蝸桿砂輪磨齒機(jī)熱變形分析及建模.pdf

1、蝸桿砂輪磨齒機(jī)是用于齒輪批量加工的精密裝備，隨著我國(guó)航空、汽車(chē)、能源和軍工等行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)精密蝸桿砂輪磨齒機(jī)的需求急劇增長(zhǎng)。蝸桿砂輪磨齒機(jī)加工熱誤差是影響齒輪加工精度的一個(gè)重要因素，由于成熟的熱誤差建模方法還較為缺乏，導(dǎo)致很難可控地進(jìn)行熱誤差補(bǔ)償。為此，本文基于YW7232蝸桿砂輪磨齒機(jī)進(jìn)行了熱誤差理論模型的研究，以進(jìn)行熱誤差動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)齒輪的高精密磨削。本文的主要研究?jī)?nèi)容及方法如下：
　　（1）根據(jù)蝸桿砂輪磨齒機(jī)熱變形機(jī)理

2、及磨削加工參數(shù)，建立了YW7232蝸桿砂輪磨齒機(jī)的三維模型，并通過(guò)運(yùn)用NI的專(zhuān)業(yè)分析軟件DIAdem，模擬了蝸桿砂輪磨齒機(jī)主要加工過(guò)程，得出蝸桿砂輪磨齒機(jī)溫度場(chǎng)變化規(guī)律，從而簡(jiǎn)化了蝸桿砂輪磨齒機(jī)溫度測(cè)點(diǎn)的布置。同時(shí)，利用材料力學(xué)撓曲線(xiàn)理論及相關(guān)熱力學(xué)理論，分析了YW7232蝸桿砂輪磨齒機(jī)在受熱變形后撓變情況，據(jù)此建立了蝸桿砂輪磨齒機(jī)熱誤差理論模型。
　?。?）結(jié)合溫度場(chǎng)云圖變化規(guī)律，運(yùn)用模糊聚類(lèi)及相關(guān)性分析等方法，分析出了溫度變化

3、的關(guān)鍵點(diǎn)位置并由此確定測(cè)點(diǎn)位置。根據(jù)熱誤差檢測(cè)需求，搭建了熱誤差檢測(cè)的軟、硬件系統(tǒng)，基于LabVIEW編寫(xiě)了檢測(cè)軟件的人機(jī)交互界面。進(jìn)行了蝸桿砂輪磨齒機(jī)在實(shí)際加工中熱誤差的檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的篩選分析及溫升曲線(xiàn)圖的繪制，為預(yù)測(cè)模型的建立提供了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
　?。?）運(yùn)用遺傳優(yōu)化算法調(diào)整了傳統(tǒng)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值及閥值的大小。在規(guī)范化處理了原始測(cè)量數(shù)據(jù)后，通過(guò)運(yùn)用MATLAB中的GOAT工具箱，建立了基于GA-BP神經(jīng)網(wǎng)

4、絡(luò)的蝸桿砂輪磨齒機(jī)熱誤差預(yù)測(cè)模型。將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)代入熱誤差理論模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，分別得出理論誤差值和預(yù)測(cè)誤差值，并利用MATLAB畫(huà)出熱誤差值圖。通過(guò)對(duì)比分析兩個(gè)模型的熱誤差值圖，相互驗(yàn)證了理論模型和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的正確性。
　?。?）提出了一種基于虛擬軸的熱誤差補(bǔ)償方法。即在蝸桿砂輪磨齒機(jī)固有軸系的基礎(chǔ)上，增設(shè)一根虛擬軸，再根據(jù)各個(gè)軸之間的同步關(guān)系，將主動(dòng)軸和跟隨軸的熱誤差補(bǔ)償量換算為虛擬軸的等效補(bǔ)償量，最后在刀具磨削沖程樣