【摘 要】
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线齿轮是一种通过点接触来传递运动和动力的新型齿轮机构,具有设计灵活,最小齿数可为1等特点,在中小尺度和轻载的应用场景中具有明显优势。目前,线齿轮的加工方法主要包括靠模法,快速成型法,机加工法(专用数控铣床加工,滚齿加工),激光加工法和冷搓成型等,随着线齿轮加工方法日益完善,线齿轮向产业化更进一步,与线齿轮产业化相关的技术也被提上议程,其中很重要的技术之一是加工精度检测技术。由于新型齿轮在某些特定的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目“线齿轮副的润滑理论与技术基础”(No.51575191); 2019广州市科技计划项目“微线齿轮激光精密加工理论与技术”(No.201904010368); 佛山市南海区“蓝海人才计划”创新创业团队项目“第一代线齿轮加工专用数控铣床开发与应用”
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线齿轮是一种通过点接触来传递运动和动力的新型齿轮机构,具有设计灵活,最小齿数可为1等特点,在中小尺度和轻载的应用场景中具有明显优势。目前,线齿轮的加工方法主要包括靠模法,快速成型法,机加工法(专用数控铣床加工,滚齿加工),激光加工法和冷搓成型等,随着线齿轮加工方法日益完善,线齿轮向产业化更进一步,与线齿轮产业化相关的技术也被提上议程,其中很重要的技术之一是加工精度检测技术。由于新型齿轮在某些特定的场合下起着至关重要的作用,所以对新型齿轮展开研究很有必要。本文研究了圆柱线齿轮加工精度检测方法,为线齿轮产业化提供了加工精度检测的相关理论依据和方法。本文的研究内容主要包括以下四个方面:(1)基于线齿轮模型的铣削加工方法及其加工误差分析。在线齿轮理论模型和齿面构建方法基础上,提出了端面齿廓与法向齿廓的转换方法。使用专用数控机床铣削加工出所设计的线齿轮,并且从齿坯加工和齿轮铣削加工两个方面分析了线齿轮的主要加工误差来源。(2)线齿轮加工精度检测方法研究。基于线齿轮的啮合理论和啮合特点,结合现行齿轮标准,确定精度检测项目,提出检测方法,并对相应的检测方法所引起的误差进行修正。根据所确定的检测项目,结合线齿轮特点,规划了测头的检测路径,并计算了测头圆球半径的选择范围。(3)圆柱线齿轮加工精度检测技术及其装置。根据线齿轮加工精度检测方法以及检测路径规划,确定了完成检测所需要的运动,提出了检测装置的整机结构方案,综合考虑开发周期、经济性以及可行性等方面,分别对检测装置的主要结构进行设计,完成了主要系统以及关键零部件的选型,开发出圆柱线齿轮加工精度检测装置,为线齿轮的精度试验提供重要平台。(4)圆柱线齿轮加工精度检测试验。首先,完成了检测装置关键部位的精度检定和检测装置初始化调节,并建立了测量坐标系。其次,使用开发的圆柱线齿轮加工精度检测装置,对铣削加工的塑料圆柱线齿轮进行检测试验,并借助计算机辅助制造软件以及数学软件对偏差的大小进行测量和计算,给出精度评定的方法。最后,简单介绍了自研手动搓齿机的开发过程与工作原理,并对使用该搓齿机加工的金属线齿轮进行检测试验。
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