螺旋锥齿轮加工误差分析与应用研究

发布时间：2020-08-05 06:49

【摘要】： 螺旋锥齿轮是现代机械动力传动系统中常用的基础元件,近几十年螺旋锥齿轮在航空航天、交通、机械和仪表等领域得到广泛应用。其齿面形状、啮合状态及加工技术等都比一般齿轮复杂的多。目前国外螺旋锥齿轮的加工生产多以“齿轮设计——齿轮加工——齿轮检测——调整加工”的先进制造全过程为主,国内加工生产还无法做到一体化。基于此种现状,研究螺旋锥齿轮检测并分析加工误差对机床进行调整达到试切1～3次即可满足生产需求有着很重要的意义。深入研究了螺旋锥齿轮啮合原理、加工原理与常用加工方法,根据齿轮局部共轭啮合原理推导出螺旋锥齿轮啮合方程。通过啮合方程,计算了机床调整参数,并针对大轮展成——小轮刀倾的加工方法进行了深入研究。建立机床——刀具坐标系,通过微分几何法和局部共轭原理,经过坐标变换,将铣刀盘上的切削刃的坐标方程分别推导出螺旋锥齿轮大小轮的齿面方程和单位法矢方程,依此建立了螺旋锥齿轮理论齿面方程,为实际齿面对照分析误差奠定了基础。分析适合螺旋锥齿轮齿面测量的相关技术,对理论齿面进行测量网格规划,确立测量点数及标准参考点。将所求得网格结点的坐标和单位法矢作为理论齿面数据,以用于与实际所测实际齿面数据进行对比。利用差曲面方法将理论齿面与实际所测齿面数据差值进行相关误差分析,在笛卡尔坐标系下利用线性超越方程组的最小二乘法从数据中分离出各阶误差,从而确定机床加工调整参数和齿面接触区修正方法。初步探讨螺旋锥齿轮加工误差评定软件系统的开发思路、软件语言及开发环境。通过对螺旋锥齿轮运动误差的分析,探讨了解决运动误差可行性措施及提出新的解决思路。针对螺旋锥齿轮需求多样化趋势,进行了具体优化设计方案。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TH132.41
【图文】：

直齿锥齿轮,螺旋锥齿轮

2.1.1螺旋锥齿轮类型锥齿轮一般用作相交轴之间的传动，可以分为直齿锥齿轮和螺旋锥齿轮两大类，如图2一1所示。其中直齿锥齿轮沿节锥母线方向的轮齿是直的。直齿锥齿轮副在传动中同时啮合的齿数对比螺旋锥齿轮少，易产生冲击，传动不平稳，承载力小，噪声较大。而螺旋锥齿轮的轮齿是弯曲的，在传动中轮齿是从一端向另一端逐渐接触的，同时啮合的齿数对多。因此具有传动平稳、承载能力大，噪声小的优点。图2一l直齿锥齿轮与螺旋锥齿轮

准双曲面齿轮,弧齿锥齿轮

如图2一2所示。弧齿锥齿轮两相交轴轴线在一个平面内，准双曲面齿轮两相交轴轴线不在一个平面内，有一定偏置距E。这样在相同条件下准双曲面齿轮的小轮螺旋角会加大，节点的半径也会加大，小轮的强度、承载力、重合系数和寿命也随之显著提高。我们研究螺旋锥齿轮最典型的准双曲面齿轮。图2一2弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮螺旋锥齿轮有两种不同的加工方法。圆弧齿锥齿轮采用断续加工方法而延伸外摆线齿锥齿轮采用连续加工方法，并形成了齿高收缩的准双曲面和等高齿形的延伸外摆线两种齿制。也就是我们平时所说的格里森齿轮和奥利康齿轮、克林贝格齿轮。其中格里森制齿轮在我国应用非常广泛。见表2一1。表2一1加_L范围对比项目名称格里森齿制奥利康齿制端面模数(mm){锥距(mm螺旋角 0.2~17O一420 2.75~】3.660~280~50“~46直径(mm 4.8一84010~540 2.1.2螺旋锥齿轮啮合原理螺旋锥齿轮啮合原理又称螺旋锥齿轮共扼曲面原理，主要研究两个运动曲面的接触传动问题，可分为相对微分法和局部共扼理论两部分。它由啮合方程出发，利用相对微分法，以节点为参考点，通过共扼的两曲面瞬间啮合点的曲率和挠率关系，计算出参考点处的法矢、曲率和挠率等曲面参数，在此基础上，获得刀具和机床的铣齿和磨齿调整参数。再利用二阶齿面接触分析对齿面(一般为小轮)进行

【引证文献】