削实验,磨削后的实验数据表明该磨削装置可以完成对渐开线凸轮的精密加工工作。


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