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曲面综合法少齿数弧齿锥齿轮加工参数计算仿真与切齿试验
1
作者 魏冰阳 张柯 +1 位作者 宋聪聪 冯少坤 《机械设计》 CSCD 北大核心 2024年第3期57-64,共8页
少齿数高减比齿轮传动具有体积小和轻量化的优势。根据综合变位和节锥外啮合原理,设计了一对高减速比弧线等高齿锥齿轮,给出了相关的几何限制条件,推导了大、小轮齿面方程。大轮采用成形法加工,小轮采用单面展成法加工,为弥补大轮齿廓... 少齿数高减比齿轮传动具有体积小和轻量化的优势。根据综合变位和节锥外啮合原理,设计了一对高减速比弧线等高齿锥齿轮,给出了相关的几何限制条件,推导了大、小轮齿面方程。大轮采用成形法加工,小轮采用单面展成法加工,为弥补大轮齿廓曲率的不足,小轮刀齿采用圆弧刃修形,采用曲面综合法优化求解了小轮加工参数;通过建立ease-off差齿面,对齿面修形梯度、传动误差、接触路径与接触线进行了仿真。切齿和滚检试验,验证了高减比弧齿锥齿轮几何设计、刀盘修形加工方法的可行性。 展开更多
关键词 小轮修形 综合变位 啮合仿真 加工参数 切齿试验
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考虑制造误差的摆线轮减速器转臂轴承承载分析
2
作者 魏士雄 杨建军 +2 位作者 魏冰阳 王永强 徐家科 《机械传动》 北大核心 2024年第11期105-111,共7页
摆线轮减速器转臂轴承的承载性能和磨损状况与减速器的回转精度和寿命有密切关系。针对某150BX型摆线轮减速器轴承孔实际磨损状况,首先,建立转臂轴承的承载模型,明确了最大载荷及其方向的变化规律;然后,建立含制造误差的摆线轮和曲柄轴... 摆线轮减速器转臂轴承的承载性能和磨损状况与减速器的回转精度和寿命有密切关系。针对某150BX型摆线轮减速器轴承孔实际磨损状况,首先,建立转臂轴承的承载模型,明确了最大载荷及其方向的变化规律;然后,建立含制造误差的摆线轮和曲柄轴的运动模型,分析制造误差对转臂轴承运动过程中的干涉情况,获得了转臂轴承上最大干涉位置和误差选配方法。研究为摆线轮减速器转臂轴承的磨损计算和关键零部件的误差选配提供了依据。 展开更多
关键词 转臂轴承 制造误差 承载规律 坐标转换 最大干涉量
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面齿轮车齿加工偏差分析及比例修正方法研究
3
作者 任明辉 魏冰阳 +1 位作者 邓效忠 韩正阳 《机械传动》 北大核心 2024年第6期7-13,共7页
基于车齿刀与面齿轮车齿加工的数理模型,将插齿加工作为理论齿面,建立了车齿加工的齿面偏差模型;采用增量方式,分析了车齿加工参数(偏置距、切深、轴交角、滚比)对齿面精度的影响规律,给出了面齿轮齿面偏差比例修正方法。车齿加工齿面... 基于车齿刀与面齿轮车齿加工的数理模型,将插齿加工作为理论齿面,建立了车齿加工的齿面偏差模型;采用增量方式,分析了车齿加工参数(偏置距、切深、轴交角、滚比)对齿面精度的影响规律,给出了面齿轮齿面偏差比例修正方法。车齿加工齿面偏差主要集中在4个顶点位置,齿面偏差对滚比修正最为敏感,对偏置距不敏感。采用3参数偏差敏感性矩阵,确定了齿面偏差与加工参数之间的比例关系。通过两次试切,实现了齿面偏差的修正,验证了比例修正方法的可行性。 展开更多
关键词 车齿 面齿轮 加工参数 比例修正
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基于变性法的高阶传动误差设计与分析 被引量：18
4
作者 魏冰阳 方宗德 +1 位作者 周彦伟 邓效忠 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期757-760,共4页
传统的弧齿锥齿轮传动误差呈二次抛物线形 ,易引起齿对间振动和冲击 ,本文提出的高阶传动误差则可以克服这一不足。文中给出了基于变性法的高阶传动误差设计的方法和求解过程 ,得出了变性法的瞬时滚比函数 ;利用 TCA和 LTCA,对高阶传动... 传统的弧齿锥齿轮传动误差呈二次抛物线形 ,易引起齿对间振动和冲击 ,本文提出的高阶传动误差则可以克服这一不足。文中给出了基于变性法的高阶传动误差设计的方法和求解过程 ,得出了变性法的瞬时滚比函数 ;利用 TCA和 LTCA,对高阶传动误差设计进行了轮齿接触仿真分析 ,验证了该设计方法和求解结果。该方法只修正滚比 ,无需修改齿轮几何参数与加工调整参数并易于实现。对比传统的二次抛物线传动误差 ,高阶传动误差设计使齿轮副的动态及强度性能均有改进。高阶传动误差的应用为高性能弧齿锥齿轮副的设计提供了新的方法和途径。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 传动误差 瞬时滚比 TCA
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曲面综合法弧齿锥齿轮加工参数计算 被引量：30
5
作者 魏冰阳 邓效忠 +1 位作者 仝昂鑫 杨建军 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期20-25,共6页
针对现有弧齿锥齿轮加工参数计算方法,接触点综合纷繁复杂的问题,提出ease-off曲面综合法。从微分几何学出发,给出二阶密切曲面的定义及其构造方法;在二阶精度范围内,密切曲面与原有曲面具有相同的微分几何属性,从而可以替代原有的曲面... 针对现有弧齿锥齿轮加工参数计算方法,接触点综合纷繁复杂的问题,提出ease-off曲面综合法。从微分几何学出发,给出二阶密切曲面的定义及其构造方法;在二阶精度范围内,密切曲面与原有曲面具有相同的微分几何属性,从而可以替代原有的曲面分析。通过弧齿锥齿轮加工的产成模型,构造大小轮共轭齿面的ease-off差齿面,利用ease-off差齿面的密切曲面完整地拓扑齿面接触区;利用齿面接触区的可控参数综合确定小轮齿面的接触参数,进而通过数值优化方法求解小轮的加工参数。籍助ease-off密切曲面进行了啮合仿真,完整呈现了齿面接触区大小形状、接触路径方向、抛物线失切量等轮齿啮合信息。所提出的方法适宜于数值方法,基于齿面接触区的完整性,实现了齿面啮合性能较好控制。 展开更多
关键词 二次曲面 轮齿接触分析 弧齿锥齿轮 差齿面
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超声研齿的材料去除机理与试验研究 被引量：14
6
作者 魏冰阳 邓效忠 +1 位作者 杨建军 方宗德 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期995-999,共5页
提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法,分析了超声研齿中磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应等材料去除机理。普通研齿与超声研齿对比试验证明,超声研齿材料去除率可达到普通研磨的3倍,且齿面质量明显提高,齿面表面粗糙度Ra达到... 提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法,分析了超声研齿中磨粒锤击微切削、弹跳冲击与研磨液空化效应等材料去除机理。普通研齿与超声研齿对比试验证明,超声研齿材料去除率可达到普通研磨的3倍,且齿面质量明显提高,齿面表面粗糙度Ra达到0.2μm,轮廓支承长度率Rmr(c)=100%时的水平截距c为1.2μm。通过正交试验设计确定了超声研齿的最优工艺参数组合:小轮转矩为0.05N.m,转速为600r/min,研磨剂质量分数为20%;研磨剂质量分数利用材料去除率的影响最为显著,达到64.7%,其次为转速,贡献率为16.7%。对最优工艺参数进行了验证试验,证明材料去除率MR指标与预测值基本相符。 展开更多
关键词 齿轮 超声研磨 去除率 正交试验
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传统机床与Free-Form型机床运动的等效转换 被引量：16
7
作者 魏冰阳 任东锋 +1 位作者 方宗德 周彦伟 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第4期425-428,共4页
给出了基于空间坐标系变换把普通铣齿机调整参数转换成Free form型机床调整参数的原理与方法。在两种机床坐标系下保持刀盘相对工件的运动关系不变 ,通过耦合两种机床下的坐标系使两种机床的运动关系完全等效 ,由此原理推出了普通铣齿机... 给出了基于空间坐标系变换把普通铣齿机调整参数转换成Free form型机床调整参数的原理与方法。在两种机床坐标系下保持刀盘相对工件的运动关系不变 ,通过耦合两种机床下的坐标系使两种机床的运动关系完全等效 ,由此原理推出了普通铣齿机向Free form型机床转换的显式转换公式 ,该公式适用于任意一种传统的加工方法和机床。最后通过实例 ,利用TCA进行了分析验证。本文提出的转换方法概念清晰 ,转换简单 ,不会引起转换误差 ,是一种针对两类机床完全等效的转换方法。 展开更多
关键词 Free-form 型铣齿机 调整参数 坐标变换
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弧齿锥齿轮几何传动误差的设计与分析 被引量：12
8
作者 魏冰阳 周彦伟 +1 位作者 方宗德 邓效忠 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2003年第7期10-12,共3页
提出基于传动误差设计的概念和方法。通过TCA和LTCA对传动误差曲线的设计进行啮合仿真分析的结果表明 ,根据工作载荷合理地确定传动误差转换点处的幅值与总的幅值 ,可降低弧齿锥齿轮对误差的敏感性 ,可使工作载荷下传动误差波动幅值最... 提出基于传动误差设计的概念和方法。通过TCA和LTCA对传动误差曲线的设计进行啮合仿真分析的结果表明 ,根据工作载荷合理地确定传动误差转换点处的幅值与总的幅值 ,可降低弧齿锥齿轮对误差的敏感性 ,可使工作载荷下传动误差波动幅值最小 ,同时可有效地避免或减轻边缘接触。 展开更多
关键词 弧齿锥齿轮 几何传动误差 TCA 啮合仿真 边缘接触 LTCA
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超声加工及其在齿轮制造中的应用与展望 被引量：12
9
作者 魏冰阳 王立公 +1 位作者 杨建军 邓效忠 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2004年第7期102-104,共3页
对超声加工的原理、发展历史、应用现状做了介绍,并对其应用前景与在齿轮制造业中应用的可能性进行了分析与展望。为拓展超声加工应用领域与技术发展提供借鉴。
关键词 超声加工 齿轮 研磨 USM 超声振动切削
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螺旋锥齿轮振动研磨的运动模型研究与分析 被引量：13
10
作者 魏冰阳 方宗德 +1 位作者 周彦伟 邓效忠 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第3期253-255,259,共4页
首次提出螺旋锥齿轮振动复合研齿法 ,建立了V/H与齿面啮合关系的数学模型与振动研齿法的运动学模型。利用TCA方法 ,通过对齿面的接触路径与印痕、齿面相对运动速度与研磨轨迹、切削速度数值仿真 ,证明该模型能对齿面研磨中接触路径与印... 首次提出螺旋锥齿轮振动复合研齿法 ,建立了V/H与齿面啮合关系的数学模型与振动研齿法的运动学模型。利用TCA方法 ,通过对齿面的接触路径与印痕、齿面相对运动速度与研磨轨迹、切削速度数值仿真 ,证明该模型能对齿面研磨中接触路径与印痕进行准确的控制 。 展开更多
关键词 螺旋锥齿轮 振动研磨 V/H调整 TCA
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螺旋锥齿轮超声振动研磨的声弹性机理 被引量：9
11
作者 魏冰阳 方宗德 +1 位作者 周彦伟 邓效忠 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期484-488,共5页
提出螺旋锥齿轮超声振动复合研磨的方法 ,介绍了其原理 ;利用声弹性理论 ,从声弹性机制的层面上 ,研究了轮齿超声研抛的机理 ;综合轮齿接触分析与声弹性理论 ,通过实例计算分析了螺旋锥齿轮超声振动复合研磨方法不仅是可行的 ,而且与传... 提出螺旋锥齿轮超声振动复合研磨的方法 ,介绍了其原理 ;利用声弹性理论 ,从声弹性机制的层面上 ,研究了轮齿超声研抛的机理 ;综合轮齿接触分析与声弹性理论 ,通过实例计算分析了螺旋锥齿轮超声振动复合研磨方法不仅是可行的 ,而且与传统的方法相比具有明显的优越性。 展开更多
关键词 准双曲面齿轮 超声研磨 P波 接触分析
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偏置正交面齿轮的几何设计及三维造型 被引量：8
12
作者 魏冰阳 袁群威 吴聪 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2012年第3期8-11,15,共5页
针对偏置正交面齿轮的几何设计,建立了范成法加工偏置面齿轮的数学模型,推导了偏置正交面齿轮的齿面方程,分析了偏置正交面齿轮的根切和齿顶变尖现象,得出了相应的根切和齿顶变尖条件,给出了偏置正交面齿轮最小内半径和最大外半径的精... 针对偏置正交面齿轮的几何设计,建立了范成法加工偏置面齿轮的数学模型,推导了偏置正交面齿轮的齿面方程,分析了偏置正交面齿轮的根切和齿顶变尖现象,得出了相应的根切和齿顶变尖条件,给出了偏置正交面齿轮最小内半径和最大外半径的精确求解方法。利用Matlab软件计算了偏置正交面齿轮的齿廓坐标,并在给定参数下完成了偏置正交面齿轮的三维造型。 展开更多
关键词 圆柱齿轮 啮合方程 根切 面齿轮
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小轮双鼓修形的面齿轮接触分析及试验 被引量：5
13
作者 魏冰阳 陈金瑞 +1 位作者 吴聪 周贺 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2013年第4期17-20,5,共4页
针对正交面齿轮中大轮不修形且小轮和大轮产形轮无齿数差,提出了小轮双鼓修形的方法,推导了小轮的双鼓修形齿面方程,进行了接触分析。完成了大轮面齿轮插齿加工,小轮双鼓修形磨削以及面齿轮副配对滚检试验。小轮双鼓修形后齿轮副接触印... 针对正交面齿轮中大轮不修形且小轮和大轮产形轮无齿数差,提出了小轮双鼓修形的方法,推导了小轮的双鼓修形齿面方程,进行了接触分析。完成了大轮面齿轮插齿加工,小轮双鼓修形磨削以及面齿轮副配对滚检试验。小轮双鼓修形后齿轮副接触印痕位于轮齿中部,传动误差呈抛物线型,啮合噪声明显降低。证明了小轮双鼓修形的理论方法。 展开更多
关键词 面齿轮 双鼓修形 磨齿 接触印痕
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准双曲面齿轮研磨运动模型研究 被引量：8
14
作者 魏冰阳 周彦伟 +1 位作者 邓效忠 方宗德 《现代制造工程》 CSCD 2005年第4期17-19,共3页
分析准双曲面齿轮研磨原理,建立V/H与齿面啮合关系的数学模型。通过对齿面的接触印痕仿真与滚检试验。证明,所建之模型能对齿面研磨中研磨点的位置、移动方向、齿侧间隙进行准确的控制,为螺旋锥齿轮的研磨提供了理论指导。
关键词 螺旋锥齿轮 研齿 接触印痕 TCA
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高减速比准双曲面齿轮的几何演变 被引量：6
15
作者 魏冰阳 周伟光 杨建军 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第3期19-24,共6页
提出了一种弧线等高齿高减速比准双曲面(HRH)齿轮,探讨了HRH齿轮节锥的演变以及弧线等高轮齿在齿高和齿厚方向上的演化过程。分析了HRH齿轮几何特性的演变过程及其涉及的关键因素,给出了弧线等高齿HRH齿轮节锥设计的优化方法。利用大轮... 提出了一种弧线等高齿高减速比准双曲面(HRH)齿轮,探讨了HRH齿轮节锥的演变以及弧线等高轮齿在齿高和齿厚方向上的演化过程。分析了HRH齿轮几何特性的演变过程及其涉及的关键因素,给出了弧线等高齿HRH齿轮节锥设计的优化方法。利用大轮齿面几何和啮合方程推导出共轭小轮的齿面方程,求出离散齿面点坐标。对大小轮轮齿实体进行了三维建模仿真,并与所加工的实体模型进行了对比分析。证明了所提出的弧线等高齿HRH齿轮在理论和实践上的可行性。 展开更多
关键词 等高齿 优化设计 啮合方程 三维仿真 齿轮
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超声研齿换能器的设计与研齿试验 被引量：5
16
作者 魏冰阳 邓效忠 +1 位作者 杨建军 宋艳丽 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期767-770,共4页
介绍了超声研齿的原理与方法,并将超声加工应用于齿轮研磨。利用力电类比和四端网络法,构建超声研齿换能器的等效网络图,通过电路运算,得到了换能器的频率方程与前后端面振速比的计算公式。据此设计了谐振特性良好的1/2波长超声换能器... 介绍了超声研齿的原理与方法,并将超声加工应用于齿轮研磨。利用力电类比和四端网络法,构建超声研齿换能器的等效网络图,通过电路运算,得到了换能器的频率方程与前后端面振速比的计算公式。据此设计了谐振特性良好的1/2波长超声换能器。进行了超声研齿与普通研齿对比试验,利用扫描电镜(SEM)图像分析了两者的材料去除机理。试验表明超声研齿材料去除率可达到普通研磨的3倍,且齿面质量明显提高,齿面粗糙度Ra低至0.2mm,水平截距c减小到1.2!m。 展开更多
关键词 超声研磨 螺旋锥齿轮 换能器 去除率
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基于多项式拓扑修形的差齿面啮合仿真与解析 被引量：5
17
作者 魏冰阳 曹雪梅 邓效忠 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期897-903,共7页
基于齿条产成圆柱齿轮时的等切共轭映射原理,采用四阶多项式曲面修形构造ease-off差齿面;提出基于ease-off差齿面的啮合仿真方法,通过解析ease-off差齿面的拓扑结构:修形梯度、差曲线、差程线等特征要素,获取了齿面接触区、接触线、传... 基于齿条产成圆柱齿轮时的等切共轭映射原理,采用四阶多项式曲面修形构造ease-off差齿面;提出基于ease-off差齿面的啮合仿真方法,通过解析ease-off差齿面的拓扑结构:修形梯度、差曲线、差程线等特征要素,获取了齿面接触区、接触线、传动误差等轮齿啮合特性,阐述了四阶多项式系数与齿面拓扑结构之间的耦合关系。利用坐标变换,给出了考虑错位量的ease-off曲面分析重构方法。以4种曲面拓扑形式为例,对齿面修形梯度、接触路径、传动误差等性能参数进行了模拟仿真,给出了相应的控形参数与控制方法,达到了对齿面几何控形控性的目的。完善并发展了ease-off差齿面啮合分析方法,为复杂齿面承载接触LTCA、拓扑优化,提供了更加便利有效的手段。 展开更多
关键词 齿条产形 轮齿接触分析 控形 错位量 仿真
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高减速比准双曲面齿轮设计与切齿试验 被引量：6
18
作者 魏冰阳 仝昂鑫 +1 位作者 张辉 邓效忠 《河南科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第5期15-18,5,共4页
高减速比准双曲面齿轮的设计重点在节锥的确定和轮齿几何系数的选取。本文给出了少齿轮数准双曲面齿轮设计的几何限制条件,节锥设计新的收敛条件。以小轮体积最大为目标,通过优化求解的方法,确定了大、小轮的节锥。运用Matlab和UG软件... 高减速比准双曲面齿轮的设计重点在节锥的确定和轮齿几何系数的选取。本文给出了少齿轮数准双曲面齿轮设计的几何限制条件,节锥设计新的收敛条件。以小轮体积最大为目标,通过优化求解的方法,确定了大、小轮的节锥。运用Matlab和UG软件对齿数比为3∶60的准双曲面齿轮进行了三维仿真,最后在GH-35机床上完成了切齿试验,验证了少齿数高减速比准双曲面齿轮在理论和实践上的可行性。 展开更多
关键词 准双曲面齿轮 节锥 少齿数 仿真
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基于差齿面拓扑的轮齿承载拟赫兹接触分析 被引量：11
19
作者 魏冰阳 李家琦 王文胜 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第18期2174-2180,共7页
基于齿条曲面多项式与齿轮公切共轭产形原理,建立了数值齿面、差齿面ease-off模型;通过ease-off曲面映射,解析了齿面接触路径、传动误差、接触线等轮齿啮合特性信息。利用势能法、变形协调方程与拟赫兹接触分析解决了齿面载荷计算、边... 基于齿条曲面多项式与齿轮公切共轭产形原理,建立了数值齿面、差齿面ease-off模型;通过ease-off曲面映射,解析了齿面接触路径、传动误差、接触线等轮齿啮合特性信息。利用势能法、变形协调方程与拟赫兹接触分析解决了齿面载荷计算、边缘接触应力求解问题,获得了轮齿啮合刚度、传动误差、齿间载荷分担、载荷分布、接触应力等齿面啮合的时变历程特性。计算结果与第三方软件的计算结果具有较好的一致性。 展开更多
关键词 拓扑修形 有限元 刚度 传动误差 轮齿接触分析
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超声研齿不灵敏性振动切削机理与实验 被引量：5
20
作者 魏冰阳 杨建军 +1 位作者 邓效忠 方宗德 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2007年第4期491-493,共3页
提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法。分析了超声研齿不灵敏性振动切削机理。超声振动使研磨切削抗力减小,动态啮合精度提高,因此,使研磨效率与齿面质量得到相应提高。进行了普通与超声研齿对比试验表明,超声研齿材料去除率可达到普... 提出了超声研磨螺旋锥齿轮的理论与方法。分析了超声研齿不灵敏性振动切削机理。超声振动使研磨切削抗力减小,动态啮合精度提高,因此,使研磨效率与齿面质量得到相应提高。进行了普通与超声研齿对比试验表明,超声研齿材料去除率可达到普通研磨的三倍,齿面微切削与塑性流动纹理明显,点蚀深度、划痕长短均匀,齿面质量明显优于普通研磨齿面,即粗糙度低至0.2μm,轮廓支承长度率Rmr(c)=100%,水平截距c=1.2μm。 展开更多
关键词 超声研磨 材料去除率 不灵敏性振动切削机理
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