錐齒輪齒面反求與分析方法.pdf

1、弧齒錐齒輪和準雙曲面齒輪(以下簡稱錐齒輪)是廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機、飛機以及輕工業(yè)機械等機器中的重要傳動零件。錐齒輪嚙合傳動質(zhì)量對所服務(wù)的機器系統(tǒng)的工作性能具有重要影響。錐齒輪副的傳動性能、振動、噪聲和壽命很大程度上是由其齒面幾何形狀來決定。國際錐齒輪制造業(yè)較為廣泛地采用齒輪測量中心測量錐齒輪齒形偏差,以控制錐齒輪齒形加工質(zhì)量。目前,基于齒輪測量中心的錐齒輪齒形偏差測量和齒距測量比較成熟,但是針對未知參數(shù)錐齒輪的齒形測量由于不知道其理論

2、齒面,對其進行齒形測量、齒形偏差測量與計算比較困難。錐齒輪的齒形加工質(zhì)量,是靠齒輪副傳動中齒面上的接觸區(qū)和運動平穩(wěn)性來衡量,即齒面接觸分析,它是在輕載情況下對理論齒面進行的。但是由于齒形加工誤差、熱處理變形等因素的影響,理論齒面接觸分析不能真實的反應(yīng)和衡量實際齒面的接觸情況。對于未知參數(shù)錐齒輪副,因無法獲取理論齒面,只能通過測量建立齒面模型,然后進行齒面接觸分析。對于接觸性能良好的錐齒輪副,齒輪制造商具有對其進行反求再加工的愿望,希望通

3、過反求獲取其齒面成形刀具和機床調(diào)整參數(shù)。但是,目前針對此方面的研究和嘗試較少。為此,研究未知參數(shù)錐齒輪齒形測量方法,研究和尋求高效、準確、穩(wěn)定的測量齒面接觸分析算法和方法,研究齒面反求方法具有重要的學術(shù)價值和工程意義。
　　本文在研究和了解齒輪測量中心的原理和齒形測量方法的基礎(chǔ)上,基于3906型齒輪測量中心,研究了未知參數(shù)錐齒輪齒形測量和齒形偏差測量與計算方法,建立了數(shù)字化基準齒面模型。結(jié)合自由曲面造型技術(shù)、齒輪嚙合理論和CAGD

4、理論,對錐齒輪測量齒面接觸分析方法進行了研究。在齒輪傳動過程中,分別利用嚙合理論和曲面干涉的方法,對接觸點和接觸跡線的求解進行了研究;對運動曲線的計算與繪制進行了研究;提出了利用曲面平移變換,求解空間曲面交線來計算齒面瞬時接觸橢圓和接觸區(qū)的方法,并對該方法進行了理論推導。以測量獲取的錐齒輪數(shù)字化基準齒面為目標,基于“基本機床模型”,利用數(shù)值優(yōu)化的方法進行齒面反求,計算錐齒輪副齒面成形刀具和機床調(diào)整參數(shù)。
　　在此基礎(chǔ)上,利用Mic