基于CMM的漸開線圓柱齒輪誤差評定方法研究.pdf

1、齒輪是機械傳動裝置的核心零部件,在機電產(chǎn)品中有著極為廣泛的應(yīng)用。隨著近年來汽車摩托車制造業(yè)、造船業(yè)、航空航天技術(shù)、風(fēng)電技術(shù)和自動化控制技術(shù)的發(fā)展,極小、特大齒輪的加工制造技術(shù),尤其是高精度齒輪的檢測技術(shù)也得到了快速發(fā)展。目前,國內(nèi)齒輪加工制造企業(yè)大多采用傳統(tǒng)測量儀器對齒輪進行檢測,由于齒輪產(chǎn)品的幾何形狀比較特殊,該測量方法不僅測量效率低,工作量大,而且不適于齒輪的大批量在線測量。三坐標(biāo)測量機(CMM)作為機械零件的通用型測量設(shè)備,在企業(yè)

2、中有一定的普及,但基于CMM的齒輪誤差計算方法和評定軟件還不夠成熟。因此,研究基于三坐標(biāo)測量的齒輪誤差檢測技術(shù),對提高齒輪的檢測精度和促進我國齒輪工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實意義。
　　漸開線齒輪作為最基本的齒輪,其傳動平穩(wěn)、噪聲小,在機電傳動設(shè)備中最為普及。本文以漸開線圓柱齒輪為研究對象,對齒輪誤差中的主要檢測項目齒廓和齒距偏差做了較深入的研究。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)研究了漸開線圓柱齒輪齒廓偏差的定義和計算方法,對

3、近年來有關(guān)齒廓偏差的評定方法做了較為詳細的分析,在深入研究的基礎(chǔ)上,提出了評定齒廓偏差的新方法——漸開線滑動法?；跐u開線滑動法建立了計算齒廓偏差的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合數(shù)學(xué)模型的特點,推導(dǎo)出了評定漸開線圓柱齒輪齒廓偏差的通用公式。
　　(2)介紹了傳統(tǒng)齒距偏差的評定方法,分析了與現(xiàn)代精密測量有關(guān)的擬合算法,在深入研究無網(wǎng)格-有限元法基礎(chǔ)上,將移動最小二乘法(MLS)應(yīng)用到齒距偏差的評定中。以圓柱齒輪(齒數(shù)34、模數(shù)4、壓力角20°)為例

4、,分別用移動最小二乘法和最小二乘法對齒廓漸開線編程擬合,通過分析兩種算法的擬合結(jié)果,得到利用移動最小二乘(MLS)法擬合了齒廓漸開線誤差更小的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)擬合漸開線與分度圓求交點法,建立了評定齒距偏差的數(shù)學(xué)模型,并用MATLAB編程實現(xiàn)了齒距偏差的精確評定。
　　(3)用復(fù)合式三坐標(biāo)測量機(Optiv-performance-222)對圓柱齒輪進行測量實驗,并將所測實驗數(shù)據(jù)帶入齒廓和齒距偏差的數(shù)學(xué)模型中進行驗證。通過與實