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《西安理工大学》 2007年
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螺旋锥齿轮测量方法研究

吕罕聪  
【摘要】: 螺旋锥齿轮是现代机械动力传动系统中用来传递动力和运动的重要装置。随着齿轮加工技术的发展,螺旋锥齿轮的加工过程已是一个集机械、材料、控制、计算机、测量技术为一体的综合性过程,其齿面的检测方法亦已由传统的接触印痕检验发展到齿面几何结构和精度检验,以满足现代齿轮加工精度控制的要求。目前螺旋锥齿轮的测量主要依靠进口的齿轮测量中心,按照预定的遍布全齿面的网格路径,测量网格结点处的齿面坐标,再通过适当的软件处理,得到网格结点处的法向偏差,进而求得差曲面的几何参数。国外的齿轮测量中心虽然可以得到螺旋锥齿轮实际齿面上的几何信息,但价格昂贵,技术封锁,阻碍了我国的螺旋锥齿轮制造技术向数字化方向发展。因此,研究螺旋锥齿轮的测量方法,开发具有自主知识产权的螺旋锥齿轮加工精度控制系统,对提高我国齿轮制造企业的产品质量、增强我国齿轮产品的国际竞争力都具有十分重要的意义。有鉴于此,本文从螺旋锥齿轮啮合原理、切齿方法出发,研究了基于齿轮测量中心的齿面误差测量方法,并建立了机床调整误差识别与补偿的数学模型,为螺旋锥齿轮加工精度控制系统的开发提供了理论基础。主要研究内容如下: 1.螺旋锥齿轮齿面的数学建模。简要介绍了螺旋锥齿轮的基本啮合原理,并研究了螺旋锥齿轮加工原理与方法;根据螺旋锥齿轮加工原理、齿轮啮合原理以及运动学原理建立了螺旋锥齿轮的齿面数学模型,为螺旋锥齿轮的理论齿面数据提取及齿面测量奠定了理论基础。 2.规划测量路径。利用旋转投影法对理论齿面进行了测量网格规划;并给出了网格结点的求解方法。通过计算网格结点的坐标和单位法矢,将其作为理论齿面数据与实际测量值进行比较,所得差值即为误差结果。 3.研究了基于齿轮测量中心螺旋锥齿轮齿面的测量原理和方法。对螺旋锥齿轮齿面误差测量过程中测量值读取原理、齿轮坐标系和测量坐标系的变换、齿面偏差算法、齿面在测量坐标系中的定位等问题进行了详细分析,并对螺旋锥齿轮副大轮的实际齿面的网格结点进行了测量实验,得到齿面的法向偏差,并绘制出了偏差曲面图,为螺旋锥齿轮齿面加工参数调整和齿面接触区修正提供可靠的依据。 4.初步探讨了机床调整误差的识别与补偿方法。通过对螺旋锥齿轮加工机床调整误差的分析,建立了误差补偿的数学模型,提出了采用自适应遗传算法求解机床调整参数的补偿量的方法。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TG86

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