基于離散點的直齒錐齒輪齒面嚙合仿真.pdf

1、直齒錐齒輪在汽車、船舶等機械領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，用來傳遞相交軸的運動。但其加工和齒面檢測一直是個難題，一般直齒錐齒輪在刨齒機上加工，運用傳統(tǒng)的滾動檢驗，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)驗的依賴程度很大，無法使實際齒面與理論齒面在嚙合質(zhì)量上差別量化、標準化，且不能反映實際齒輪幅的傳動誤差，這已跟不上高速齒輪傳動的發(fā)展步伐。本文通過NURBS曲面擬合高精度

2、齒面代替真實齒面，來分析齒面印痕和傳動誤差，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曲線進行研究，根據(jù) NURBS曲線的基本知識推導出求控制頂點的方程組即推導數(shù)字化表達式。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)點劃分求出修形以后的齒面點，這里的齒面點就是本文擬合所需要的離散點。
　　3.給出一對直齒

3、錐齒輪參數(shù)，運用雙三次 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，同時得到數(shù)字化齒面方程顯示表達式。對擬合的齒面進行誤差分析，分別討論離散點、節(jié)點矢量、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)學模型，求解并繪制出數(shù)字化齒面印痕和傳動誤差曲線圖，并和傳統(tǒng) TCA比較，驗證了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測量機上測量齒面點并與理論齒面點對比，發(fā)現(xiàn)齒面誤差較小。將加工好的齒輪安裝在滾檢機上做滾檢試驗，得到齒面滾檢印痕。用實測數(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，可以得到運用擬合齒面代替真實齒面進行齒面接觸分