發(fā)布時間：2017-09-16 19:16

  本文關(guān)鍵詞：非圓齒輪滾齒加工過程誤差分析

  更多相關(guān)文章： 數(shù)控滾齒機 SOV 狀態(tài)空間模型 非圓齒輪 滾齒加工 三次樣條插值 時間驅(qū)動

【摘要】：近幾十年,伴隨著機車、航空航天、機械裝備等工業(yè)領(lǐng)域的大力發(fā)展,精密加工技術(shù)飛速發(fā)展,齒輪設(shè)計制造技術(shù)朝著加工精度高、傳動平穩(wěn)、承載強度大、使用壽命長、制造成本低以及運轉(zhuǎn)噪音小等方向發(fā)展。在此背景下,如何滿足日益提高的齒輪加工精度要求,使齒輪加工具有高質(zhì)量、高效率、高集成度和高可靠性已成為齒輪制造行業(yè)的研究熱點。非圓齒輪也被稱為異形齒輪,與另一個齒輪組成的齒輪副在嚙合過程中可以實現(xiàn)兩軸的非勻速的變傳動比運動,因此可以利用其自身獨特的幾何特性來實現(xiàn)一些特殊的功能,需要變傳動比的裝備或機械機構(gòu)均可以考慮采用非圓齒輪來實現(xiàn),極大程度地使復(fù)雜結(jié)構(gòu)大大簡化,并且提高機構(gòu)的性能。因此對非圓齒輪滾齒加工過程進(jìn)行誤差分析,提高非圓齒輪加工精度具有十分重要的意義和工程價值。于是本文開展了如下工作:(1)針對傳統(tǒng)數(shù)控滾齒機傳動元件多而復(fù)雜導(dǎo)致其存在傳動誤差無法保證加工精度的情況,基于誤差流(SOV,Stream of Variation)理論,以YS3118型數(shù)控滾齒機主軸傳動系統(tǒng)為研究對象,提出運用狀態(tài)空間模型描述此傳動系統(tǒng)的誤差流傳遞的方法。構(gòu)建描述傳動件齒輪幾何特征的坐標(biāo)系,對由加工誤差或者裝配誤差導(dǎo)致的轉(zhuǎn)動副偏差進(jìn)行數(shù)學(xué)建模,結(jié)合運動學(xué)理論描述出齒輪傳動中包含誤差參數(shù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換,并運用狀態(tài)空間模型建立出傳動過程誤差流傳遞的表達(dá)形式并對該模型進(jìn)行實驗驗證分析,分析結(jié)果表明:根據(jù)每級傳動齒輪件的偏差矢量,計算出最終刀具的終端誤差,并且可以擴展到其他擁有齒輪傳動系統(tǒng)機床上。實際過程中,可以根據(jù)傳動零件齒輪的狀態(tài)測量結(jié)果,基于零件設(shè)計公差和零件變形估計與計算,對后續(xù)傳動過程狀態(tài)進(jìn)行遞歸計算,預(yù)測可能的最終滾刀狀態(tài)。通過計算實例分析得出了隨著主軸轉(zhuǎn)速提高,主軸徑向誤差均值逐漸降低的結(jié)論。(2)針對目前非圓齒輪滾齒加工難以精確控制的問題,提出了一種基于時間驅(qū)動的非圓齒輪滾齒加工數(shù)學(xué)模型,得到了最終速度關(guān)于時間的圖像曲線,對最優(yōu)加工模型的圖像曲線進(jìn)行三次樣條插值求解出速度關(guān)于時間的三次樣條插值函數(shù);實例表明,提出的等分非圓標(biāo)注法所得的極角值比數(shù)值積分計算得到的極角值更加精確,而且該方法可以直接通過CAD軟件快速計算出極角值,并導(dǎo)入到CAM模擬加工過程中。通過對)(twv-曲線對比,等弧長法比等極角法更利于調(diào)速控制,且等弧長法中滾刀轉(zhuǎn)速恒定,對滾刀具有保護(hù)作用,可延長滾刀使用壽命。提出的時間驅(qū)動滾齒加工數(shù)學(xué)模型為高階非圓齒輪滾齒加工的實現(xiàn)提供了更加有效的一種途徑,解決了極角驅(qū)動模型中極角在線難測量、測量不準(zhǔn)確的問題,為滾齒加工中速度、角速度的在線實時性監(jiān)測建立了可靠的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)控滾齒機 SOV 狀態(tài)空間模型 非圓齒輪 滾齒加工 三次樣條插值 時間驅(qū)動
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG612
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-13
• 第1章 緒論13-18
• 1.1 本課題研究意義和來源13-14
• 1.1.1 本課題研究意義13-14
• 1.1.2 本課題的來源14
• 1.2 國內(nèi)外非圓齒輪滾齒加工技術(shù)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 國內(nèi)外過程誤差分析研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 主要研究內(nèi)容16-17
• 1.5 本章小結(jié)17-18
• 第2章 滾齒加工技術(shù)及誤差檢驗18-25
• 2.1 滾齒加工技術(shù)18-19
• 2.2 滾齒加工誤差分類19-20
• 2.3 滾齒加工誤差成因20-22
• 2.3.1 徑向加工誤差20-21
• 2.3.2 切向加工誤差21-22
• 2.3.3 軸向加工誤差22
• 2.3.4 滾刀產(chǎn)形面誤差22
• 2.4 非圓齒輪誤差檢測項目22-23
• 2.5 本章小結(jié)23-25
• 第3章 基于SOV理論的數(shù)控滾齒機主軸傳動誤差分析25-35
• 3.1 引言25
• 3.2 YS3118滾齒機的結(jié)構(gòu)及主軸傳動原理25-26
• 3.2.1 YS3118滾齒機物理結(jié)構(gòu)25
• 3.2.2 主軸傳動原理25-26
• 3.3 齒輪轉(zhuǎn)動副運動誤差元素分析及傳動建模26-29
• 3.3.1 齒輪轉(zhuǎn)動副運動誤差分析26-27
• 3.3.2 齒輪傳動誤差建模27-29
• 3.4 傳動過程狀態(tài)空間建模29-31
• 3.4.1 傳動體序列構(gòu)建29
• 3.4.2 傳動過程偏差積累的狀態(tài)空間模型29-31
• 3.5 實例分析31-34
• 3.5.1 傳動過程誤差計算分析31-32
• 3.5.2 實驗驗證32-34
• 3.6.本章小結(jié)34-35
• 第4章 基于時間驅(qū)動的非圓齒輪滾齒加工數(shù)學(xué)模型分析35-49
• 4.1 引言35
• 4.2 高階非圓齒輪節(jié)曲線方程及可滾齒加工條件35-39
• 4.2.1 高階非圓齒輪節(jié)曲線方程35-36
• 4.2.2 高階非圓齒輪可滾齒加工條件36
• 4.2.3 非圓齒輪滾齒加工模型36-39
• 4.3 時間驅(qū)動及速度、角速度關(guān)于時間的曲線求解39-40
• 4.3.1 時間驅(qū)動39-40
• 4.3.2 速度、角速度關(guān)于時間的曲線數(shù)值求解法40
• 4.3.3 分段非圓標(biāo)注極角法40
• 4.4 實例計算分析40-48
• 4.4.1 分段非圓標(biāo)注法求解極角41-42
• 4.4.2 數(shù)值積分法求解極角42-43
• 4.4.3 方案（1）與方案（3）速度、角速度曲線對比分析43-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第5章 結(jié)論與展望49-51
• 5.1 結(jié)論49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-56
• 致謝56-57
• 附錄A 攻讀碩士期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文57-58
• 附錄B 論文相關(guān)程序代碼（部分）58-62

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 史勇;王生澤;;斜齒非圓齒輪滾齒加工過程仿真研究[J];機械設(shè)計;2015年04期

2 史勇;王生澤;;非圓齒輪齒廓數(shù)值算法研究[J];機械科學(xué)與技術(shù);2013年08期

3 童婷;鄭方炎;孫科;袁兵;;基于齒廓法線的非圓齒輪齒廓數(shù)值算法[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(交通科學(xué)與工程版);2013年03期

4 洪軍;郭俊康;劉志剛;武曉攀;;基于狀態(tài)空間模型的精密機床裝配精度預(yù)測與調(diào)整工藝[J];機械工程學(xué)報;2013年06期

5 劉有余;韓江;夏鏈;;橢圓齒輪滾齒加工三維仿真研究[J];機械設(shè)計;2012年05期

6 黃鵬;李革;曹寧慧;;基于節(jié)點切線平行線的非圓齒輪齒廓特征點求法[J];浙江理工大學(xué)學(xué)報;2012年02期

7 范素香;齊新華;侯書林;;基于Matlab及UG的偏心共軛非圓齒輪的設(shè)計[J];機械傳動;2011年09期

8 胡赤兵;孔德永;張敏;張玲;劉永平;;非圓齒輪的實體建模方法與線切割加工仿真[J];蘭州理工大學(xué)學(xué)報;2011年04期

9 彭東林;鄭永;陳自然;高忠華;鄭方燕;董淳;;基于誤差傳遞理論及誤差修正技術(shù)的高精度蝸輪母機研制[J];機械工程學(xué)報;2011年09期

10 方明輝;李革;趙勻;俞高紅;陳建能;楊永濤;;基于MATLAB的非圓齒輪副齒廓算法研究[J];農(nóng)機化研究;2010年08期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郭前建;數(shù)控滾齒機幾何誤差與熱誤差實時補償技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2008年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 郭奉民;滾齒加工數(shù)控程序參數(shù)化編制系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];重慶大學(xué);2013年

，

本文編號：864930