螺旋锥齿轮在机测量及其仿真系统的研究

论文摘要

螺旋锥齿轮是机械传动领域的关键零件,它的制造精度直接影响到相应主机产品的传动精度、噪声、效率和使用寿命。为了实现螺旋锥齿轮的在机测量,提高齿轮的加工精度和加工效率,长沙哈量凯帅精密机械有限公司研制的H2000G型数控磨齿机增加了在机测量系统。论文针对螺旋锥齿轮在机测量系统的结构、在机测量原理以及在机测量仿真系统进行了研究。论文首先运用坐标变换的方法,建立了大、小轮的齿面方程,并对轮齿齿面进行了测量网格规划,给出了齿面各离散点的空间坐标及其法矢的计算方法。此外,基于H2000G型数控螺旋锥齿轮磨齿机的机床结构,提出了在机测量系统的结构,针对现有螺旋锥齿轮齿形误差测量方法的不足,提出了基于展成原理的齿形误差在机测量方法,并给出了在机测量过程以及测量数据的处理方法。为了验证在机测量原理和在机测量过程的正确性,论文基于AutoCAD的二次开发平台,运用VBA编程语言,开发了螺旋锥齿轮数控加工仿真软件和在机测量仿真软件,可精确生成齿轮的三维实体模型并模拟齿形误差的在机测量过程。为了提高仿真系统的速度,提出了一种快速生成齿轮实体模型的方法。通过实际的磨齿加工实验,验证了加工仿真软件、在机测量原理以及在机测量仿真软件的正确性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 课题的来源
• 1.3 螺旋锥齿轮技术的发展及课题研究现状
• 1.3.1 螺旋锥齿轮设计、分析、仿真技术的发展
• 1.3.2 螺旋锥齿轮数控加工机床的发展
• 1.3.3 螺旋锥齿轮测量技术的发展
• 1.4 课题的主要研究内容
• 第二章 螺旋锥齿轮轮齿几何分析
• 2.1 螺旋锥齿轮的加工原理
• 2.2 大轮齿面方程的推导
• 2.2.1 展成法大轮的齿面方程
• 2.2.2 成形法大轮的齿面方程
• 2.3 小轮齿面方程的推导
• 2.4 齿面的测量网格规划
• 2.5 离散点的空间坐标及法矢的计算
• 2.6 小结
• 第三章 在机测量系统的结构及其测量原理
• 3.1 H2000G型数控螺旋锥齿轮磨齿机
• 3.2 在机测量系统的构成
• 3.2.1 测头和测针
• 3.2.2 在机测量系统的结构
• 3.3 齿形误差的在机测量原理及其测量过程
• 3.3.1 在机测量原理
• 3.3.2 在机测量过程
• 3.4 小结
• 第四章 齿轮实体的加工仿真
• 4.1 仿真软件的开发平台
• 4.1.1 AutoCAD环境下的ActiveX Automation技术
• 4.1.2 AutoCAD的对象模型
• 4.2 建立加工仿真系统的基本原理
• 4.3 齿坯实体的参数化造型
• 4.4 砂轮实体的参数化造型
• 4.4.1 双面砂轮的参数化造型
• 4.4.2 单面砂轮的参数化造型
• 4.5 机床数控轴的运动坐标
• 4.6 加工过程的仿真方法
• 4.6.1 齿坯和砂轮实体的初始位置
• 4.6.2 大轮的加工仿真
• 4.6.3 小轮的加工仿真
• 4.7 加工仿真系统的软件实现
• 4.8 小结
• 第五章 在机测量系统的仿真
• 5.1 建立在机测量仿真系统的基本原理
• 5.2 测针实体的参数化造型
• 5.3 在机测量仿真系统的实现方法
• 5.4 在机测量仿真软件
• 5.5 实际磨齿加工实验
• 5.6 小结
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间的主要研究成果