锥齿轮齿面反求与分析方法
发布时间：2020-10-01 05:49
弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮(以下简称锥齿轮)是广泛应用于汽车、拖拉机、飞机以及轻工业机械等机器中的重要传动零件。锥齿轮啮合传动质量对所服务的机器系统的工作性能具有重要影响。锥齿轮副的传动性能、振动、噪声和寿命很大程度上是由其齿面几何形状来决定。国际锥齿轮制造业较为广泛地采用齿轮测量中心测量锥齿轮齿形偏差,以控制锥齿轮齿形加工质量。目前,基于齿轮测量中心的锥齿轮齿形偏差测量和齿距测量比较成熟,但是针对未知参数锥齿轮的齿形测量由于不知道其理论齿面,对其进行齿形测量、齿形偏差测量与计算比较困难。锥齿轮的齿形加工质量,是靠齿轮副传动中齿面上的接触区和运动平稳性来衡量,即齿面接触分析,它是在轻载情况下对理论齿面进行的。但是由于齿形加工误差、热处理变形等因素的影响,理论齿面接触分析不能真实的反应和衡量实际齿面的接触情况。对于未知参数锥齿轮副,因无法获取理论齿面,只能通过测量建立齿面模型,然后进行齿面接触分析。对于接触性能良好的锥齿轮副,齿轮制造商具有对其进行反求再加工的愿望,希望通过反求获取其齿面成形刀具和机床调整参数。但是,目前针对此方面的研究和尝试较少。为此,研究未知参数锥齿轮齿形测量方法,研究和寻求高效、准确、稳定的测量齿面接触分析算法和方法,研究齿面反求方法具有重要的学术价值和工程意义。 本文在研究和了解齿轮测量中心的原理和齿形测量方法的基础上,基于3906型齿轮测量中心,研究了未知参数锥齿轮齿形测量和齿形偏差测量与计算方法,建立了数字化基准齿面模型。结合自由曲面造型技术、齿轮啮合理论和CAGD理论,对锥齿轮测量齿面接触分析方法进行了研究。在齿轮传动过程中,分别利用啮合理论和曲面干涉的方法,对接触点和接触迹线的求解进行了研究;对运动曲线的计算与绘制进行了研究;提出了利用曲面平移变换,求解空间曲面交线来计算齿面瞬时接触椭圆和接触区的方法,并对该方法进行了理论推导。以测量获取的锥齿轮数字化基准齿面为目标,基于“基本机床模型”,利用数值优化的方法进行齿面反求,计算锥齿轮副齿面成形刀具和机床调整参数。 在此基础上,利用Microsoft VC++编写了测量和分析程序,利用MATLAB编写了齿面反求程序,并利用所编写的程序分别进行了实验,验证了齿形测量方法、测量齿面接触分析方法和齿面反求方法的正确性和程序的可行性。
【学位单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH132.41
【部分图文】：
1 机座 2 旋转轴系 3 手控面板 4 顶尖 5 标准球 6 测头 7 上顶尖支座8 顶尖调整立柱 9 顶尖调整导轨 10 径向滑块 11 切向滑块 12 垂直滑块13 电源开关 14 打印机 15 显示器 16 电器柜 17 计算机图 2.1 3906 型齿轮测量中心2.1.2 齿轮测量中心的结构与特点虽然不同厂家生产的齿轮测量中心在结构上有所不同，但工作原理大致相同，现以研究中采用的哈尔滨量具刃具集团所推出的3906型测量中心为例，介绍其结构及特点。如图2.1所示，仪器工作时，将待测工件装夹在上、下顶尖之间，用特定的带动器随旋转轴5转动，此时径向滑块10、切向滑块11和垂直滑块12联动，带动测头进行测量，由计算机17进行测量结果处理，由显示器15、打印机14显示和打印测量结果3906型齿轮测量中心采用的是电子展成法、光栅数字定位采样和智能化微机控制的全自动循环测量系统，其主要特点如下：（1）采用先进的CPLD(复杂可编程逻辑控制器件)技术和四轴联动曲线运动控制器，突破了运动速度和运动控制精度相互制约不能同时提高的技术难关；（2）仪器所用电感测头为高精度的静态传感器，但是根据齿轮测量中心的工作原理，仪器实际工作时是动态测量，因此该仪器通过对电感测
影响最大的切向导轨放在最底层，有利于保证机械精度；在制造工艺上珠导轨，消除了换向时滑台的扭摆，为仪器的重复测量精度提供可靠保证头结构与测量数据补偿方法测头结构图 2.2 所示，最前端的金属小球即为测量过程中与被测齿面接触的部件电感式一维测头，只能承受唯一方向上的受力，测头的受力方向即为它所以一次只能检测一个方向上的偏差值。图 2.2 所示，测杆有两处可以旋转，调整B 处可改变测头的受力方向；以使测头与水平方向成一角度，以使测头与被测工件节锥母线垂直。在过程中，根据测量项目的不同需调整测头的受力方向和安装位置。如在校正测量项目中，进行Z 向零位校正时需将测头受力方向调整为Z 向，平放置；进行RTZ 向零位校正时需将测头受力方向调整为T 向，测头支工件节锥母线垂直，以保证测头受力方向与偏差位移方向之间的角度较
图 2.3 测头半径补偿程补偿方法头示值方向一般应与某坐标轴方向一致，这样便于将中心坐标。当 TESA 电感式一维测头悬空时，测头示。测头无论从坐标轴正方向还是负方向接触测量目标测头悬空状态下，齿轮测量中心 R 、T 、 Z 轴的坐标当测头与测量目标接触时测头中心在示值坐标轴方向X X P P0= ′标轴光栅读数值，P 为测头示值。“－”用于当测头由”用于当测头由坐标轴负向接触测量目标。T 坐标轴正向接触测量目标，如图 2.4 所示，测头运量目标，此后测杆将继续运动至B 位置停止。由 A至而测杆则运动了δ 的距离， =P +P0δ 。
本文编号：2831477
【学位单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH132.41
【部分图文】：
1 机座 2 旋转轴系 3 手控面板 4 顶尖 5 标准球 6 测头 7 上顶尖支座8 顶尖调整立柱 9 顶尖调整导轨 10 径向滑块 11 切向滑块 12 垂直滑块13 电源开关 14 打印机 15 显示器 16 电器柜 17 计算机图 2.1 3906 型齿轮测量中心2.1.2 齿轮测量中心的结构与特点虽然不同厂家生产的齿轮测量中心在结构上有所不同，但工作原理大致相同，现以研究中采用的哈尔滨量具刃具集团所推出的3906型测量中心为例，介绍其结构及特点。如图2.1所示，仪器工作时，将待测工件装夹在上、下顶尖之间，用特定的带动器随旋转轴5转动，此时径向滑块10、切向滑块11和垂直滑块12联动，带动测头进行测量，由计算机17进行测量结果处理，由显示器15、打印机14显示和打印测量结果3906型齿轮测量中心采用的是电子展成法、光栅数字定位采样和智能化微机控制的全自动循环测量系统，其主要特点如下：（1）采用先进的CPLD(复杂可编程逻辑控制器件)技术和四轴联动曲线运动控制器，突破了运动速度和运动控制精度相互制约不能同时提高的技术难关；（2）仪器所用电感测头为高精度的静态传感器，但是根据齿轮测量中心的工作原理，仪器实际工作时是动态测量，因此该仪器通过对电感测
影响最大的切向导轨放在最底层，有利于保证机械精度；在制造工艺上珠导轨，消除了换向时滑台的扭摆，为仪器的重复测量精度提供可靠保证头结构与测量数据补偿方法测头结构图 2.2 所示，最前端的金属小球即为测量过程中与被测齿面接触的部件电感式一维测头，只能承受唯一方向上的受力，测头的受力方向即为它所以一次只能检测一个方向上的偏差值。图 2.2 所示，测杆有两处可以旋转，调整B 处可改变测头的受力方向；以使测头与水平方向成一角度，以使测头与被测工件节锥母线垂直。在过程中，根据测量项目的不同需调整测头的受力方向和安装位置。如在校正测量项目中，进行Z 向零位校正时需将测头受力方向调整为Z 向，平放置；进行RTZ 向零位校正时需将测头受力方向调整为T 向，测头支工件节锥母线垂直，以保证测头受力方向与偏差位移方向之间的角度较
图 2.3 测头半径补偿程补偿方法头示值方向一般应与某坐标轴方向一致，这样便于将中心坐标。当 TESA 电感式一维测头悬空时，测头示。测头无论从坐标轴正方向还是负方向接触测量目标测头悬空状态下，齿轮测量中心 R 、T 、 Z 轴的坐标当测头与测量目标接触时测头中心在示值坐标轴方向X X P P0= ′标轴光栅读数值，P 为测头示值。“－”用于当测头由”用于当测头由坐标轴负向接触测量目标。T 坐标轴正向接触测量目标，如图 2.4 所示，测头运量目标，此后测杆将继续运动至B 位置停止。由 A至而测杆则运动了δ 的距离， =P +P0δ 。
【引证文献】
相关硕士学位论文 前1条
1 孔文;对数螺旋锥齿轮的逆向设计研究[D];内蒙古科技大学;2012年
本文编号：2831477
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/2831477.html
