螺旋錐齒輪數(shù)字化制造基礎應用技術研究.pdf

1、螺旋錐齒輪作為相交軸傳動的基礎元件，由于其重合度高，傳動平穩(wěn)，噪聲小，承載能力大，傳動比大等優(yōu)點被廣泛應用于汽車、工程機械、礦山機械、航空等領域動力機械關鍵部件。隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展，上述領域對螺旋錐齒輪的需求量很大，因此提高螺旋錐齒輪加工效率和質量是目前螺旋錐齒輪加工行業(yè)追求的目標，而采用螺旋錐齒輪數(shù)字化制造是實現(xiàn)這一目標的主要途徑。數(shù)字化制造基礎應用技術軟件的核心部分包括齒面接觸分析（TCA）技術和齒面誤差修正技術，與國外相比還

2、有很大差距，本文從提高TCA計算的穩(wěn)定性、提高運行速度和分析結果的精確性以及研究齒面誤差修正技術的本質出發(fā)，以國內外最新的研究成果為基礎，采用計算機仿真為方法和手段，對TCA技術和齒面誤差修正技術相關的理論及其方法進行了深入的研究。 論文的主要成果及創(chuàng)新點如下： 1、基于嚙合理論和加工方法建立了螺旋錐齒輪數(shù)學模型，基于該模型建立了螺旋錐齒輪三維實體模型，并提出采用齒面偏差法驗證所建立實體模型的精度。該方法對驗證采用切齒仿

3、真得到的螺旋錐齒輪實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，通過論文中推導的初始值自動求解算法，可自動的給出求解該方程的初始值，從而提高了TCA計算的穩(wěn)定性及運行速度。 3、由于目前采用求解的點接觸共軛齒面瞬時接觸橢圓基本公式是在微分幾何相關理論基礎上，在瞬時接觸點處二階近似進行的（進行二階泰勒展開），計算結果會出現(xiàn)誤差；同時采用傳統(tǒng)赫茲理論計算接觸橢圓時

4、，求解公式和求解過程也比較復雜，對此，本文采用了數(shù)值法求解齒面瞬時接觸區(qū)域，不僅簡化了求解過程，而且避免了傳統(tǒng)方法求解瞬時接觸橢圓法所帶來的誤差。 4、目前國內外TCA分析得到的接觸區(qū)的結果都是二維的，本文基于螺旋錐齒輪實體模型，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測量齒面誤差修正公式，并驗證了該公式的有效性，通過建立各階誤差與機床調整參數(shù)調整量關系式，揭示了齒面誤差修正的本質。