基于机床调整参数的螺旋锥齿轮建模及接触分析.pdf

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1、硕士学位论文基于机床调整参数的螺旋锥齿轮建模及接触分析STUDYONMODELINGANDCONTACTANALYSISOFSPIRALBEVELGEARBASEDONMACHINEPARAMETER刘向阳哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH132.422学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文基于机床调整参数的螺旋锥齿轮建模及接触分析硕士研究生：刘向阳导师：刘明教授申请学位：工学硕士学科：机械工程所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TH132.4

2、22U.D.C:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONMODELINGANDCONTACTANALYSISOFSPIRALBEVELGEARBASEDONMACHINEPARAMETERCandidate：XiangyangLiuSupervisor：Prof.MingLiuAcademicdegreeappliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：SchoolofMechatronicsE

3、ngineeringDateofDefence：June,2018Degree-conferring-institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要相比直齿锥齿轮，螺旋锥齿轮有着承载能力强、传动平稳、噪声小的优点，被广泛应用于航空航天、汽车、工程机械等领域。同时，由于传统螺旋锥齿轮采用局部共轭的设计方法，需要对齿面修形。由于螺旋锥齿轮的加工方法，使得机床调整参数对螺旋锥齿轮的齿面形状起决定性作用。在传统加工过程中，由于机床调整参数计算仅仅着眼于齿面计算中点，会导致生产的齿轮发生齿根接触或对角

4、接触等接触缺陷，需要对齿轮副进行多次滚检并对机床调整参数进行调整才能满足使用要求。因此，有必要基于机床调整参数对齿轮建模及接触进行研究，并研究对齿面接触进行调整和优化的方法。基于实际螺旋锥齿轮加工机床的结构，建立加工机床和刀具数学模型，根据机床各部件之间运动关系以及齿轮啮合原理，分析各机床调整参数之间相互关系，并建立螺旋锥齿轮齿面方程。采用齿面网格划分的方法，对齿面进行离散化处理。针对齿面方程研究切齿深度和刀具相角初值的计算方法，对齿面方程进行分析并求解。基于齿面方程和齿轮装配模型，研究螺旋锥齿轮齿面向量之间相对关系，建立接触方程，以齿面中点为初始接触点，

5、研究接触方程的求解。基于微分几何原理及接触方程求解结果，计算螺旋锥齿轮的接触轨迹和传动误差曲线，利用齿面主曲率、短程挠率等参数计算接触椭圆。利用数值方法研究齿轮齿面接触质量的量化。研究螺旋锥齿轮齿面法向变形的定义，分析机床调整参数对齿面的综合影响。基于每个离散点的变化情况，研究机床调整参数对齿面变形的影响。研究差曲面的拟合方法和各系数的几何意义，研究螺旋锥齿轮的机床调整参数对差曲面各系数的影响。基于接触分析，进一步研究不同机床调整参数对接触质量的影响，对接触质量进行量化分析。基于机床调整参数和接触分析的研究，对螺旋锥齿轮接触的调整和优化方法进行研究。研究基

6、于差曲面对齿轮接触进行调整的方法，并对目标齿面的机床调整参数进行反求，通过对机床调整参数进行修正对齿轮接触缺陷进行改善，避免齿根、齿顶接触，大端、小端接触。以机床调整参数为优化变量，以传动误差曲线对称性为优化目标，基于遗传算法，对螺旋锥齿轮传动误差曲线进行优化。关键词：螺旋锥齿轮；无载接触分析；机床调整参数；接触调整；接触优化I哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractSpiralbevelgearscanchangethetransmissiondirection,comparedwithspurbevelgears,spiralbevelgears

7、havetheadvantagesofstrongbearingcapacity,stabletransmissionandlownoise,thustheyarewidelyusedinengineeringmachineryandotherfields.Becausethetraditionaldesignmethodofspiralbevelgearisthelocalconjugate,itneedstomodifythetoothsurfaceandmakethegeartoleratemoremountingerrors,sotheadjust

8、mentparametersofthemachinetoolpla