螺旋錐齒輪數(shù)字化制造基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)研究.pdf

1、螺旋錐齒輪作為相交軸傳動(dòng)的基礎(chǔ)元件，由于其重合度高，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪聲小，承載能力大，傳動(dòng)比大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、航空等領(lǐng)域動(dòng)力機(jī)械關(guān)鍵部件。隨著我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，上述領(lǐng)域?qū)β菪F齒輪的需求量很大，因此提高螺旋錐齒輪加工效率和質(zhì)量是目前螺旋錐齒輪加工行業(yè)追求的目標(biāo)，而采用螺旋錐齒輪數(shù)字化制造是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要途徑。數(shù)字化制造基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)軟件的核心部分包括齒面接觸分析（TCA）技術(shù)和齒面誤差修正技術(shù)，與國(guó)外相比還

2、有很大差距，本文從提高TCA計(jì)算的穩(wěn)定性、提高運(yùn)行速度和分析結(jié)果的精確性以及研究齒面誤差修正技術(shù)的本質(zhì)出發(fā)，以國(guó)內(nèi)外最新的研究成果為基礎(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)仿真為方法和手段，對(duì)TCA技術(shù)和齒面誤差修正技術(shù)相關(guān)的理論及其方法進(jìn)行了深入的研究。 論文的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)如下： 1、基于嚙合理論和加工方法建立了螺旋錐齒輪數(shù)學(xué)模型，基于該模型建立了螺旋錐齒輪三維實(shí)體模型，并提出采用齒面偏差法驗(yàn)證所建立實(shí)體模型的精度。該方法對(duì)驗(yàn)證采用切齒仿

3、真得到的螺旋錐齒輪實(shí)體模型的精度同樣適用。 2、為提高齒面接觸分析的穩(wěn)定性將傳統(tǒng)的求解齒面接觸跡線方程組方程數(shù)目減少到了3個(gè)，通過(guò)論文中推導(dǎo)的初始值自動(dòng)求解算法，可自動(dòng)的給出求解該方程的初始值，從而提高了TCA計(jì)算的穩(wěn)定性及運(yùn)行速度。 3、由于目前采用求解的點(diǎn)接觸共軛齒面瞬時(shí)接觸橢圓基本公式是在微分幾何相關(guān)理論基礎(chǔ)上，在瞬時(shí)接觸點(diǎn)處二階近似進(jìn)行的（進(jìn)行二階泰勒展開），計(jì)算結(jié)果會(huì)出現(xiàn)誤差；同時(shí)采用傳統(tǒng)赫茲理論計(jì)算接觸橢圓時(shí)

4、，求解公式和求解過(guò)程也比較復(fù)雜，對(duì)此，本文采用了數(shù)值法求解齒面瞬時(shí)接觸區(qū)域，不僅簡(jiǎn)化了求解過(guò)程，而且避免了傳統(tǒng)方法求解瞬時(shí)接觸橢圓法所帶來(lái)的誤差。 4、目前國(guó)內(nèi)外TCA分析得到的接觸區(qū)的結(jié)果都是二維的，本文基于螺旋錐齒輪實(shí)體模型，得到了三維的齒面接觸區(qū)，使得接觸區(qū)的效果更加直觀。 5、建立了基于齒面坐標(biāo)測(cè)量齒面誤差修正公式，并驗(yàn)證了該公式的有效性，通過(guò)建立各階誤差與機(jī)床調(diào)整參數(shù)調(diào)整量關(guān)系式，揭示了齒面誤差修正的本質(zhì)。