基于離散點(diǎn)的直齒錐齒輪齒面嚙合仿真.pdf

1、直齒錐齒輪在汽車、船舶等機(jī)械領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，用來傳遞相交軸的運(yùn)動(dòng)。但其加工和齒面檢測一直是個(gè)難題，一般直齒錐齒輪在刨齒機(jī)上加工，運(yùn)用傳統(tǒng)的滾動(dòng)檢驗(yàn)，觀察滾檢后的齒面印痕為主要依據(jù)來判斷所加工齒輪是否合格及性能優(yōu)劣的，但這種方法具有一定的主觀性、模糊性和不確定性，對經(jīng)驗(yàn)的依賴程度很大，無法使實(shí)際齒面與理論齒面在嚙合質(zhì)量上差別量化、標(biāo)準(zhǔn)化，且不能反映實(shí)際齒輪幅的傳動(dòng)誤差，這已跟不上高速齒輪傳動(dòng)的發(fā)展步伐。本文通過NURBS曲面擬合高精度

2、齒面代替真實(shí)齒面，來分析齒面印痕和傳動(dòng)誤差，提出數(shù)字化滾檢的新方法。
　　本文主要研究內(nèi)容是：
　　1.對 NURBS曲線進(jìn)行研究，根據(jù) NURBS曲線的基本知識推導(dǎo)出求控制頂點(diǎn)的方程組即推導(dǎo)數(shù)字化表達(dá)式。研究了曲面曲率的求法以及接觸橢圓的求法，為下文求齒面印痕做鋪墊。
　　2.根據(jù)直齒錐齒輪齒面的理論方程，對修形齒面網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)劃分求出修形以后的齒面點(diǎn)，這里的齒面點(diǎn)就是本文擬合所需要的離散點(diǎn)。
　　3.給出一對直齒

3、錐齒輪參數(shù)，運(yùn)用雙三次 NURBS曲面擬合出直齒錐齒輪齒面，得到大輪和小輪的數(shù)字化齒面，同時(shí)得到數(shù)字化齒面方程顯示表達(dá)式。對擬合的齒面進(jìn)行誤差分析，分別討論離散點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)矢量、邊界切矢條件對精度的影響，對其精度分析發(fā)現(xiàn)齒面最大誤差不超過1μm，精度較高，滿足齒面精度要求。
　　4.建立齒面嚙合坐標(biāo)系，根據(jù)齒輪嚙合原理和兩嚙合齒面連續(xù)接觸相切原理，建立數(shù)字化齒面接觸分析（NTCA：Numerical Tooth Contact Ana

4、lysis）數(shù)學(xué)模型，求解并繪制出數(shù)字化齒面印痕和傳動(dòng)誤差曲線圖，并和傳統(tǒng) TCA比較，驗(yàn)證了NTCA方法的正確性。
　　5.精加工一對直齒錐齒輪，分別將大輪和小輪安裝在三坐標(biāo)測量機(jī)上測量齒面點(diǎn)并與理論齒面點(diǎn)對比，發(fā)現(xiàn)齒面誤差較小。將加工好的齒輪安裝在滾檢機(jī)上做滾檢試驗(yàn)，得到齒面滾檢印痕。用實(shí)測數(shù)字化齒面印痕分別和滾檢印痕與理論齒面印痕對比，發(fā)現(xiàn)齒面印痕與 NTCA得到的結(jié)果基本一致，可以得到運(yùn)用擬合齒面代替真實(shí)齒面進(jìn)行齒面接觸分