【摘要】： 螺旋錐齒輪作為相交軸傳動(dòng)的基礎(chǔ)元件,由于其重合度高,傳動(dòng)平穩(wěn),噪聲小,承載能力大,傳動(dòng)比大等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于汽車、工程機(jī)械、礦山機(jī)械、航空等領(lǐng)域動(dòng)力機(jī)械關(guān)鍵部件。隨著我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展,上述領(lǐng)域?qū)β菪F齒輪的需求量很大,因此提高螺旋錐齒輪加工效率和質(zhì)量是目前螺旋錐齒輪加工行業(yè)追求的目標(biāo),而采用螺旋錐齒輪數(shù)字化制造是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的主要途徑。數(shù)字化制造基礎(chǔ)應(yīng)用技術(shù)軟件的核心部分包括齒面接觸分析(TCA)技術(shù)和齒面誤差修正技術(shù),與國(guó)外相比還有很大差距,本文從提高TCA計(jì)算的穩(wěn)定性、提高運(yùn)行速度和分析結(jié)果的精確性以及研究齒面誤差修正技術(shù)的本質(zhì)出發(fā),以國(guó)內(nèi)外最新的研究成果為基礎(chǔ),采用計(jì)算機(jī)仿真為方法和手段,對(duì)TCA技術(shù)和齒面誤差修正技術(shù)相關(guān)的理論及其方法進(jìn)行了深入的研究。 論文的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)如下: 1、基于嚙合理論和加工方法建立了螺旋錐齒輪數(shù)學(xué)模型,基于該模型建立了螺旋錐齒輪三維實(shí)體模型,并提出采用齒面偏差法驗(yàn)證所建立實(shí)體模型的精度。該方法對(duì)驗(yàn)證采用切齒仿真得到的螺旋錐齒輪實(shí)體模型的精度同樣適用。 2、為提高齒面接觸分析的穩(wěn)定性將傳統(tǒng)的求解齒面接觸跡線方程組方程數(shù)目減少到了3個(gè),通過(guò)論文中推導(dǎo)的初始值自動(dòng)求解算法,可自動(dòng)的給出求解該方程的初始值,從而提高了TCA計(jì)算的穩(wěn)定性及運(yùn)行速度。 3、由于目前采用求解的點(diǎn)接觸共軛齒面瞬時(shí)接觸橢圓基本公式是在微分幾何相關(guān)理論基礎(chǔ)上,在瞬時(shí)接觸點(diǎn)處二階近似進(jìn)行的(進(jìn)行二階泰勒展開),計(jì)算結(jié)果會(huì)出現(xiàn)誤差;同時(shí)采用傳統(tǒng)赫茲理論計(jì)算接觸橢圓時(shí),求解公式和求解過(guò)程也比較復(fù)雜,對(duì)此,本文采用了數(shù)值法求解齒面瞬時(shí)接觸區(qū)域,不僅簡(jiǎn)化了求解過(guò)程,而且避免了傳統(tǒng)方法求解瞬時(shí)接觸橢圓法所帶來(lái)的誤差。 4、目前國(guó)內(nèi)外TCA分析得到的接觸區(qū)的結(jié)果都是二維的,本文基于螺旋錐齒輪實(shí)體模型,得到了三維的齒面接觸區(qū),使得接觸區(qū)的效果更加直觀。 5、建立了基于齒面坐標(biāo)測(cè)量齒面誤差修正公式,并驗(yàn)證了該公式的有效性,通過(guò)建立各階誤差與機(jī)床調(diào)整參數(shù)調(diào)整量關(guān)系式,揭示了齒面誤差修正的本質(zhì)。 在本文研究成果的基礎(chǔ)上,即可反求推導(dǎo)出弧齒錐齒輪和準(zhǔn)雙曲面齒輪成套數(shù)控制造設(shè)備的加工及檢測(cè)程序軟件,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造。 本論文以國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃)項(xiàng)目“汽車螺旋錐齒輪高效精密加工成套裝備”(項(xiàng)目號(hào):2007AA042005)為主要支持。
【圖文】：

圖 2- 2 小輪切齒仿真模型直線所形成的包絡(luò)面；如果嚙合過(guò)程中兩運(yùn)動(dòng)曲面在線上的某一個(gè)點(diǎn)接觸，則稱這對(duì)曲面為點(diǎn)接觸共軛曲全共軛曲面如圖 2-1(b)。螺旋錐齒輪的嚙合過(guò)程是點(diǎn)接共軛曲面（包括完全共軛曲面和不完全共軛曲面）在足方程組12 1 = + = 2r m rn n個(gè)矢量方程是兩齒面在 M 點(diǎn)接觸所滿足的條件，第二滿足的條件，這是所有齒輪傳動(dòng)都應(yīng)該滿足的基本方學(xué)建模以及進(jìn)行齒面接觸分析時(shí)都要用到這個(gè)基本方分方法對(duì)公式(2-1)第一項(xiàng)進(jìn)行微分得

圖 2- 3 切齒原理輪加工方法平面齒輪的加工方法（圖 2-4）為 90°，切削時(shí)，被切齒輪按節(jié)錐角安裝，合，兩節(jié)錐面相切，做純滾動(dòng)，其滾切比為被加工齒輪齒數(shù)）因此這種加工方法用于切收縮齒，，則為使刀尖切削齒根，則刀軸必里森的 No16、No116。在格里森眾多切削方90°刀盤δ
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH132.41

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 許文全;曾輝藩;;螺旋錐齒輪數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀[J];制造業(yè)自動(dòng)化;2010年13期

2 蔡振巍;單鵬;;準(zhǔn)雙曲面齒輪建模及接觸分析[J];遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年05期

3 馬飛龍;胡德計(jì);趙巍;孟慶國(guó);;弧齒錐齒輪成形法數(shù)控加工仿真建模與實(shí)現(xiàn)技術(shù)[J];機(jī)械工程與自動(dòng)化;2011年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 許文全;曾輝藩;;螺旋錐齒輪數(shù)字化制造的關(guān)鍵技術(shù)及研究現(xiàn)狀[A];全國(guó)先進(jìn)制造技術(shù)高層論壇暨第九屆制造業(yè)自動(dòng)化與信息化技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2010年

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1 邢元;面向加工質(zhì)量細(xì)分的復(fù)雜曲面產(chǎn)品設(shè)計(jì)理論與技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2010年

2 韓佳穎;螺旋錐齒輪計(jì)算機(jī)輔助制造理論與算法研究[D];天津大學(xué);2011年

3 魏巍;面向齒輪傳動(dòng)性能的螺旋錐齒輪銑齒機(jī)精度設(shè)計(jì)方法研究[D];天津大學(xué);2011年

4 張瑞亮;雙圓弧弧齒錐齒輪傳動(dòng)嚙合特性的研究[D];太原理工大學(xué);2010年

5 武志斐;FSH錐齒輪傳動(dòng)嚙合特性的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D];太原理工大學(xué);2012年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前6條

1 李琳;螺旋錐齒輪齒面成型過(guò)程可視化仿真算法研究[D];天津大學(xué);2010年

2 郭玉;曲線齒端面齒輪的理論分析與加工仿真研究[D];天津大學(xué);2012年

3 劉景成;螺旋錐齒輪齒頂?shù)菇羌庸ぜ夹g(shù)研究[D];山東理工大學(xué);2010年

4 邢彬;螺旋錐齒輪齒面三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量關(guān)鍵技術(shù)與測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2010年

5 宋靖安;螺旋錐齒輪新型切齒法與切齒機(jī)床研究[D];吉林大學(xué);2012年

6 由成林;弧齒錐齒輪齒面離散化建模及接觸分析[D];浙江大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2647473