超環面行星蝸桿傳動精度理論及精度檢測研究畢業論文-資料下載頁

　　

【正文】 (321)由式（32）及（33）有： (322)將式（318）代入式（319）得： (323)根據工件軸向竄動誤差對超環面內齒圈廓面誤差影響系數可知，工件軸向竄動誤差對超環面內齒圈廓面,方向誤差沒有影響，在軸方向誤差的影響量與工件軸向竄動量相等。 超環面內齒圈廓面誤差各影響系數的因素分析 正交試驗法正交試驗設計[44]是利用正交表來安排與分析多因素試驗的一種設計方法。它是由試驗因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗的，通過對這部分試驗結果的分析了解全面試驗的情況，找出最優的水平組合。正交試驗設計的基本特點是：用部分實驗來代替全面實驗，通過對部分實驗結果的分析，了解全面試驗的情況。正因為正交試驗是用部分試驗來代表了全面試驗，所以它不可能像全面試驗那樣對各因素效應、交互作用一一分析，當交互作用存在時，有可能出現交互作用的耦合[45]。雖然正交試驗設計有上述不足，但它能通過部分試驗找到最優水平組合，具有很強的實用性，因此在實際研究工作中受到了廣大研究人員的青睞[46]。 各廓面誤差影響系數因素研究上一節中已經求出了各加工誤差因素對超環面內齒圈廓面誤差影響系數的表達式，由于表達式過于繁復不便于研究各影響系數與超環面行星蝸桿傳動機構的各結構參數之間的關系。從求得的各影響系數表達式可知行星輪半徑，圓柱滾子半徑，中心距和圓柱滾子高度都會影響影響系數的大小，由于各因數相互之間獨立，故可以采取正交試驗法研究各因素對各廓面誤差影響系數的影響。為了盡可能地減少試驗次數，根據超環面行星蝸桿傳動設計的常用結構參數制成如表31所示的四因素四水平正交表進行方案設計，為確定各因素對各廓面誤差影響系數的影響大小，設計因素水平表和正交試驗方案分別如表3表3表3表34所示。根據上節求得的各加工誤差對超環面內齒圈廓面誤差影響系數表達式結合超環面行星蝸桿傳動運動規律通過MATLAB編程，分別計算方向各廓面誤差影響系數并求得各廓面誤差影響系數的最大值，由于上節已經分析了工件軸向竄動誤差影響系數故不再考慮。表31 因素水平表因素水平1水平2水平3水平4A行星輪半徑75100125150B圓柱滾子半徑581318C中心距125140180200D圓柱滾子高度351015表32 向各廓面誤差影響系數最大值方案因素A因素B因素C因素Dkx1kx2kx3kx4kx51111121222313334144452123622147234182432續表32 向各廓面誤差影響系數最大值93134103243113312123421134142144231154324164413由上表可以很直觀地看出，向廓面誤差影響系數屬kx1和kx3的最大值較大，且其受超環面行星蝸桿傳動各結構因素的水平變化影響較小，kxkx4和kx5受超環面行星蝸桿傳動各結構因素的水平變化影響較大。表33 向各廓面誤差影響系數最大值方案因素A因素B因素C因素Dky1ky2ky3Ky4ky5111112122231333414445212362214續表33 向各廓面誤差影響系數最大值723418243293134103243113312123421134142144231154324164413從上表分析可知，向廓面誤差影響系數屬ky2受超環面行星蝸桿傳動各結構因素的水平變化影響較小，其余各廓面誤差系數都隨受超環面行星蝸桿傳動各結構因素的水平變化影響較大，這說明在隨著超環面行星蝸桿傳動各結構參數的變化廓面誤差系數也會隨之變化。表34 向各廓面誤差影響系數最大值方案因素A因素B因素C因素Dkz1kz2kz3kz4kz5111112122231333續表34 向各廓面誤差影響系數最大值414445212362214723418243293134103243113312123421134142144231154324164413根據上表分析可知，向廓面誤差系數屬kz2受超環面行星蝸桿傳動各結構因素的水平變化較大，kz1和kz3的最大值主要某結構因素的水平決定，kz4和kz5的最大值隨超環面行星蝸桿傳動各結構因素的水平變化而相對緩慢變化，說明其受超環面行星蝸桿傳動各結構參數的變化較小。刀具切削點誤差對超環面內齒圈廓面誤差影響系數的大小隨著超環面行星蝸桿傳動機構結構參數變化而不同，為了分析各結構參數對刀具切削點誤差對超環面內齒圈廓面誤差分量影響系數的影響大小，分別把各因素在同水平下的刀具切削點誤差對超環面內齒圈廓面誤差分量影響系數kxkykz1的最大值求和作誤差影響圖如下所示。 （a）切削點半徑對kxkykz1的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz1的影響 (c) 中心距對kxkykz1的影響 （d）圓柱滾子高度對kxkykz1的影響圖31 各因素與kxkykz1最大值之間的關系由上圖可知，對kx1的最大值而言各因素對其影響都不明顯；對ky1的最大值而言切削點半徑以及中心距對其影響最大，圓柱滾子高度次之，刀具半徑對其影響微乎其微；對kz1的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，刀具半徑次之，切削點半徑和中心距對其影響很小。 刀具半徑廓面誤差影響系數分析與前節類似，分別把表32 、334中各因素在同水平下的刀具半徑誤差對超環面內齒圈廓面誤差分量影響系數kxkykz2的最大值求和作誤差影響圖如下所示。 （a）切削點半徑對kxkykz2的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz2的影響 (c) 中心距對kxkykz2的影響 (d) 圓柱滾子高度對kxkykz2的影響圖32 各因素與kxkykz2最大值之間的關系有上圖可以直觀地得出，對于kx2的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度增大而增大，其余因素基本對其沒有影響；對于ky2的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度增大而增大，其余各因素對其影響微乎其微；對于kz2的最大值而言切削點半徑對其影響最大，且其隨著切削點半徑的增大而增大，刀具半徑和中心距以及圓柱滾子次之，且其隨之不規則變化。 中心距廓面誤差影響系數分析與前節類似，分別把表32 、334中各因素在同水平下的中心距誤差對超環面內齒圈廓面誤差分量影響系數kxkykz3的最大值求和作誤差影響圖如下所示。 （a）切削點半徑對kxkykz3的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz3的影響 (c) 中心距對kxkykz3的影響 (d) 圓柱滾子高度對kxkykz3的影響 圖33 各因素與kxkykz3最大值之間的關系 由上表可知，各因素對kxky3的最大值影響都比較小；對于kz3的最大值而言刀具半徑對其影響最大，中心距和切削點半徑次之，圓柱滾子高度對其影響最小。 刀具回旋軸線誤差對廓面誤差的影響系數分析與前節類似，分別把表32 、334中各因素在同水平下的軸交角誤差對超環面內齒圈廓面誤差分量影響系數kxkykz4的最大值求和作誤差影響圖如下所示。（a）切削點半徑對kxkykz4的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz4的影響(c) 中心距對kxkykz4的影響 (d) 圓柱滾子高度對kxkykz4的影響圖34 各因素與kxkykz4最大值之間的關系由上表分析可知，對于kx4的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度的增大而增大，切削點半徑和刀具半徑次之，中心距對其基本沒有什么影響；對于ky4的最大值而言切削點半徑對其影響最大，且其隨著切削點半徑的增大而增大，中心距和圓柱滾子高度次之，刀具半徑對其影響比較小。對于kz4的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度的增大而增大，其余各因素對其影響程度差不多。 軸交角誤差對廓面誤差的影響系數分析與前節類似，分別把表32 、334中各因素在同水平下的軸交角誤差對超環面內齒圈廓面誤差分量影響系數kxkykz5的最大值求和作誤差影響圖如下所示。 （a）切削點半徑對kxkykz5的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz5的影響 (c) 中心距對kxkykz5的影響 (d) 圓柱滾子高度對kxkykz5的影響圖35 各因素與kxkykz5最大值之間的關系由上表分析可得，對于kx5的最大值而言，切削點半徑和中心距對其影響相對較大，刀具半徑次之，圓柱滾子高度對其影響很小；對于ky5的最大值而言,圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度的增大而增大，切削點半徑次之，同樣地其隨著切削點半徑的增大而增大，刀具半徑和中心距對其影響不是很明顯；對于kz5的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度的增大而增大，切削點半徑次之，同樣地其隨著切削點半徑的增大而增大，刀具半徑和中心距對其影響不是很明顯。 本章小結 本章求得了各原始加工誤差因素對超環面內齒圈廓面誤差各坐標分量影響系數表達式，并分析了超環面行星蝸桿傳動各結構參數對超環面內齒圈廓面誤差各坐標分量影響系數的影響規律，對于指導超環面內齒圈加工制造，分析超環面內齒圈廓面誤差來源，改進超環面內齒圈加工工藝具有重要的作用。第4章 誤差對超環面行星蝸桿傳動精度影響分析零件在加工過程中，由于機床—夾具—刀具系統存在幾何誤差和定位誤差，以及加工過程中出現受力變形、熱變形、振動和磨損，使被加工零件的幾何要素不可避免地產生誤差。這些誤差會對零件的使用性能造成較大的影響從而影響整個機構的性能，因此有必要在分析原始加工誤差因素對零件幾何誤差影響的基礎上進一步考慮零件的幾何誤差對整個機構性能的影響。第三章中探討了各原始加工誤差因素與超環面內齒圈廓面坐標誤差之間的關系，但是沒有進一步研究零件的幾何誤差對超環面行星蝸桿傳動機構傳動精度的影響，在此，本文考慮以一定時間內超環面行星蝸桿傳動機構輸出件——行星架的角位移偏差來衡量誤差在某種程度上對傳動精度的影響。通過正交實驗法，分析各誤差因素對行星架角位移偏差的影響規律。為了得到在一定時間內不同因素水平下行星架的角位移，利用含誤差的超環面行星蝸桿傳動模型進行ADAMS運動仿真得到行星架的角速度曲線然后進行積分。 超環面行星蝸桿傳動三維建模及裝配超環面行星蝸桿傳動關鍵零件中心蝸桿和超環面內齒圈曲面都屬于空間不可展曲面，ADAMS軟件所提供的實體造型功能并不適合于復雜曲面的構建，因此，需要在建立的UG三維實體模型然后再導入ADAMS軟件里進行仿真分析。UG的特征建模同樣不能建立超環面行星蝸桿傳動的嚙合曲面，本文采取編程和特征建模相結合，按照“點”→“線”→“面”→“體”的方法來建立超環面行星蝸桿傳動的零件模型。依此方法，中心蝸桿的建模流程過程如圖41至圖44所示。 圖41 嚙合軌跡 圖42 圓柱體嚙合軌跡 圖43 圓柱體嚙合軌跡 圖43 中心蝸桿模型