非圓齒輪滾齒加工過程誤差分析.pdf

1、近幾十年，伴隨著機車、航空航天、機械裝備等工業(yè)領域的大力發(fā)展，精密加工技術飛速發(fā)展，齒輪設計制造技術朝著加工精度高、傳動平穩(wěn)、承載強度大、使用壽命長、制造成本低以及運轉噪音小等方向發(fā)展。在此背景下，如何滿足日益提高的齒輪加工精度要求，使齒輪加工具有高質量、高效率、高集成度和高可靠性已成為齒輪制造行業(yè)的研究熱點。非圓齒輪也被稱為異形齒輪，與另一個齒輪組成的齒輪副在嚙合過程中可以實現(xiàn)兩軸的非勻速的變傳動比運動，因此可以利用其自身獨特的幾何特

2、性來實現(xiàn)一些特殊的功能，需要變傳動比的裝備或機械機構均可以考慮采用非圓齒輪來實現(xiàn)，極大程度地使復雜結構大大簡化，并且提高機構的性能。因此對非圓齒輪滾齒加工過程進行誤差分析，提高非圓齒輪加工精度具有十分重要的意義和工程價值。于是本文開展了如下工作：
　?。?）針對傳統(tǒng)數控滾齒機傳動元件多而復雜導致其存在傳動誤差無法保證加工精度的情況，基于誤差流（SOV，Stream of Variation）理論，以YS3118型數控滾齒機主軸傳動

3、系統(tǒng)為研究對象，提出運用狀態(tài)空間模型描述此傳動系統(tǒng)的誤差流傳遞的方法。構建描述傳動件齒輪幾何特征的坐標系，對由加工誤差或者裝配誤差導致的轉動副偏差進行數學建模，結合運動學理論描述出齒輪傳動中包含誤差參數的坐標系轉換，并運用狀態(tài)空間模型建立出傳動過程誤差流傳遞的表達形式并對該模型進行實驗驗證分析，分析結果表明：根據每級傳動齒輪件的偏差矢量，計算出最終刀具的終端誤差，并且可以擴展到其他擁有齒輪傳動系統(tǒng)機床上。實際過程中，可以根據傳動零件齒輪

4、的狀態(tài)測量結果，基于零件設計公差和零件變形估計與計算，對后續(xù)傳動過程狀態(tài)進行遞歸計算，預測可能的最終滾刀狀態(tài)。通過計算實例分析得出了隨著主軸轉速提高，主軸徑向誤差均值逐漸降低的結論。
　　（2）針對目前非圓齒輪滾齒加工難以精確控制的問題，提出了一種基于時間驅動的非圓齒輪滾齒加工數學模型，得到了最終速度關于時間的圖像曲線，對最優(yōu)加工模型的圖像曲線進行三次樣條插值求解出速度關于時間的三次樣條插值函數；實例表明，提出的等分非圓標注法所得

5、的極角值比數值積分計算得到的極角值更加精確，而且該方法可以直接通過CAD軟件快速計算出極角值，并導入到CAM模擬加工過程中。通過對v（w）?t曲線對比，等弧長法比等極角法更利于調速控制，且等弧長法中滾刀轉速恒定，對滾刀具有保護作用，可延長滾刀使用壽命。提出的時間驅動滾齒加工數學模型為高階非圓齒輪滾齒加工的實現(xiàn)提供了更加有效的一種途徑，解決了極角驅動模型中極角在線難測量、測量不準確的問題，為滾齒加工中速度、角速度的在線實時性監(jiān)測建立了可靠