数控滚齿机床传动误差的诊断及其误差溯源方法研究

发布时间：2021-02-23 00:21

　　随着现代科学技术的不断发展,齿轮的应用越来越广泛,同时对于齿轮制造精度的要求也越来越高,特别是在高端设备的应用中。滚齿机作为齿轮加工机床中最为广泛的一种制齿机床,提高滚齿机的加工精度,将有利于我国具有自主知识产权的高端齿轮机床产品与技术迅猛发展。因滚齿机精密机械传动系统的精度与稳定性将直接影响机床的加工精度,国内外学者也加大对传动误差相关技术的研究,其机床传动链误差测试与优化设计将成为亟待解决的技术瓶颈问题。鉴于此,本文主要根据齿轮传动误差的理论,针对滚齿机床的精密机械传动装置,提出一种用于测量滚齿机传动误差的数学模型,搭建了用于滚齿机传动误差检测平台并进行传动误差的测量与故障溯源诊断实验。并根据双自由度齿轮啮合理论建立滚齿加工的仿真模型,将测得的传动误差代入模型中仿真得到加工直齿轮的端面齿形,将仿真得到的齿轮端面齿形进行误差计算得到齿形与齿距误差,可以量化传动误差对加工齿轮的精度的影响。因此本文主要包括以下4个方面的研究内容:首先,根据齿轮传动误差的相关理论,分析齿轮传动系统中传动误差的来源及主要影响因素。然后以滚齿机传动系统为研究对象,建立滚齿机传动误差的数学模型,同时对比分析了几... 

【文章来源】：重庆理工大学重庆市

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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本文的研究内容关系结构图

重庆理工大学硕士学位论文10i—为齿轮副传动比，即i=Zj/Zk。但在实际情况下，齿轮副之间的啮合并不能达到绝对理想状态，由于齿轮的制造和装配并不能达到所谓的零误差状态，且在齿轮系统的运行过程中零部件的各种变形及磨损等情况，也会导致齿轮传动链的两轴（输入及输出）之间存在着转角误差。因此，齿轮传动元件在实际使用的过程中，各种因素都会造成齿轮传动系统传动误差的存在。2.1.2影响传动误差的主要因素根据齿轮传动系统的传动误差概念以及齿轮啮合理论，影响机床传动误差是由传动系统中各个传动元件的误差综合，对每个单个传动元件进行具体分析可以得出，传动系统中传动元件的制造误差和装配误差是影响单个元件误差的主要因素，所以影响机床传动误差的主要因素是由每个传动件（轴或齿轮）的位置误差及装配误差[36]。如图2.1所示。图2.1影响传动误差的主要因素在多项影响齿轮传动误差的因素中，每个齿轮的转角运动误差是影响精密机械传动误差的最主要的因素之一，占了传动误差的70%以上[37]，主要表现形式为齿轮的几何偏心、运动偏心、齿形误差、齿距误差等综合因素造成的，可以用齿轮的切向综合误差Fi′和齿间切向综合误差fi′进行评定。如图2.2Fi′是齿轮几何偏心和运动偏心导致的，反映了在大周期内齿轮固有位置误差；如图2.3所示，其周期与传动件的回转周期相同；fi′是齿形误差和齿向误差所导致的，反映了在小周期内齿轮固有位置误差；如图2.4所示，其周期与传动件的啮合周期相同。

2传动误差的理论基础和检测方法11())sin(21sin211EnffFθθiii=′′+′（2.4）式中，E1—齿轮转角运动误差；θ—为齿轮相位角；n—为齿轮齿数。图2.2总合成的转角运动误差图2.3大周期引起的传动误差图2.4小周期引起的传动误差影响滚齿机床精密机械传动误差的第二个主要因素是跳动误差，当齿轮安装在轴上之后，其中包括了齿轮孔与轴之间的间隙e1，齿轮安装处轴颈跳动间隙e2，以及轴承的径向间隙形成e3，都有可能引起传动误差的变化[38]，通过机械设计齿轮间隙配合理论可以得出：)2sin(sin031312tfeeEiiiii∑∑πθ====（2.5）


本文编号：3046756