准双曲面齿轮装配质量控制与检测关键技术研究

发布时间：2020-04-15 22:59

【摘要】：准双曲面齿轮因其优良的传动性能得到了越来越广泛的应用。由于准双曲面齿轮齿面复杂且采用局部共轭的方式进行传动,啮合条件严格。因此对齿轮副装配精度提出了较高的要求。本文以某款四驱车的取力器为研究对象。对准双曲面齿轮装配前的齿轮副几何偏差检测方法、装配中的接触区位置控制方法以及装配完成后的齿轮传动质量检验方法进行了研究及试验验证。一、准双曲面齿轮副装配前的齿轮副几何偏差检测方法。文章首先对取力器在实际生产过程中产生次品的主要原因进行分类,总结出五种影响取力器齿轮副啮合精度的主要偏差:齿轮齿形偏差、齿面损伤、啮合面间的异物、大齿轮轴偏心、大齿轮轴交角。基于圆柱齿轮使用双面啮合方法检测齿形偏差的原理设计准双曲面齿轮的啮合检测方法。为验证此方法的准确性,分别对准双曲面齿轮副进行运动学仿真与搭建齿轮啮合检测试验台进行试验验证。二、准双曲面齿轮副接触区位置控制方法。装配中由于准双曲面齿轮的局部共轭关系,需要对准双曲面齿轮副之间的接触区位置进行控制。根据取力器中准双曲面齿轮的加工工艺,小齿轮尺寸较小且相对大齿轮易于控制几何尺寸。因此在齿轮啮合检测过程中对小齿轮端面至大齿轮轴线之间的距离进行固定。通过啮合过程中小齿轮的径向跳动计算出在大齿轮轴轴向的垫片补偿值,小齿轮轴向的垫片补偿值根据壳体与小齿轮的尺寸计算出来。由于接触区位置控制与齿轮副几何偏差检测都采用的是双面啮合检测方法。因此,接触区位置控制的计算也在齿轮啮合检测试验台中进行。三、双曲面齿轮副装配完成后的齿轮传动质量检测装配完成后取力器处于封闭状态,此时无法对接触区位置补偿的准确性进行检测。根据齿轮副啮合过程中因齿侧间隙造成两个齿轮间转动角度存在差异性的原理设计全齿侧间隙的检测方法。根据测出的全齿侧间隙与准双曲面齿轮副理论齿隙之间进行比较,判断装配前的偏差检测与装配中的接触区位置补偿值的准确性,并根据齿轮啮合过程中齿侧间隙的变化规律分析影响齿侧间隙的影响因素及齿轮副啮合过程中的传动质量。由于准双曲面齿轮属于非线性传动系统、检测精度高、试验台的刚性存在局限性等因素。不同的试验参数对检测结果的影响较大。因此对两个试验台中影响检测结果的试验参数进行分析,并分别进行了试验研究。
【图文】：

图 2. 1 曲面共轭接触示意图Fig 2.1 Surface conjugate contact diagram曲面 上点 M 的径向矢量， 为曲面 上 M 点 的径向矢量， 为曲面 上 M 点的单位法向坐标系的原点。标系 中表示为以 x、y 为参数的方程。 = ( 、 ) 状变化并以时间 t 为参数进行运动时，在空间： ： = ( 、 、 ) 面簇 中任意曲面 都存在线接触或点接触动方式称为共轭传动。两曲面之间满足如下方程组。

图 2. 2 局部共轭示意图Fig 2.2 Local conjugate diagram误差动态检测原理准双曲面齿轮之间的局部啮合关系，在啮合过程中接触区位置直接影响啮合质量，因此首先需要对准双曲面齿轮中的大、小检测，而齿轮误差的产生原因主要有切齿机床的误差、刀具的的误差。的动态检测方法主要分为单面啮合检测与双面啮合检测两种。程中参与啮合的齿面数量。其原理都是基于齿形偏差会造成啮心距的变化。在准双曲面齿轮的动态检测中，由于准双曲面齿式，因此需要对传统的双面啮合检测方法进行修改。通过检测合过程中的径向跳动来进行双面啮合检测。在双面啮合检测中不仅检测齿轮副的几何偏差，，还需要计算出区位置的补偿。因此在排除准双曲面齿轮中超出上限的几何偏
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TH132.41

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 汪雷;杨家军;胡伟;邓家辉;黄圣;;基于齿侧间隙的非线性系统动力学建模及仿真[J];湖北工业大学学报;2015年04期

2 黄清;高中庸;成小飞;;润滑条件对齿轮传动效率的影响[J];机械研究与应用;2013年04期

3 苏进展;方宗德;蔡香伟;;弧齿锥齿轮数字化齿面啮合仿真分析与试验[J];西北工业大学学报;2012年04期

4 唐进元;彭方进;;准双曲面齿轮动态啮合性能的有限元分析研究[J];振动与冲击;2011年07期

5 卢剑伟;曾凡灵;杨汉生;刘梦军;;随机装配侧隙对齿轮系统动力学特性的影响分析[J];机械工程学报;2010年21期

6 石照耀;康焱;林家春;;基于齿轮副整体误差的齿轮动力学模型及其动态特性[J];机械工程学报;2010年17期

7 陈思雨;唐进元;;间隙对含摩擦和时变刚度的齿轮系统动力学响应的影响[J];机械工程学报;2009年08期

8 唐进元;曹康;杜晋;李友元;;含过渡曲面的弧齿锥齿轮齿面精确建模[J];机械科学与技术;2009年03期

9 唐进元;卢延峰;周超;;有误差的螺旋锥齿轮传动接触分析[J];机械工程学报;2008年07期

10 姚文席,马蔚;齿轮内啮合传动的重合度及载荷修正系数的计算(Ⅰ)──齿侧间隙的计算[J];机械强度;2004年01期

相关博士学位论文 前4条

1 刘程;某轻型货车驱动桥准双曲面齿轮强度和时变啮合特征研究[D];吉林大学;2017年

2 王笑一;齿轮整体误差测量的基础理论及其应用研究[D];北京工业大学;2016年

3 王星;HGT准双曲面齿轮的齿面设计及啮合特性分析[D];西北工业大学;2016年

4 杜进辅;摆线齿准双曲面齿轮齿面啮合性能分析及设计技术研究[D];西北工业大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 张超;准双曲面齿轮建模及加工参数调整研究[D];沈阳工业大学;2017年

2 张强强;变速箱轴系齿轮测量技术及综合误差分析研究[D];合肥工业大学;2017年

3 王鹏;主减速器综合试验台测量及控制关键技术研究[D];合肥工业大学;2016年

4 王丽焕;半齿测量齿轮的设计与研究[D];苏州大学;2014年

5 刘帅;小模数齿轮精密测量系统研究[D];中国计量学院;2013年

6 于良会;齿轮侧隙故障动力学特性与诊断方法研究[D];东北大学;2013年

7 孙洪涛;标准齿轮双啮仪精密与自动化测量技术的研究[D];大连理工大学;2013年

8 于鑫淼;单面啮合—双面啮合同步测量方法的研究[D];苏州大学;2013年

9 周信;造纸机流浆箱控制系统的故障诊断[D];陕西科技大学;2012年

10 石雪梅;基于齿轮测量中心的渐开线圆柱齿轮的测量与评定[D];天津大学;2009年

本文编号：2629086