端曲面齒輪的誤差檢測及分析研究.pdf

1、端曲面齒輪副是一種新穎的、特殊的齒輪傳動(dòng)形式，它是在面齒輪的基礎(chǔ)上，結(jié)合了非圓齒輪、非圓錐齒輪的傳動(dòng)特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)相交軸間的非勻速比運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞，在實(shí)際工程中具有較為廣闊的應(yīng)用前景。近年來，隨著對端曲面齒輪副研究的逐漸深入，其設(shè)計(jì)理論已逐步完善，但是，對端曲面齒輪誤差的檢測研究還比較缺乏，并且這已經(jīng)成為制約該齒輪副發(fā)展的重要問題之一。因此，提出端曲面齒輪的誤差檢測及評定方法，對于端曲面齒輪副的應(yīng)用與發(fā)展具有重要的意義。本研究課題來源

2、于國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51275537），主要探索了端曲面齒輪的誤差檢測與分析方法。借鑒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪精度國家標(biāo)準(zhǔn)，提出了針對端曲面齒輪傳遞運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性的誤差檢測項(xiàng)目及評價(jià)方法，并通過試驗(yàn)完成了齒輪零件各項(xiàng)偏差的測量及計(jì)算。
　　本研究主要內(nèi)容包括：①根據(jù)齒輪基本嚙合原理，結(jié)合微分幾何及空間坐標(biāo)變換等相關(guān)理論，研究了端曲面齒輪副的基本傳動(dòng)原理，建立了端曲面齒輪副的嚙合坐標(biāo)系，推導(dǎo)了端曲面齒輪的節(jié)曲線方程，利用圓柱齒

3、輪刀具的齒面方程推導(dǎo)出非圓齒輪和端曲面齒輪的齒面參數(shù)方程，得到了齒面理論點(diǎn)的坐標(biāo)值及法向矢量的計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)了齒面的數(shù)值求解，并采用虛擬制造法完成了齒輪副零件的三維建模。②根據(jù)齒輪誤差檢測相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合面齒輪、弧齒錐齒輪、非圓錐齒輪等復(fù)雜齒的誤差檢測方法，提出了端曲面齒輪零件的誤差檢測項(xiàng)目，建立了各項(xiàng)誤差的評價(jià)方法。③根據(jù)數(shù)控加工及增材制造理論，利用三軸數(shù)控銑床、五軸數(shù)控加工中心和粉末激光打印機(jī)分別完成了非圓齒輪及端曲面齒輪零件的

4、加工，并對加工得到的各齒輪零件在齒輪測量中心上進(jìn)行了坐標(biāo)測量；根據(jù)齒輪測量中心的基本原理，推導(dǎo)出測頭半徑誤差補(bǔ)償公式以及齒輪零件測量坐標(biāo)系與理論設(shè)計(jì)坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)變換公式，完成了測量數(shù)據(jù)的誤差修正。④基于MATLAB和VB，開發(fā)出端曲面齒輪副零件幾何誤差處理及分析系統(tǒng)，并根據(jù)理論計(jì)算得到的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與齒輪測量中心上測得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，完成各非圓齒輪零件和端曲面齒輪零件的單個(gè)齒距偏差、齒距累積總偏差，非圓齒輪零件齒廓總偏差、齒廓形狀偏