數(shù)控滾齒機(jī)床傳動(dòng)誤差的診斷及其誤差溯源方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-23 00:21
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,齒輪的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,同時(shí)對(duì)于齒輪制造精度的要求也越來(lái)越高,特別是在高端設(shè)備的應(yīng)用中。滾齒機(jī)作為齒輪加工機(jī)床中最為廣泛的一種制齒機(jī)床,提高滾齒機(jī)的加工精度,將有利于我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端齒輪機(jī)床產(chǎn)品與技術(shù)迅猛發(fā)展。因滾齒機(jī)精密機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的精度與穩(wěn)定性將直接影響機(jī)床的加工精度,國(guó)內(nèi)外學(xué)者也加大對(duì)傳動(dòng)誤差相關(guān)技術(shù)的研究,其機(jī)床傳動(dòng)鏈誤差測(cè)試與優(yōu)化設(shè)計(jì)將成為亟待解決的技術(shù)瓶頸問(wèn)題。鑒于此,本文主要根據(jù)齒輪傳動(dòng)誤差的理論,針對(duì)滾齒機(jī)床的精密機(jī)械傳動(dòng)裝置,提出一種用于測(cè)量滾齒機(jī)傳動(dòng)誤差的數(shù)學(xué)模型,搭建了用于滾齒機(jī)傳動(dòng)誤差檢測(cè)平臺(tái)并進(jìn)行傳動(dòng)誤差的測(cè)量與故障溯源診斷實(shí)驗(yàn)。并根據(jù)雙自由度齒輪嚙合理論建立滾齒加工的仿真模型,將測(cè)得的傳動(dòng)誤差代入模型中仿真得到加工直齒輪的端面齒形,將仿真得到的齒輪端面齒形進(jìn)行誤差計(jì)算得到齒形與齒距誤差,可以量化傳動(dòng)誤差對(duì)加工齒輪的精度的影響。因此本文主要包括以下4個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容:首先,根據(jù)齒輪傳動(dòng)誤差的相關(guān)理論,分析齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)誤差的來(lái)源及主要影響因素。然后以滾齒機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)為研究對(duì)象,建立滾齒機(jī)傳動(dòng)誤差的數(shù)學(xué)模型,同時(shí)對(duì)比分析了幾...
【文章來(lái)源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
本文的研究?jī)?nèi)容關(guān)系結(jié)構(gòu)圖
重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文10i—為齒輪副傳動(dòng)比,即i=Zj/Zk。但在實(shí)際情況下,齒輪副之間的嚙合并不能達(dá)到絕對(duì)理想狀態(tài),由于齒輪的制造和裝配并不能達(dá)到所謂的零誤差狀態(tài),且在齒輪系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中零部件的各種變形及磨損等情況,也會(huì)導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)鏈的兩軸(輸入及輸出)之間存在著轉(zhuǎn)角誤差。因此,齒輪傳動(dòng)元件在實(shí)際使用的過(guò)程中,各種因素都會(huì)造成齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)誤差的存在。2.1.2影響傳動(dòng)誤差的主要因素根據(jù)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差概念以及齒輪嚙合理論,影響機(jī)床傳動(dòng)誤差是由傳動(dòng)系統(tǒng)中各個(gè)傳動(dòng)元件的誤差綜合,對(duì)每個(gè)單個(gè)傳動(dòng)元件進(jìn)行具體分析可以得出,傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)元件的制造誤差和裝配誤差是影響單個(gè)元件誤差的主要因素,所以影響機(jī)床傳動(dòng)誤差的主要因素是由每個(gè)傳動(dòng)件(軸或齒輪)的位置誤差及裝配誤差[36]。如圖2.1所示。圖2.1影響傳動(dòng)誤差的主要因素在多項(xiàng)影響齒輪傳動(dòng)誤差的因素中,每個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)誤差是影響精密機(jī)械傳動(dòng)誤差的最主要的因素之一,占了傳動(dòng)誤差的70%以上[37],主要表現(xiàn)形式為齒輪的幾何偏心、運(yùn)動(dòng)偏心、齒形誤差、齒距誤差等綜合因素造成的,可以用齒輪的切向綜合誤差Fi′和齒間切向綜合誤差fi′進(jìn)行評(píng)定。如圖2.2Fi′是齒輪幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心導(dǎo)致的,反映了在大周期內(nèi)齒輪固有位置誤差;如圖2.3所示,其周期與傳動(dòng)件的回轉(zhuǎn)周期相同;fi′是齒形誤差和齒向誤差所導(dǎo)致的,反映了在小周期內(nèi)齒輪固有位置誤差;如圖2.4所示,其周期與傳動(dòng)件的嚙合周期相同。
2傳動(dòng)誤差的理論基礎(chǔ)和檢測(cè)方法11())sin(21sin211EnffFθθiii=′′+′(2.4)式中,E1—齒輪轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)誤差;θ—為齒輪相位角;n—為齒輪齒數(shù)。圖2.2總合成的轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)誤差圖2.3大周期引起的傳動(dòng)誤差圖2.4小周期引起的傳動(dòng)誤差影響滾齒機(jī)床精密機(jī)械傳動(dòng)誤差的第二個(gè)主要因素是跳動(dòng)誤差,當(dāng)齒輪安裝在軸上之后,其中包括了齒輪孔與軸之間的間隙e1,齒輪安裝處軸頸跳動(dòng)間隙e2,以及軸承的徑向間隙形成e3,都有可能引起傳動(dòng)誤差的變化[38],通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)齒輪間隙配合理論可以得出:)2sin(sin031312tfeeEiiiii∑∑πθ====(2.5)
本文編號(hào):3046756
【文章來(lái)源】:重慶理工大學(xué)重慶市
【文章頁(yè)數(shù)】:79 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
本文的研究?jī)?nèi)容關(guān)系結(jié)構(gòu)圖
重慶理工大學(xué)碩士學(xué)位論文10i—為齒輪副傳動(dòng)比,即i=Zj/Zk。但在實(shí)際情況下,齒輪副之間的嚙合并不能達(dá)到絕對(duì)理想狀態(tài),由于齒輪的制造和裝配并不能達(dá)到所謂的零誤差狀態(tài),且在齒輪系統(tǒng)的運(yùn)行過(guò)程中零部件的各種變形及磨損等情況,也會(huì)導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)鏈的兩軸(輸入及輸出)之間存在著轉(zhuǎn)角誤差。因此,齒輪傳動(dòng)元件在實(shí)際使用的過(guò)程中,各種因素都會(huì)造成齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)傳動(dòng)誤差的存在。2.1.2影響傳動(dòng)誤差的主要因素根據(jù)齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差概念以及齒輪嚙合理論,影響機(jī)床傳動(dòng)誤差是由傳動(dòng)系統(tǒng)中各個(gè)傳動(dòng)元件的誤差綜合,對(duì)每個(gè)單個(gè)傳動(dòng)元件進(jìn)行具體分析可以得出,傳動(dòng)系統(tǒng)中傳動(dòng)元件的制造誤差和裝配誤差是影響單個(gè)元件誤差的主要因素,所以影響機(jī)床傳動(dòng)誤差的主要因素是由每個(gè)傳動(dòng)件(軸或齒輪)的位置誤差及裝配誤差[36]。如圖2.1所示。圖2.1影響傳動(dòng)誤差的主要因素在多項(xiàng)影響齒輪傳動(dòng)誤差的因素中,每個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)誤差是影響精密機(jī)械傳動(dòng)誤差的最主要的因素之一,占了傳動(dòng)誤差的70%以上[37],主要表現(xiàn)形式為齒輪的幾何偏心、運(yùn)動(dòng)偏心、齒形誤差、齒距誤差等綜合因素造成的,可以用齒輪的切向綜合誤差Fi′和齒間切向綜合誤差fi′進(jìn)行評(píng)定。如圖2.2Fi′是齒輪幾何偏心和運(yùn)動(dòng)偏心導(dǎo)致的,反映了在大周期內(nèi)齒輪固有位置誤差;如圖2.3所示,其周期與傳動(dòng)件的回轉(zhuǎn)周期相同;fi′是齒形誤差和齒向誤差所導(dǎo)致的,反映了在小周期內(nèi)齒輪固有位置誤差;如圖2.4所示,其周期與傳動(dòng)件的嚙合周期相同。
2傳動(dòng)誤差的理論基礎(chǔ)和檢測(cè)方法11())sin(21sin211EnffFθθiii=′′+′(2.4)式中,E1—齒輪轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)誤差;θ—為齒輪相位角;n—為齒輪齒數(shù)。圖2.2總合成的轉(zhuǎn)角運(yùn)動(dòng)誤差圖2.3大周期引起的傳動(dòng)誤差圖2.4小周期引起的傳動(dòng)誤差影響滾齒機(jī)床精密機(jī)械傳動(dòng)誤差的第二個(gè)主要因素是跳動(dòng)誤差,當(dāng)齒輪安裝在軸上之后,其中包括了齒輪孔與軸之間的間隙e1,齒輪安裝處軸頸跳動(dòng)間隙e2,以及軸承的徑向間隙形成e3,都有可能引起傳動(dòng)誤差的變化[38],通過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)齒輪間隙配合理論可以得出:)2sin(sin031312tfeeEiiiii∑∑πθ====(2.5)
本文編號(hào):3046756
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