螺旋锥齿轮精确几何建模与齿面误差反调修正研究

发布时间：2021-06-06 04:30

　　螺旋锥齿轮是机械传动的基础元件,其空间形状和加工技术相当复杂。随着工业化的迅速发展,对这类齿轮的加工精度要求越来越高。由于机床调整误差、机床本身的制造误差、齿面的热处理变形等,齿面的加工误差是不可避免的。在加工螺旋锥齿轮时,机床调整是按照名义调整参数进行调整的,因此补偿机床调整参数来反调修正齿面误差是完全可行的。为此,本文根据螺旋锥齿轮加工过程及原理,深入研究了齿面数学建模、三维几何建模及误差修正技术。本文的主要内容如下所述。1、根据螺旋锥齿轮的切齿原理、齿轮啮合原理和机床部件之间的运动关系建立了螺旋锥齿轮的齿面数学模型,为螺旋锥齿轮的几何建模和误差分析奠定了理论基础。2、建立了含过渡圆角的刀具方程,从而推导了螺旋锥齿轮的过渡曲面方程。本文利用MATLAB编程可以有效、快捷地算出过渡曲面上的离散点。再将离散点导入Pro/E软件中,结合轮坯的边界条件建立了齿轮三维模型,这样为齿根弯曲应力分析提供基础条件。3、基于齿轮啮合原理、螺旋锥齿轮变性法加工原理推导了机床调整参数误差作用下的齿面任一点齿面法向误差的解析表达式,建立齿面法向误差数学模型。对比理论齿面和误差齿面确定齿面误差,提出了误差影... 

【文章来源】：中南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

准双曲面齿轮

因此为了得到局部共扼的螺旋锥齿轮副，需采用不同于其他齿轮的加工原理和方法158]。螺旋锥齿轮是在准双曲面铣齿机上加工的。这种机床的设计原理如图2.2所示，螺旋锥齿轮加工是通过机床上的摇台机构模拟一个假想齿轮，安装在摇台上的刀盘切削面是假想齿轮的一个轮齿当被加工齿轮与假想齿轮以一定的传动比绕各自的轴旋转时，刀盘就会在轮坯上切出一个齿槽。齿轮的切削

图2.2螺旋锥齿轮切齿原理图159]2.2.2螺旋锥齿轮小轮齿面的修正螺旋锥齿轮在加工时，为了在展成齿面的同时加工出齿根曲面，应该使刀盘的刀尖平面与工件的根锥相切，即刀盘轴线应该垂直于根锥。但将按以上方法加工出的大轮和小轮装配在一起可知，两刀盘轴线根本不能平行(如图2.3)。由齿轮啮合原理知道，这样加工出来的齿轮是无法正确啮合的。因此，必须对齿轮进行修正，考虑到小轮齿数较少，所以对小轮进行修正。根据己加工的大轮齿面，可以用齿轮啮合原理求出与大轮完全啮合的小轮齿面。这种小轮齿面虽然理论上存在，但在现有的铣齿机上是无法加工的。这时可以在小轮齿面上选择一个基准点，然后将基准点四周轻轻地铲出一层，离基准点越远的地方铲得越多一些，把理论齿面修成一个与理论齿面在基准点相切而又能为铣齿机加工出的实际齿面。很显然

【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋锥齿轮数控磨齿机机床空间误差与机床调整参数的关系[J]. 唐进元,李友元,周超,卢延峰.  机械工程学报. 2009(04)
[2]弧齿锥齿轮展成齿面的几何建模[J]. 唐进元,黄云飞,周超,卢延峰.  计算机仿真. 2009(02)
[3]数字化闭环加工系统在螺旋锥齿轮制造中的应用[J]. 刘慧玲,于水琴,曾韬.  机械工程师. 2008(04)
[4]螺旋锥齿轮磨齿机砂轮位置误差与齿轮齿面误差的关系[J]. 周超,唐进元,曾韬,卢延峰.  机械工程学报. 2008(02)
[5]SGM法加工的螺旋锥齿轮几何建模研究[J]. 唐进元,蒲太平,戴进.  机械传动. 2008(01)
[6]弧齿锥齿轮齿面接触应力分析[J]. 张金良,方宗德,曹雪梅,李盛鹏.  机械科学与技术. 2007(10)
[7]弧齿锥齿轮机床调整误差分析与补偿方法的研究[J]. 王谦,李丽霞.  机械传动. 2007(04)
[8]弧齿锥齿轮实体造型数学模型及其实现[J]. 王裕清,王小林,梁剑.  中国机械工程. 2007(14)
[9]弧齿锥齿轮齿根弯曲应力分析[J]. 李盛鹏,方宗德,张金良,郭辉.  航空动力学报. 2007(05)
[10]一种由滤子松弛化的序列二次规划算法[J]. 沈春根,车荣强,薛文娟,桂胜华.  上海第二工业大学学报. 2007(01)

博士论文
[1]螺旋锥齿轮数控加工与误差修正技术研究[D]. 李小清.华中科技大学 2004

硕士论文
[1]机床调整误差对弧齿锥齿轮齿面几何精度影响的研究[D]. 李丽霞.机械科学研究院 2005



本文编号：3213612