随着现代科学技术的不断发展,齿轮的应用越来越广泛,同时对于齿轮制造精度的要求也越来越高,特别是在高端设备的应用中。滚齿机作为齿轮加工机床中最为广泛的一种制齿机床,提高滚齿机的加工精度,将有利于我国具有自主知识产权的高端齿轮机床产品与技术迅猛发展。因滚齿机精密机械传动系统的精度与稳定性将直接影响机床的加工精度,国内外学者也加大对传动误差相关技术的研究,其机床传动链误差测试与优化设计将成为亟待解决的技术瓶颈问题。鉴于此,本文主要根据齿轮传动误差的理论,针对滚齿机床的精密机械传动装置,提出一种用于测量滚齿机传动误差的数学模型,搭建了用于滚齿机传动误差检测平台并进行传动误差的测量与故障溯源诊断实验。并根据双自由度齿轮啮合理论建立滚齿加工的仿真模型,将测得的传动误差代入模型中仿真得到加工直齿轮的端面齿形,将仿真得到的齿轮端面齿形进行误差计算得到齿形与齿距误差,可以量化传动误差对加工齿轮的精度的影响。因此本文主要包括以下4个方面的研究内容:首先,根据齿轮传动误差的相关理论,分析齿轮传动系统中传动误差的来源及主要影响因素。然后以滚齿机传动系统为研究对象,建立滚齿机传动误差的数学模型,同时对比分析了几种传动误差的测量方法与检测方法的优缺点,并选择一种适合滚齿机传动误差的测量方法。其次,以圆光栅编码器为测量工具,将滚刀主轴作为高速端,工作台作为低速端设计滚齿机传动误差在位检测平台方案。该检测系统主要包括了软硬件系统的搭建,其硬件部分主要包括圆光栅编码器的选型、机械连接口的调试、数据采集系统的选择。其软件部分利用labview图像化编程语言进行误差信号的采集与分析,程序主要包括了参数化设置、数据采集、数据显示和存储、数据分析功能。再次,针对某种型号的滚齿机的传动误差进行具体分析,将采集到的传动误差原始信号通过快速傅里叶变换和数字滤波的方式得到其传动误差的频谱图,并与前文建立测量滚齿机传动误差数学模型计算出的齿轮谐波频率进行对比分析,可以精确的诊断和溯源出影响其这种型号滚齿机的传动误差的来源。最后,根据滚齿加工原理,对滚齿加工过程进行数值模拟仿真,建立滚齿加工齿轮坐标系并进行坐标变换,得到滚齿加工理论啮合齿面。然后将传动误差考虑进滚齿加工仿真中,得到滚刀与工件的位置偏差与齿轮轮廓之间的映射关系,并将传动误差引起的位置偏差映射到加工齿轮齿廓中法向误差中,可以得到仿真实际加工齿轮的齿廓。与实际齿廓进行齿面误差分析,可量化滚齿机传动误差对齿轮工精度的影响。