本文關(guān)鍵詞：基于多體系統(tǒng)理論的面齒輪數(shù)控磨床誤差建模與分析

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【摘要】：面齒輪傳動(dòng)作為一種新型的齒輪傳動(dòng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)防、交通和高端設(shè)備傳動(dòng)等領(lǐng)域,隨著面齒輪在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用日漸廣泛,人們對(duì)面齒輪精度的要求也越來(lái)越高,磨齒作為面齒輪精加工的最后也是最重要的加工程序,對(duì)于形成面齒輪的最終齒面幾何形狀、微形貌和表層性態(tài)、決定面齒輪的使用性能、提高面齒輪傳動(dòng)效率具有重要意義。本文在國(guó)家自然科學(xué)基金“基于使用性能驅(qū)動(dòng)的面齒輪磨削表面多尺度創(chuàng)成原理與關(guān)鍵技術(shù)研究”的支持下,針對(duì)碟形砂輪磨削面齒輪多軸數(shù)控磨床進(jìn)行研究,建立了磨床綜合誤差模型,對(duì)多源誤差影響下面齒輪磨削機(jī)床誤差變化規(guī)律進(jìn)行了分析,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。主要研究?jī)?nèi)容如下:(1)以碟形砂輪磨削面齒輪多軸數(shù)控磨床為研究對(duì)象,運(yùn)用多體系統(tǒng)理論對(duì)機(jī)床進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)分析,結(jié)合磨床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立了磨床到刀具和磨床到工件兩條運(yùn)動(dòng)鏈的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)模型、低序體陣列、自由度表。(2)運(yùn)用齊次坐標(biāo)變換矩陣對(duì)機(jī)床各典型體進(jìn)行了幾何描述和位置表達(dá),得到了多體系統(tǒng)中典型體在理想和實(shí)際兩種狀態(tài)下的坐標(biāo)變換矩陣,基于典型體和相鄰體間的變換關(guān)系,得到了兩條運(yùn)動(dòng)鏈下磨床的矩陣表達(dá)式,推導(dǎo)出任意典型體上的點(diǎn)在基坐標(biāo)系中的表達(dá)式。(3)分析了碟形砂輪磨削面齒輪數(shù)控磨床誤差來(lái)源,對(duì)機(jī)床平動(dòng)軸和旋轉(zhuǎn)軸的誤差產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析,重點(diǎn)論述了機(jī)床運(yùn)動(dòng)副誤差和熱誤差等影響因素,應(yīng)用線性擬合對(duì)磨床誤差進(jìn)行了分析。(4)基于小誤差假設(shè),考慮磨床綜合空間誤差(平移誤差、旋轉(zhuǎn)誤差)運(yùn)用Matlab軟件仿真計(jì)算出磨床綜合誤差模型,并對(duì)所建立的模型進(jìn)行了驗(yàn)證。(5)基于所建立的綜合誤差模型,仿真分析了多源誤差敏感方向?qū)δハ鼾X面形狀的影響規(guī)律,并分析了不同誤差元素對(duì)面齒輪齒距、周節(jié)、齒形等基本參數(shù)的影響,在Sigma齒輪測(cè)量中心對(duì)齒廓偏差進(jìn)行了測(cè)量,從而進(jìn)一步驗(yàn)證了建模方法的正確性。(6)針對(duì)機(jī)床誤差測(cè)量技術(shù)進(jìn)行了分析,基于9線法,采用激光干涉儀分析了機(jī)床平動(dòng)軸幾何誤差測(cè)量原理,采用球桿儀分析了機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)軸誤差測(cè)量原理,并對(duì)機(jī)床平動(dòng)軸誤差進(jìn)行了測(cè)量,仿真得到了機(jī)床誤差分布曲線。
【學(xué)位授予單位】：湖南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG596

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