錐齒輪齒面反求與分析方法.pdf

1、弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪(以下簡(jiǎn)稱錐齒輪)是廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)以及輕工業(yè)機(jī)械等機(jī)器中的重要傳動(dòng)零件。錐齒輪嚙合傳動(dòng)質(zhì)量對(duì)所服務(wù)的機(jī)器系統(tǒng)的工作性能具有重要影響。錐齒輪副的傳動(dòng)性能、振動(dòng)、噪聲和壽命很大程度上是由其齒面幾何形狀來(lái)決定。國(guó)際錐齒輪制造業(yè)較為廣泛地采用齒輪測(cè)量中心測(cè)量錐齒輪齒形偏差,以控制錐齒輪齒形加工質(zhì)量。目前,基于齒輪測(cè)量中心的錐齒輪齒形偏差測(cè)量和齒距測(cè)量比較成熟,但是針對(duì)未知參數(shù)錐齒輪的齒形測(cè)量由于不知道其理論

2、齒面,對(duì)其進(jìn)行齒形測(cè)量、齒形偏差測(cè)量與計(jì)算比較困難。錐齒輪的齒形加工質(zhì)量,是靠齒輪副傳動(dòng)中齒面上的接觸區(qū)和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性來(lái)衡量,即齒面接觸分析,它是在輕載情況下對(duì)理論齒面進(jìn)行的。但是由于齒形加工誤差、熱處理變形等因素的影響,理論齒面接觸分析不能真實(shí)的反應(yīng)和衡量實(shí)際齒面的接觸情況。對(duì)于未知參數(shù)錐齒輪副,因無(wú)法獲取理論齒面,只能通過(guò)測(cè)量建立齒面模型,然后進(jìn)行齒面接觸分析。對(duì)于接觸性能良好的錐齒輪副,齒輪制造商具有對(duì)其進(jìn)行反求再加工的愿望,希望通

3、過(guò)反求獲取其齒面成形刀具和機(jī)床調(diào)整參數(shù)。但是,目前針對(duì)此方面的研究和嘗試較少。為此,研究未知參數(shù)錐齒輪齒形測(cè)量方法,研究和尋求高效、準(zhǔn)確、穩(wěn)定的測(cè)量齒面接觸分析算法和方法,研究齒面反求方法具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值和工程意義。
　　本文在研究和了解齒輪測(cè)量中心的原理和齒形測(cè)量方法的基礎(chǔ)上,基于3906型齒輪測(cè)量中心,研究了未知參數(shù)錐齒輪齒形測(cè)量和齒形偏差測(cè)量與計(jì)算方法,建立了數(shù)字化基準(zhǔn)齒面模型。結(jié)合自由曲面造型技術(shù)、齒輪嚙合理論和CAGD

4、理論,對(duì)錐齒輪測(cè)量齒面接觸分析方法進(jìn)行了研究。在齒輪傳動(dòng)過(guò)程中,分別利用嚙合理論和曲面干涉的方法,對(duì)接觸點(diǎn)和接觸跡線的求解進(jìn)行了研究;對(duì)運(yùn)動(dòng)曲線的計(jì)算與繪制進(jìn)行了研究;提出了利用曲面平移變換,求解空間曲面交線來(lái)計(jì)算齒面瞬時(shí)接觸橢圓和接觸區(qū)的方法,并對(duì)該方法進(jìn)行了理論推導(dǎo)。以測(cè)量獲取的錐齒輪數(shù)字化基準(zhǔn)齒面為目標(biāo),基于“基本機(jī)床模型”,利用數(shù)值優(yōu)化的方法進(jìn)行齒面反求,計(jì)算錐齒輪副齒面成形刀具和機(jī)床調(diào)整參數(shù)。
　　在此基礎(chǔ)上,利用Mic