弧齒錐齒輪傳動(dòng)誤差檢測方法與研究報(bào)告

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1、-弧齒錐齒輪的傳動(dòng)誤差檢測方法研究（一）立項(xiàng)依據(jù)與研究內(nèi)容（4000-8000字）：1.項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)（研究意義、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析，需結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢來論述科學(xué)意義；或結(jié)合國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問題來論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻(xiàn)目錄）1.1項(xiàng)目的研究意義弧齒錐齒輪因其平穩(wěn)可靠的傳動(dòng)，較高的承載能力等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于航空航天、航海、汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床等工業(yè)部門中。特別是航空傳動(dòng)系統(tǒng)中，弧齒錐齒輪是直升飛機(jī)的主減速器的關(guān)鍵部件，其嚙合質(zhì)量、壽命及可靠性是影響飛行器安全性能的重要因素。但由于弧齒錐

2、齒輪齒面幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)、加工比較困難，在航空領(lǐng)域的應(yīng)用中又存在諸如高速、重載、齒輪及其支撐因采用輕質(zhì)結(jié)構(gòu)而造成的變形問題等不利因素，對(duì)其嚙合質(zhì)量控制的研究非常困難，其動(dòng)態(tài)性能與可靠性等問題始終難以得到全面解決，其動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)問題也是工程設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)。衡量弧齒錐齒輪副嚙合質(zhì)量的重要指標(biāo)是傳動(dòng)誤差和接觸印痕。傳動(dòng)誤差是齒輪振動(dòng)的激勵(lì)之源，已為前人的大量成果所證實(shí)。弧齒錐齒輪作為一種局部點(diǎn)接觸的不完全共軛的齒輪副，必然存在傳動(dòng)誤差，它包括了動(dòng)態(tài)性能和強(qiáng)度性能等大量信息。但目前在設(shè)計(jì)或制造中都對(duì)傳動(dòng)誤差缺乏必要的考慮和實(shí)用的方法，尤

3、其在測試和檢驗(yàn)環(huán)節(jié)方面，完全沒有相應(yīng)的方法、設(shè)備和手段，更是缺乏對(duì)傳動(dòng)誤差的明確指標(biāo)要求，使得對(duì)其動(dòng)態(tài)性能的改進(jìn)無從著手。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是基于印痕控制的方法，加工設(shè)計(jì)、切齒、檢測，到不斷反復(fù)修正，實(shí)際上是以印痕為控制目標(biāo)的逼近過程，在這一過程中，齒面印痕是最終的目標(biāo)和要求。當(dāng)前我國弧齒錐齒輪的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)，均采用這一方法。齒輪的動(dòng)態(tài)性能主要決定于齒輪副的傳動(dòng)誤差。傳動(dòng)誤差與齒面印痕既有著深刻的內(nèi)在聯(lián)系，又各自反映著齒輪性能的不同方面。齒輪接觸傳動(dòng)對(duì)于載荷具有非線性的力學(xué)特性，尤其是點(diǎn)接觸的弧齒錐齒輪傳動(dòng)的非線性更為突出。片面重視齒

4、面印痕而忽視傳動(dòng)誤差，是由于當(dāng)時(shí)齒輪轉(zhuǎn)速不高，強(qiáng)度是主要矛盾，振動(dòng)問題還不十分突出。隨著齒輪在航空等高速領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，單純基于齒面印痕控制而忽略傳動(dòng)誤差的設(shè)計(jì)制造方法已不能滿足航空高速齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)要求，齒輪傳動(dòng)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)質(zhì)量控制已是工業(yè)設(shè)計(jì)中必須解決的問題。.---根據(jù)弧齒錐齒輪傳動(dòng)的功能需求來設(shè)計(jì)齒面的形狀參數(shù)，即在動(dòng)態(tài)性能目標(biāo)下，確定實(shí)際工況下齒面的最佳嚙合印痕（齒面接觸軌跡、印痕位置、尺寸）和傳動(dòng)誤差（形狀、幅值），再設(shè)計(jì)出能夠精確滿足以上條件的齒面及相應(yīng)加工方法，對(duì)齒輪傳動(dòng)技術(shù)的理論發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用都具有十分

5、重要的意義。目前國內(nèi)大多數(shù)企業(yè)的弧齒錐齒輪加工采用的是傳統(tǒng)搖臺(tái)機(jī)構(gòu)的銑齒、磨齒機(jī)?；诂F(xiàn)有的加工設(shè)備，開發(fā)基于動(dòng)態(tài)嚙合性能控制的高性能的齒面，是當(dāng)前齒輪制造業(yè)迫切需要解決的問題。齒輪的動(dòng)態(tài)性能主要由工作時(shí)承載傳動(dòng)誤差曲線波動(dòng)幅值決定。波動(dòng)幅值愈大，振動(dòng)愈大。齒輪系統(tǒng)中動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)是通過輪齒齒面間連續(xù)的相互作用而傳遞的，載荷作用下輪齒的變形、齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)過程中輪齒的交替嚙合及齒間載荷分配使得輪齒嚙合剛度具有時(shí)變性，時(shí)變剛度直接影響承載傳動(dòng)誤差。此外承載傳動(dòng)誤差的幅值也與非承載時(shí)的初始幾何傳動(dòng)誤差有關(guān)。當(dāng)其設(shè)計(jì)幅值較大時(shí)，輕載傳動(dòng)誤差波動(dòng)

6、大；重載時(shí)變形補(bǔ)償作用使波動(dòng)減小。反之，當(dāng)設(shè)計(jì)幅值較小時(shí)，輕載振動(dòng)?。恢剌d時(shí)傳動(dòng)誤差波動(dòng)增大。因此，基于承載傳動(dòng)誤差控制的設(shè)計(jì)問題也是航空工程設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)?；↓X錐齒輪的傳動(dòng)誤差，單位值一般是10~20角秒，測量一直是一個(gè)比較困難的問題，要求測量的角位移精度在2~4角秒之內(nèi)，才能正確對(duì)齒輪實(shí)際工作條件下的動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行驗(yàn)證。上面提到的格里森公司有專門測量齒輪傳動(dòng)誤差裝置鳳凰500數(shù)控齒輪檢驗(yàn)機(jī)，測量精度在，價(jià)格非常昂貴，大約幾百萬元一套，并且該項(xiàng)設(shè)備由于國防上的應(yīng)用背景，限制向我國進(jìn)口；此外還有采用光電編碼器等方式測量傳動(dòng)誤差，測量

7、精度較低，無法滿足齒輪傳動(dòng)誤差測量的要求，因此，研制精密、高效、穩(wěn)定、使用方便的檢測試儀器和系統(tǒng)有一定的實(shí)際意義。本申請(qǐng)項(xiàng)目“弧齒錐齒輪的傳動(dòng)誤差檢測方法研究，以多年研究積累基礎(chǔ)，提出了建立弧齒錐齒輪傳動(dòng)誤差檢測系統(tǒng)，根據(jù)檢測系統(tǒng)編制檢測軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，利用FFT和由小波變換的模極大值重建信號(hào)的方法編寫軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行頻譜分析，利用數(shù)字濾波器的差分方程對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行濾波處理，對(duì)濾波后的傳動(dòng)誤差曲線作進(jìn)一步分析。，并開發(fā)基于小波分析的齒輪傳動(dòng)誤差檢測軟件。其研究結(jié)果可應(yīng)用于軍事國防、汽車傳動(dòng)、月球與深空探測因此，對(duì)上述問題進(jìn)行

8、系統(tǒng)的理論研究，并提出技術(shù)解決方案是十分重要和迫切的。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析國外研究現(xiàn)狀與分析傳動(dòng)質(zhì)量的效果是在實(shí)際嚙合傳動(dòng)過程中表現(xiàn)出來的。要獲得高質(zhì)量的傳動(dòng)，單靠研究單個(gè)齒輪的加工及其加工誤差是不夠的，只有通過對(duì)整個(gè)實(shí)際嚙合過程的傳動(dòng)誤差進(jìn)行精密的動(dòng)態(tài)測