【摘要】：平面二次包絡環(huán)面蝸桿副具有承載能力強、傳動效率高、使用壽命長等優(yōu)良傳動特點，在機械傳動領域應用極其廣泛。目前國產(chǎn)平面二次包絡環(huán)面蝸桿副主要采用傳統(tǒng)的范成法加工，導致了我國平面二次包絡環(huán)面蝸桿副相關產(chǎn)品的制造工藝與世界先進同類產(chǎn)品差距較大，主要表現(xiàn)在制造工藝水平落后，產(chǎn)品精度難以滿足更高的傳動場合。究其原因主要是平面二次包絡環(huán)面蝸桿副齒面加工工藝設備落后，需要配備精密專用機床和專用加工刀具，并且各種機床誤差在加工制造過程中對蝸桿副加工均會產(chǎn)生顯著影響。如何系統(tǒng)研究平面二次包絡環(huán)面蝸桿副機床加工誤差以及加工誤差的測量方法是目前提升我國平面二次包絡環(huán)面蝸桿副制造水平的一項重要課題。因此，迫切需要深入研究平面二次包絡環(huán)面蝸桿副機床加工誤差以及加工誤差測量方法。本文綜合利用平面二次包絡環(huán)面蝸桿副空間嚙合原理、數(shù)控加工技術、虛擬測量原理、多體系統(tǒng)理論及VC++、UG/grip編程語言等理論與手段，分析平面二次包絡環(huán)面蝸桿副空間嚙合機理，揭示平面二次包絡環(huán)面蝸桿副空間機床誤差影響規(guī)律，探索基于平面二次包絡環(huán)面蝸桿副數(shù)控加工編程仿真的虛擬測量方法。具體研究工作如下： (1)綜述平面二次包絡環(huán)面蝸桿副的數(shù)控加工方法，分析多體系統(tǒng)理論在數(shù)控加工誤差分析中的應用及其誤差模型的建立方法，介紹虛擬測量原理、方法、步驟，為后續(xù)研究打下理論基礎。 (2)依據(jù)平面二次包絡環(huán)面蝸桿副數(shù)控加工機床具體幾何結構，通過分析機床空間各項原始幾何運動誤差，建立機床的空間幾何誤差傳遞模型。 (3)在上述的基礎上，，通過推導平面二次包絡環(huán)面蝸桿副廓面方程，利用多體系統(tǒng)理論建立平面二次包絡環(huán)面蝸桿副的加工誤差綜合模型，利用Matlab工具對平面二次包絡環(huán)面蝸桿副機床原始誤差進行計算仿真，揭示機床各項原始誤差對平面二次包絡環(huán)面蝸桿副廓面加工誤差的綜合影響規(guī)律。 (4)基于虛擬測量原理建立平面二次包絡環(huán)面蝸桿副加工誤差虛擬測量方法，利用UG、VC++開發(fā)其加工誤差虛擬測量平臺，實現(xiàn)基于蝸桿和蝸輪數(shù)控加工仿真的加工誤差高效虛擬測量與預報。 綜上，本文的研究為平面二次包絡環(huán)面蝸桿副數(shù)控加工誤差高效分析與測量提供了有效解決方案，為提升我國平面二次包絡環(huán)面蝸桿副制造工藝水平奠定了理論基礎。
[Abstract]:The planar secondary enveloping toroidal worm pair is widely used in the field of mechanical transmission because of its strong bearing capacity, high transmission efficiency, long service life and so on. At present, the domestic planar double enveloping toroidal worm pair is mainly processed by the traditional method, which leads to a big gap between the manufacturing technology of our country's plane quadratic enveloping toroidal worm pair and the world's advanced products of the same kind. The main performance is that the manufacturing technology level is backward, the product precision is difficult to meet the higher transmission situation. The main reason is that the processing equipment of the planar secondary enveloping worm gear pair is backward, and it needs to be equipped with a special precision machine tool and a special machining tool. And all kinds of machine tool errors have a significant effect on worm gear machining in the process of manufacturing. How to systematically study the machining error and the measuring method of machining error of planar quadratic enveloping toroidal worm pair is an important task to improve the manufacturing level of planar double enveloping toroidal worm pair in China. Therefore, it is urgent to study the machining error and measuring method of planar quadratic enveloping worm pair machine tool. In this paper, the space meshing principle, NC machining technology, virtual measurement principle, multi-body system theory, VC, UG/grip programming language and so on are synthetically used. This paper analyzes the space meshing mechanism of the planar quadratic enveloping toroidal worm pair, reveals the influence law of the spatial machine tool error of the planar quadratic enveloping toroidal worm pair, and probes into the virtual measuring method based on the numerical control programming simulation of the planar quadratic enveloping toroidal worm pair. The specific research works are as follows: (1) the NC machining method of planar quadratic enveloping toroidal worm pair is summarized, and the application of multi-body system theory in NC machining error analysis and the method of establishing error model are analyzed. This paper introduces the principle, method and steps of virtual measurement, which lays a theoretical foundation for further research. (2) according to the concrete geometric structure of NC machining machine tool for planar quadratic enveloping toroidal worm gear, the transmission model of spatial geometric error of machine tool is established by analyzing the original geometric motion errors of machine tool space. (3) on the basis of the above, by deducing the profile equation of the planar quadratic enveloping toroidal worm pair, the machining error synthesis model of the planar quadratic enveloping toroidal worm pair is established by using the multi-body system theory. The original error of the planar quadratic enveloping toroidal worm pair is calculated and simulated by using Matlab tool, and the comprehensive influence of the original error of the machine tool on the machining error of the planar quadratic enveloping toroidal worm pair is revealed. (4) based on the virtual measurement principle, a virtual measurement method for machining error of planar double enveloping toroidal worm pair is established, and a virtual measuring platform for machining error is developed by using UG,VC. The virtual measurement and prediction of machining error based on NC machining simulation of worm and worm wheel are realized. In summary, the research in this paper provides an effective solution for the analysis and measurement of the NC machining error of the planar quadratic enveloping toroidal worm pair, and lays a theoretical foundation for improving the manufacturing technology level of the planar double enveloping toroidal worm pair in China.
【學位授予單位】：湘潭大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TH132.44;TH161

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本文編號：2337610