基于CMM的漸開(kāi)線圓柱齒輪誤差評(píng)定方法研究.pdf

1、齒輪是機(jī)械傳動(dòng)裝置的核心零部件,在機(jī)電產(chǎn)品中有著極為廣泛的應(yīng)用。隨著近年來(lái)汽車(chē)摩托車(chē)制造業(yè)、造船業(yè)、航空航天技術(shù)、風(fēng)電技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展,極小、特大齒輪的加工制造技術(shù),尤其是高精度齒輪的檢測(cè)技術(shù)也得到了快速發(fā)展。目前,國(guó)內(nèi)齒輪加工制造企業(yè)大多采用傳統(tǒng)測(cè)量?jī)x器對(duì)齒輪進(jìn)行檢測(cè),由于齒輪產(chǎn)品的幾何形狀比較特殊,該測(cè)量方法不僅測(cè)量效率低,工作量大,而且不適于齒輪的大批量在線測(cè)量。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)作為機(jī)械零件的通用型測(cè)量設(shè)備,在企業(yè)

2、中有一定的普及,但基于CMM的齒輪誤差計(jì)算方法和評(píng)定軟件還不夠成熟。因此,研究基于三坐標(biāo)測(cè)量的齒輪誤差檢測(cè)技術(shù),對(duì)提高齒輪的檢測(cè)精度和促進(jìn)我國(guó)齒輪工業(yè)的發(fā)展具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　漸開(kāi)線齒輪作為最基本的齒輪,其傳動(dòng)平穩(wěn)、噪聲小,在機(jī)電傳動(dòng)設(shè)備中最為普及。本文以漸開(kāi)線圓柱齒輪為研究對(duì)象,對(duì)齒輪誤差中的主要檢測(cè)項(xiàng)目齒廓和齒距偏差做了較深入的研究。具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)研究了漸開(kāi)線圓柱齒輪齒廓偏差的定義和計(jì)算方法,對(duì)

3、近年來(lái)有關(guān)齒廓偏差的評(píng)定方法做了較為詳細(xì)的分析,在深入研究的基礎(chǔ)上,提出了評(píng)定齒廓偏差的新方法——漸開(kāi)線滑動(dòng)法?；跐u開(kāi)線滑動(dòng)法建立了計(jì)算齒廓偏差的數(shù)學(xué)模型,結(jié)合數(shù)學(xué)模型的特點(diǎn),推導(dǎo)出了評(píng)定漸開(kāi)線圓柱齒輪齒廓偏差的通用公式。
　　(2)介紹了傳統(tǒng)齒距偏差的評(píng)定方法,分析了與現(xiàn)代精密測(cè)量有關(guān)的擬合算法,在深入研究無(wú)網(wǎng)格-有限元法基礎(chǔ)上,將移動(dòng)最小二乘法(MLS)應(yīng)用到齒距偏差的評(píng)定中。以圓柱齒輪(齒數(shù)34、模數(shù)4、壓力角20°)為例

4、,分別用移動(dòng)最小二乘法和最小二乘法對(duì)齒廓漸開(kāi)線編程擬合,通過(guò)分析兩種算法的擬合結(jié)果,得到利用移動(dòng)最小二乘(MLS)法擬合了齒廓漸開(kāi)線誤差更小的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,根據(jù)擬合漸開(kāi)線與分度圓求交點(diǎn)法,建立了評(píng)定齒距偏差的數(shù)學(xué)模型,并用MATLAB編程實(shí)現(xiàn)了齒距偏差的精確評(píng)定。
　　(3)用復(fù)合式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(Optiv-performance-222)對(duì)圓柱齒輪進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn),并將所測(cè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)帶入齒廓和齒距偏差的數(shù)學(xué)模型中進(jìn)行驗(yàn)證。通過(guò)與實(shí)