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Microsoft VC++編寫了測量和分析程序,利用MATLAB編寫了齒面反求程序,并利用所編寫的程序分別進行了實驗,驗證了齒形測量方法、測量齒面接觸分析方法和齒面反求方法的正確性和程序的可行性。
【學位單位】：重慶理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2009
【中圖分類】：TH132.41
【部分圖文】：

1 機座 2 旋轉(zhuǎn)軸系 3 手控面板 4 頂尖 5 標準球 6 測頭 7 上頂尖支座8 頂尖調(diào)整立柱 9 頂尖調(diào)整導軌 10 徑向滑塊 11 切向滑塊 12 垂直滑塊13 電源開關(guān) 14 打印機 15 顯示器 16 電器柜 17 計算機圖 2.1 3906 型齒輪測量中心2.1.2 齒輪測量中心的結(jié)構(gòu)與特點雖然不同廠家生產(chǎn)的齒輪測量中心在結(jié)構(gòu)上有所不同，但工作原理大致相同，現(xiàn)以研究中采用的哈爾濱量具刃具集團所推出的3906型測量中心為例，介紹其結(jié)構(gòu)及特點。如圖2.1所示，儀器工作時，將待測工件裝夾在上、下頂尖之間，用特定的帶動器隨旋轉(zhuǎn)軸5轉(zhuǎn)動，此時徑向滑塊10、切向滑塊11和垂直滑塊12聯(lián)動，帶動測頭進行測量，由計算機17進行測量結(jié)果處理，由顯示器15、打印機14顯示和打印測量結(jié)果3906型齒輪測量中心采用的是電子展成法、光柵數(shù)字定位采樣和智能化微機控制的全自動循環(huán)測量系統(tǒng)，其主要特點如下：（1）采用先進的CPLD(復雜可編程邏輯控制器件)技術(shù)和四軸聯(lián)動曲線運動控制器，突破了運動速度和運動控制精度相互制約不能同時提高的技術(shù)難關(guān)；（2）儀器所用電感測頭為高精度的靜態(tài)傳感器，但是根據(jù)齒輪測量中心的工作原理，儀器實際工作時是動態(tài)測量，因此該儀器通過對電感測

影響最大的切向?qū)к壏旁谧畹讓�，有利于保證機械精度；在制造工藝上珠導軌，消除了換向時滑臺的扭擺，為儀器的重復測量精度提供可靠保證頭結(jié)構(gòu)與測量數(shù)據(jù)補償方法測頭結(jié)構(gòu)圖 2.2 所示，最前端的金屬小球即為測量過程中與被測齒面接觸的部件電感式一維測頭，只能承受唯一方向上的受力，測頭的受力方向即為它所以一次只能檢測一個方向上的偏差值。圖 2.2 所示，測桿有兩處可以旋轉(zhuǎn)，調(diào)整B 處可改變測頭的受力方向；以使測頭與水平方向成一角度，以使測頭與被測工件節(jié)錐母線垂直。在過程中，根據(jù)測量項目的不同需調(diào)整測頭的受力方向和安裝位置。如在校正測量項目中，進行Z 向零位校正時需將測頭受力方向調(diào)整為Z 向，平放置；進行RTZ 向零位校正時需將測頭受力方向調(diào)整為T 向，測頭支工件節(jié)錐母線垂直，以保證測頭受力方向與偏差位移方向之間的角度較

圖 2.3 測頭半徑補償程補償方法頭示值方向一般應(yīng)與某坐標軸方向一致，這樣便于將中心坐標。當 TESA 電感式一維測頭懸空時，測頭示。測頭無論從坐標軸正方向還是負方向接觸測量目標測頭懸空狀態(tài)下，齒輪測量中心 R 、T 、 Z 軸的坐標當測頭與測量目標接觸時測頭中心在示值坐標軸方向X X P P0= ′標軸光柵讀數(shù)值，P 為測頭示值。“－”用于當測頭由”用于當測頭由坐標軸負向接觸測量目標。T 坐標軸正向接觸測量目標，如圖 2.4 所示，測頭運量目標，此后測桿將繼續(xù)運動至B 位置停止。由 A至而測桿則運動了δ 的距離， =P +P0δ 。

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 孔文;對數(shù)螺旋錐齒輪的逆向設(shè)計研究[D];內(nèi)蒙古科技大學;2012年

本文編號：2831477