剃齿安装误差对传动特性的影响研究

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剃齿加工是一种广泛应用于齿轮行业的精加工工艺,具有生产效率高和适应性强等优点,其不仅可修复工件齿轮齿向误差和齿形误差,还可将工件齿轮齿面精度提高至5~6级。但剃后工件齿轮节圆附近存在齿形中凹误差,影响了剃齿加工在航空、航天等高精度领域的应用。因此,研究安装误差对剃齿加工过程的影响规律对揭示齿形中凹误差机理有重要意义。本文主要研究剃齿安装误差对传动特性的影响规律。根据齿轮啮合原理,在原有的几何坐标系上引入剃齿安装误差,建立了含剃齿安装误差的剃齿分析模型,推导了由剃齿安装误差引起的工件齿轮转角补偿位移量。并在此基础上,推导了含安装误差的剃齿传动误差与传动比表达式,以此作为衡量剃齿加工传动性能的有效判据。基于单一变量原则,定量研究了剃齿安装误差(轴交角误差与中心距误差)对剃齿加工齿廓处传动特性(传动误差与传动比)的影响规律。结果表明:齿廓处的轴交角误差对剃齿加工传动特性的影响均高于中心距误差;随着安装误差增大,传动误差与传动比越敏感。应用有限元法分析了在不同轴交角误差与中心距误差下的剃齿加工传动特性影响规律。分析表明:随着轴交角误差与中心距误差绝对值增加,传动误差曲线偏离理论值越大,接触变形越大;轴交角误差比中心距误差对传动特性的影响要大。剃齿加工实验表明:随着轴交角误差增大,齿廓总偏差与形状偏差值增加;轴交角误差正向增大对齿廓总偏差与形状偏差的影响要略大于负向增大。剃齿安装误差补偿位移量验证表明:剃齿安装误差补偿位移量能合理地控制安装误差带来的影响,有效改善剃齿加工传动性能,提高工件齿轮齿面精度;同时验证了剃齿安装误差补偿位移量模型的有效性。
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