正交面齿轮磨削齿面误差修正的研究.pdf

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1、分类号密级正交面齿轮磨削齿面误差修正的研究研究生姓名：方曙光指导教师姓名、职称：明兴祖教授学科专业：机械工程研究方向：数字化制造与装备技术湖南工业大学二〇一八年六月八日分类号密级正交面齿轮磨削齿面误差修正的研究Researchonsurfaceerrorcorrectionbasedonorthogonalsurfacegeargrinding研究生姓名：方曙光指导教师姓名、职称：明兴祖教授学科专业：机械工程研究方向：数字化制造与装备技术论文答辩日期答辩委员会主席湖南工业大学二〇一八年六月八日摘要面

2、齿轮传动副是由直齿圆柱齿轮和面齿轮组成，具有互换性好、安装方便、重合度大、承载能力强、噪声低，易于实现装置的轻量化等优点，被广泛应用于能源装备、交通运输、航空航天、工程机械等传动领域。面齿轮精密加工方法一般采用数控磨削，由于面齿轮空间形状和加工过程复杂，其磨削关键技术长期被国外垄断，美国Boeing公司磨削面齿轮精度可达AGMA12级。我国近年来开展了面齿轮磨削机理研究，但加工精度比国外要低2级左右，磨削质量的提高一直我国面齿轮制造的难点。本文以提高面齿轮磨削精度为目的，进行正交面齿轮磨削齿面误差修

3、正研究，主要研究内容如下：面齿轮齿面方程的建立。根据面齿轮的插齿加工方法，以及齿轮的啮合原理和微分几何理论，推导并建立了面齿轮的齿面方程。采用MATLAB和proe对面齿轮对进行了可视化，并建立了面齿轮的三维模型，这是研究面齿轮齿形误差修正的基础。面齿轮蝶形砂轮磨削位置关系及运动副误差影响分析。根据碟形砂轮磨削原理以及砂轮和面齿轮各自的运动状态，建立了砂轮和齿坯的位置关系坐标系及其位置变换矩阵，得到了含有机床调整参数的面齿轮齿面方程。通过建立面齿轮磨床的结构模型及齿面误差识别方程。齿面误差的序列二次

4、规划法修正与差曲面法分析。采用序列二次规划法对齿面误差差识别方程进行求解与修正分析，并与最小二乘求解的结果进行误差对比，验证最小二乘求解法的不足；通过描述与建立面齿轮差曲面，分析机床调整参数对齿面误差的影响，验证了机床调整参数对面齿轮齿面误差修正的可行性。网格节点坐标值求解和齿面误差测量分析。根据面齿轮齿面方程，对面齿轮齿面进行5*9的网格划分，进一步求得网格节点的理论坐标值。运用面齿轮齿面误差的三坐标测量技术，采用差曲面方法，分析机床参数调整前、修整后的测量实际齿面相对理论齿面的齿面误差，结果表明

5、：机床参数修整后的齿面误差相对机床参数调整前要小。关键字：面齿轮磨削，齿面误差修正，机床调整参数，序列二次规划，三坐标测量IABSTRACTGeartransmissionisakindofcylindricalgearandgearmeshing,hasgoodinterchangeability,convenientinstallation,highcontactratio,strongbearingcapacity,lownoise,easytorealizethelightweightdev

6、iceandotheradvantages,hasbroadapplicationprospectsinthefieldofenergyequipment,transportation,aerospace,engineeringmachinerytransmissionetc..Theprecisionmachiningmethodofsurfacegearisusuallynumericallycontrolled.Becauseofthecomplexshapeandmachiningproce

7、ssoffacegear,itskeygrindingtechnologyhasbeenmonopolizedabroadforalongtime.TheaccuracyofgrindinggearofAmericanBoeingcompanycanreachAGMA12level.Inrecentyears,themechanismresearchoffacegeargrindinghasbeencarriedoutinourcountry,butthemachiningaccuracyisabo

8、ut2degreeslowerthanthatabroad.TheimprovementofgrindingqualityhasbeenadifficultprobleminfacegearmanufacturinginChina.Inordertoimprovetheprecisionofsurfacegeargrinding,thispaperstudiesthecorrectionoftheerrorofthetoothsurfaceoftheorthogona