螺旋錐齒輪磨削誤差產生機制及修正技術研究.pdf

1、螺旋錐齒輪是機械傳動的基礎元件，其空間形狀和加工過程相當復雜。數(shù)控技術的發(fā)展，為螺旋錐齒輪簡化調整和進一步提高加工質量提供了方便。而螺旋錐齒輪加工質量的控制一直是其加工中的一個關鍵問題。目前國外螺旋錐齒輪數(shù)控加工質量控制技術僅為少數(shù)公司所擁有，國內尚處于起步階段。為此，本文根據(jù)螺旋錐齒輪數(shù)控加工的特點，以提高其加工精度為目的，展開螺旋錐齒輪磨削誤差機理及補償技術的研究，具體內容如下所述。 螺旋錐齒輪加工方法及數(shù)控加工模型的研究。

2、由于螺旋錐齒輪磨削加工與銑齒加工原理一致，本文根據(jù)其銑齒加工特點，結合相對微分和局部共軛法，分析了螺旋錐齒輪大輪展成法、成形法，小輪刀傾法、變性法的加工算法。另外根據(jù)搖臺式機床加工的特點，分別建立了大輪展成法、成形法，小輪刀傾法、變性法的六軸五聯(lián)動數(shù)控加工模型，為后述螺旋錐齒輪磨削誤差及齒面誤差修正的研究提供了理論基礎。 六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪數(shù)控磨床綜合誤差模型的研究。運用多體系統(tǒng)理論，研究了螺旋錐齒輪CNC磨床低序體陣列拓撲結

3、構，進而采用齊次坐標矩陣變換方法，建立了CNC螺旋錐齒輪磨床綜合空間誤差的數(shù)學模型，獲得了六個自由度方向的誤差表達式。在此基礎上，分析了六軸五聯(lián)動螺旋錐齒輪磨床砂輪磨削點的誤差變化規(guī)律以及與齒輪齒距、螺旋角、周節(jié)、齒形等形位誤差生成的關系，提出了獲得螺旋錐齒輪精確形位參量所需的機床關鍵誤差控制條件。 螺旋錐齒輪磨齒加工齒面誤差的影響研究。結合得到的誤差綜合模型，運用螺旋錐齒輪加工原理、齒輪嚙合理論，進一步建立了含磨床各運動副誤差

4、的螺旋錐齒輪的齒面方程，對含磨床砂輪主軸運動副誤差的齒面進行仿真并得到差曲面，進而分析了磨床砂輪主軸各運動副誤差對螺旋錐齒輪齒面的影響。其次根據(jù)成形法加工螺旋錐齒輪的原理，運用空間坐標變換原理，建立了成形法加工時螺旋錐齒輪的齒面方程，研究了各個機床調整參數(shù)擾動時的差曲面，分析了機床調整誤差對齒面誤差的影響規(guī)律。上述研究查明了磨床誤差及加工調整參數(shù)誤差對螺旋錐齒輪齒面誤差的影響機制。 基于截斷奇異值分解法的齒面誤差修正技術的研究。

5、結合機床調整參數(shù)、齒輪嚙合原理，建立了螺旋錐齒輪齒面誤差修正模型。提出采用TSVD(截斷奇異值分解)正則化方法與L曲線相結合求解此線性超越方程組，從而達到對齒面誤差修正，其求解精度比采用的最小二乘法求解更高，誤差修正更好，為高精度的齒面誤差修正提供了有效方法。 螺旋錐齒輪誤差修正試驗研究。實驗驗證了本文齒面誤差修正模型及提出的TSVD法求解的正確性，提高螺旋錐齒輪齒面加工質量。此外還進一步分析了修正前后五個聯(lián)動軸的表達式系數(shù)的變