加工誤差驅(qū)動的數(shù)控插齒機設(shè)計方法研究.pdf

1、齒輪加工機床是典型的復(fù)雜機械多體系統(tǒng)，是軍事國防、航空航天、化工、冶金、采礦、風(fēng)力發(fā)電的關(guān)鍵制造裝備。齒輪加工機床精度要求高，功能、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積、自重大，傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計或缺少系統(tǒng)級優(yōu)化的“現(xiàn)代設(shè)計”難以勝任，迫切需要先進的設(shè)計理論、方法和技術(shù)的指導(dǎo)與支撐。本文在分析齒輪加工機床的系統(tǒng)性能和加工誤差產(chǎn)生機理的基礎(chǔ)上，提出了加工誤差描述方法；以“性能驅(qū)動設(shè)計”為基本理念，以齒輪加工誤差為驅(qū)動，以廣義確定性多體系統(tǒng)為理論基礎(chǔ)，研究了數(shù)控插齒

2、機加工誤差精細分析和系統(tǒng)集成設(shè)計方法。主要研究內(nèi)容如下： ⑴系統(tǒng)分析了數(shù)控插齒機性能和齒輪誤差，研究了插齒加工誤差的產(chǎn)生原因和齒面幾何誤差的形成機理，確定了在齒輪嚙合線上計算齒輪幾何加工誤差的一致性評價準則。 ⑵根據(jù)插齒機的概念運動構(gòu)型和典型誤差形式，將廣義確定性多體系統(tǒng)理論和齒輪嚙合理論相結(jié)合，考慮數(shù)控機床運動副的運動特性和齒輪展成加工要求，建立了描述齒輪加工機床雙運動鏈構(gòu)型的廣義確定性多體系統(tǒng)模型。 ⑶通過分

3、析插齒刀插削瞬時形成漸開螺旋面的幾何特性和嚙合特性，建立了刀具-工件子系統(tǒng)的多體系統(tǒng)模型；基于該模型建立了插齒加工的誤差模型，將廣義多體系統(tǒng)運動學(xué)理論和共軛曲面的離散解析原理相結(jié)合，實現(xiàn)了加工誤差求解。 ⑷根據(jù)數(shù)控插齒機傳動鏈系統(tǒng)特點，分析了傳動鏈精度及其對齒輪加工誤差的影響，將傳動鏈誤差的傳遞模型和平面齒輪嚙合微分幾何原理相結(jié)合，建立了反映加工誤差的嚙合線增量誤差模型。 ⑸基于上述理論成果和iSIGHT軟件集成平臺，提