基于齿轮测量中心的螺旋锥齿轮测量技术的研究

【摘要】螺旋锥齿轮的齿面是复杂的空间曲面,它能够完成两相交轴或交错轴之间的传动。与直齿锥齿轮副相比,螺旋锥齿轮副具有重合度大、传动平稳、传动噪音低、承载能力强等优点。因此,螺旋锥齿轮广泛应用于各种高速重载的相交轴或交错轴传动中,尤其体现在航空、航海、汽车、拖拉机、石油、煤矿机械、铁路机车、精密机床等行业中。目前,螺旋锥齿轮的加工技术和加工装备主要被美国格里森(Gleason)公司和德国克林贝格(Klingelnberg)公司所垄断,这两家公司都已实现了螺旋锥齿轮的数字化闭环制造,从而显著地提高了齿轮的加工精度和加工效率。为了实现螺旋锥齿轮的数字化闭环制造,需要利用齿轮测量中心或三坐标测量机(CMM)测量实际齿面的齿形误差。虽然国内已有几家公司能够生产齿轮测量中心,但是与国外产品相比,在测量效率、测量精度以及适用范围等方面都存在很大的差距。首先,国产齿轮测量中心配置的螺旋锥齿轮测量软件都是基于五刀法加工开发的,对于全工序法加工以及应用万能运动原理(UniversalMotionConcept)加工的螺旋锥齿轮均不能测量,限制了齿轮测量中心的应用范围；其次,齿轮测量路径的规划以及测量数据的处理方法不够完善,测量精度和测量效率亟待提高。针对国内螺旋锥齿轮测量技术的现状及其存在的问题,论文对螺旋锥齿轮基于齿轮测量中心的精密测量技术进行了研究。论文主要工作如下：1)基于螺旋锥齿轮切齿加工原理以及齿轮啮合原理,运用矢量运算与微分几何等知识,建立了成形法、展成法和全工序法加工的螺旋锥齿轮理论齿面的统一数学模型。2)对螺旋锥齿轮齿面进行了离散化处理,运用牛顿二元迭代法,计算了螺旋锥齿轮全工序法加工的理论齿面离散点的空间坐标及法矢。在VisualStudio2008编程环境中,基于C++/CLI编写了理论齿面各离散点空间坐标及法矢的计算软件。3)根据最小二乘法原理拟合了标准球球心,间接地建立了测量坐标系,并完成了测量坐标系与齿轮坐标系之间的转换。4)规划了测量螺旋锥齿轮副大、小轮齿形误差的测量路径,基于齿轮测量中心的底层函数库,利用VisualStudio2008编程环境开发了齿形误差测量软件；5)基于测量得到的测球球心坐标,利用NURBS曲面拟合技术拟合了测球球心所构成的曲面,沿该曲面的法线方向补偿测头半径,从而建立了实际齿面的数学模型,并运用最优化算法获得了实际齿面相对于理论齿面的齿形误差。利用VisualStudio2008编程环境,开发了齿形误差测量数据处理软件。通过对比测量实验,对齿形误差测量软件和测量数据处理软件进行了验证。
【作者】翟华明；
【导师】王志永；
【作者基本信息】中南林业科技大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】螺旋锥齿轮；齿轮测量中心；齿形误差；NURBS曲面拟合；

【参考文献】
[1]许颖颖.悬臂梁压电发电装置的结构设计与研究[D].扬州大学,机械设计及理论,2012,硕士.
[2]高璇.膜磷脂与小鼠腹水型肝癌淋巴道转移相关性的研究[D].大连医科大学,病理学与病理生理学,2012,硕士.
[3]汤龙腾.城市步行商业街区空间整治策略研究[D].安徽建筑大学,城市规划与设计,2013,硕士.
[4]刘慧星.北京市中学跆拳道开展现状的调查研究[D].首都体育学院,体育教学,2013,硕士.
[5]许静.我国社区社会组织培育与发展的研究[D].宁波大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[6]边皓.保障性住房的财政金融政策支持分析[D].南京农业大学,金融学,2011,硕士.
[7]吕生华,马宇娟,邱超超,巨浩波.氧化石墨烯对水泥石微观结构及性能的影响[J].混凝土,2013,08:51-54.
[8]夏仰球.盘式刀库及机械手可靠性设计与分析[D].南京理工大学,机械电子工程,2013,硕士.
[9]孙夕雄.不同天气情况下的高速公路交通流特性研究[D].哈尔滨工业大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[10]王文章,傅冬齐.铝箔轧制[J].一重技术.2000(02)
[11]徐萍.低温等离子体对聚酯丝网表面改性研究[D].苏州大学,纺织工程,2014,硕士.
[12]王敏超.高性能同轴电缆宽带接入测试系统的方案设计与编解码软件实现[D].西安电子科技大学,通信与信息系统,2011,硕士.
[13]刘光强.上海平安个人无抵押贷款业务购买决策影响因素分析[D].华东理工大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[14]熊莉君.高校图书馆主页阅读推广专栏设置情况调查与分析[J].高校图书馆工作,2014,04:93-96.
[15]刘晓红.功能梯度微环板的非线性弯曲和后屈曲分析[D].北京交通大学,固体力学,2013,硕士.
[16]季辰辰.MnO_2与石墨烯基气凝胶的制备，改性与电化学电容性能的研究[D].新疆大学,化学,2013,硕士.
[17]钟琳琳.《诉讼游戏》的反讽艺术[D].四川外国语大学,英语语言文学,2013,硕士.
[18]张宏图.黄龙公司燃煤锅炉节能改造工程建设项目管理研究[D].吉林大学,项目管理,2014,硕士.
[19]尚鑫.科学教学多种模式比较研究[D].首都师范大学,小学教育,2014,硕士.
[20]廖颖.论亨利·罗斯小说《就说是睡着了》中的犹太性[D].南昌大学,英语语言文学,2012,硕士.
[21]周耀星.甘肃省高技术产业全要素生产率分析[D].兰州商学院,数量经济学,2013,硕士.
[22]杜硕.胡萝卜软腐果胶杆菌致病相关基因的筛选及功能分析[D].南京农业大学,植物病理学,2013,硕士.
[23]龚佃利.一次华北强对流风暴演变机制及其重力波特征研究[D].中国海洋大学,气象学,2003,硕士.
[24]张伟.基于Modbus现场总线技术的智能配电系统设计与实现[D].南京邮电大学,计算机技术（专业学位）,2012,硕士.
[25]房友军.信贷市场信用评级收费模式的路径选择[D].山东大学,工业工程（专业学位）,2012,硕士.
[26]黄乐桢.SH网游公司创业风险识别与控制研究[D].兰州理工大学,工商管理,2013,硕士.
[27]董萍.硅烷偶联剂在金属表面处理中的应用研究[D].华中师范大学,有机化学,2014,硕士.
[28]王桂林.FDI技术溢出吸收能力与江苏省经济增长的关系研究[D].南京财经大学,金融学,2013,硕士.
[29]任笑.红光牌绵白糖“消费品客户”购买决定因素研究[D].吉林财经大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[30]施璐.Darrieus型垂直轴风力机自由尾迹模型评估及气动性能分析[D].华中科技大学,流体机械及工程,2013,硕士.
[31]石贸然.A银行客户关系管理系统的设计与实现[D].大连理工大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[32]伍红,赵霞,周家启.电力系统小扰动概率稳定性的蒙特卡罗仿真[J].电力系统自动化,2009,11:8-12+23.
[33]杨锦锋.多发性膀胱癌二次电切治疗的疗效观察研究（附10例报告并文献复习）[D].福建医科大学,外科学,2014,硕士.
[34]林小菲,陆璐,丁黎青,沈映苑.网络创业基本模式的特征比较[J].现代物业(中旬刊),2013,08:126-129.
[35]杨建功.浅议我国引入独立董事制度的相关问题——兼论我国现行公司治理模式的弊端[D].苏州大学,法学,2002,硕士.
[36]郭建平.高K栅介质AlGaN/GaN MOS-HEMT器件性能研究[D].西安电子科技大学,微电子学与固体电子学,2012,硕士.
[37]纪江.长城钻探统一通信平台设计与开发[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[38]胡海强.基于PXA320的手持终端RFID读写器的设计[D].陕西科技大学,控制理论与控制工程,2013,硕士.
[39]王本吉,狄帮让.窄带自动跟踪陷波器[J].石油地球物理勘探,1985,04:411-414.
[40]王健.基于WinCE的超声波泄漏检测系统的设计与实现[D].武汉理工大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[41]姚国萍.上海市高中英语词汇教与学情况调查、分析及教学建议[D].华东师范大学,英语语言文学,2004,硕士.
[42]黎贵惇.越南平定省2006-2010年人力资源建设的效果评估[D].东北师范大学,社会保障,2012,硕士.
[43]赵文静.任务型学习法指导下的《模拟会议口译》课堂实训报告[D].湖南师范大学,翻译（专业学位）,2014,硕士.
[44]叶永贞.电动汽车制动能量回收系统研究[D].青岛理工大学,车辆工程,2013,硕士.
[45]FarhadNAMDARI,SadeghJAMALI,PeterACROSSLEY.广域保护中基于能量守恒原理的母线及输电线差动保护(英文)[J].电力系统自动化,2007,03:35-40.
[46]武玉英,何喜军.基于DEA方法的北京可持续发展能力评价[J].系统工程理论与实践,2006,03:117-123.
[47]顾婧瑾.IPO风险信息披露研究[D].山东财经大学,金融（专业学位）,2013,硕士.
[48]龙送军.桂林航天公司同步发展激励机制设计研究[D].西安科技大学,项目管理,2014,硕士.
[49]袁哲宁.热力站耗热指标测算及节能潜力分析[D].天津大学,供热、供燃气及通风与空调工程,2004,硕士.
[50]王伟.KT-10型调速器及其应用[J].有色金属(选矿部分).1996(04)