【正文】 113312123421134142144231154324164413從上表分析可知，向廓面誤差影響系數(shù)屬ky2受超環(huán)面行星蝸桿傳動各結(jié)構(gòu)因素的水平變化影響較小，其余各廓面誤差系數(shù)都隨受超環(huán)面行星蝸桿傳動各結(jié)構(gòu)因素的水平變化影響較大，這說明在隨著超環(huán)面行星蝸桿傳動各結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化廓面誤差系數(shù)也會隨之變化。第三章中探討了各原始加工誤差因素與超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面坐標(biāo)誤差之間的關(guān)系，但是沒有進一步研究零件的幾何誤差對超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)傳動精度的影響，在此，本文考慮以一定時間內(nèi)超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)輸出件——行星架的角位移偏差來衡量誤差在某種程度上對傳動精度的影響。 （a）切削點半徑對kxkykz5的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz5的影響 (c) 中心距對kxkykz5的影響 (d) 圓柱滾子高度對kxkykz5的影響圖35 各因素與kxkykz5最大值之間的關(guān)系由上表分析可得，對于kx5的最大值而言，切削點半徑和中心距對其影響相對較大，刀具半徑次之，圓柱滾子高度對其影響很小；對于ky5的最大值而言,圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度的增大而增大，切削點半徑次之，同樣地其隨著切削點半徑的增大而增大，刀具半徑和中心距對其影響不是很明顯；對于kz5的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度的增大而增大，切削點半徑次之，同樣地其隨著切削點半徑的增大而增大，刀具半徑和中心距對其影響不是很明顯。從求得的各影響系數(shù)表達(dá)式可知行星輪半徑，圓柱滾子半徑，中心距和圓柱滾子高度都會影響影響系數(shù)的大小，由于各因數(shù)相互之間獨立，故可以采取正交試驗法研究各因素對各廓面誤差影響系數(shù)的影響。 (31)對式（31）取全微分整理得：(32)由式（32）可得超環(huán)面內(nèi)齒圈齒面方程的全微分分量表達(dá)式，將各變量的微分用無窮小量代替，得到如下表達(dá)式： (33) (34) (35)以上三式中各系數(shù)分別表示各加工誤差對廓面誤差分量的影響系數(shù)，表征各加工誤差對廓面誤差的影響程度。由嚙合理論知，一界函數(shù)為： (240)已知的表達(dá)式，根據(jù)分別對其求參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)有： (241) (242) (243)根據(jù)行星蝸輪與中心蝸桿的嚙合方程分別求參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)有： (244)(245) (246)根據(jù)嚙合理論，式(240)其他符號代表的表達(dá)式結(jié)果下如式（247）所示： (247) (248) (249)聯(lián)立式（240），（241），（242），（243)，（244），（245），（246），（247），（248），（249）求解便可得到行星蝸輪與中心蝸桿嚙合時的一界函數(shù)表達(dá)式。 基于誤差的圓柱齒超環(huán)面行星蝸桿傳動嚙合理論 誤差分析一般來說，機械零部件的誤差來源于加工和裝配，對于以圓柱體作為滾動體的超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)而言，當(dāng)然同樣也存在著加工誤差和裝配誤差，這些誤差均對該傳動的嚙合性能、齒間載荷分配、接觸線上載荷分配、裝配干涉、傳動精度等有影響，所以必須對它們進行研究分析，為解決這些問題打下理論基礎(chǔ)。機器零件的誤差是一種消極因素，特別是對于裝配接觸面以及傳動部件嚙合面的誤差更是影響傳動部件傳動準(zhǔn)確定、平穩(wěn)性以及傳動壽命的一個重要因素，因此在實際生產(chǎn)中要盡量采取各種有效的加工手段盡可能的抑制和消減誤差。此外，由于行星蝸輪與中心蝸桿和超環(huán)面內(nèi)齒圈的嚙合是通過滾動體（滾動體可以自由轉(zhuǎn)動）實現(xiàn)的，因此該傳動實現(xiàn)了普通蝸桿從滑動副到滾動副的轉(zhuǎn)變，克服了蝸桿傳動摩擦磨損嚴(yán)重潤滑困難的缺點。超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)相對齒輪來講還是很不成熟的產(chǎn)品，雖然人們對于其設(shè)計和研究已經(jīng)積累了不少經(jīng)驗，但是對于其傳動精度的研究還很少。對于單純傳遞動力的傳動部件而言對運動的精度要求不是很高，但是對于協(xié)調(diào)工作的傳動部件，例如凸輪構(gòu)件，連桿傳動等其運動精度對其功能的實現(xiàn)尤其重要。機電集成超環(huán)面?zhèn)鲃拥难芯?。在嚙合理論研究方面，主要完成了嚙合方程、齒面方程、接觸線方程、螺旋線方程和壓力角方程的推導(dǎo)，并在數(shù)值計算的基礎(chǔ)上從理論方面分析了各嚙合參數(shù)對超環(huán)面行星蝸桿傳動特性的影響。 transimission precision。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 采用三坐標(biāo)測量機對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面進行了測量，并通過數(shù)據(jù)處理得到了超環(huán)面內(nèi)齒圈的螺旋線誤差，此外，對超環(huán)面行星蝸桿傳動關(guān)鍵零件—中心蝸桿和超環(huán)面內(nèi)齒圈的誤差測量項目進行了定義，為超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)關(guān)鍵零件的檢測驗收提供了參考。[78]對超環(huán)面行星蝸桿傳動的行星蝸輪輪齒的運動阻力問題進行了研究并進行了優(yōu)化設(shè)計。超環(huán)面內(nèi)齒圈的加工方法主要分為非切削加工成形方法和切削加工成形方法，其中非切削加工成形方法主要有精密鑄造法、粉末冶金法、精密模鍛法和電化學(xué)成型法[31]；這四種成型方法只有當(dāng)超環(huán)面內(nèi)齒圈尺寸比較小的時候且行星蝸輪輪輪齒為滾珠才適用。對于傳動部件的精度檢測一方面是為了檢測傳動構(gòu)件的精度是否滿足傳動需要，另一方面的目的是為了尋找產(chǎn)生誤差的原因。第四個階段由于社會的發(fā)展在許多方面對機械的要求越來越高，如工作在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)或者復(fù)雜的環(huán)境狀態(tài)，工作載荷復(fù)雜等各種復(fù)雜的工作環(huán)境，特別是對于高速重載條件下對傳動部件的要求越來越高，為了適應(yīng)這些狀況下對傳動部件的要求，對于嚙合傳動部件進行動態(tài)嚙合精度研究很有必要 。（2） 傳動比范圍廣且能實現(xiàn)較大傳動比，傳動效率高；該種傳動為滾動蝸桿副嚙合而蝸輪采用行星輪結(jié)構(gòu)，因此類似于蝸桿傳動，當(dāng)中心蝸桿旋轉(zhuǎn)一周時，行星蝸輪只旋轉(zhuǎn)一個齒，因而能夠?qū)崿F(xiàn)大傳動比。 中心蝸桿和超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差分析和其它任何零件一樣，超環(huán)面?zhèn)鲃雨P(guān)鍵零件超環(huán)面內(nèi)齒圈和中心蝸桿在加工過程中，由于機床夾具刀具系統(tǒng)存在幾何誤差，以及加工過程中出現(xiàn)受力變形、熱變形、振動和磨損等的影響，不可避免地存在加工誤差。超環(huán)面內(nèi)齒圈加工示意圖如圖24所示，其加工原理與中心蝸桿相同，在此就不再贅述。1. 中心蝸桿的軸截面方程設(shè)坐標(biāo)系與軸截平面固定連接，建立坐標(biāo)系如圖27所示。第3章 超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)關(guān)鍵零件的廓面誤差分析第2章完成了超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)關(guān)鍵零件在等徑加工過程中由于工件安裝誤差和刀具誤差等因素影響下的齒面方程，本章主要研究各種加工誤差對超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)關(guān)鍵零件廓面坐標(biāo)誤差的影響，這對分析廓面誤差的來源有重要作用，同時也為超環(huán)面關(guān)鍵零件的廓面誤差測量結(jié)果分析提供了理論依據(jù)。正因為正交試驗是用部分試驗來代表了全面試驗，所以它不可能像全面試驗?zāi)菢訉Ω饕蛩匦?yīng)、交互作用一一分析，當(dāng)交互作用存在時，有可能出現(xiàn)交互作用的耦合[45]。（a）切削點半徑對kxkykz4的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz4的影響(c) 中心距對kxkykz4的影響 (d) 圓柱滾子高度對kxkykz4的影響圖34 各因素與kxkykz4最大值之間的關(guān)系由上表分析可知，對于kx4的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，且其隨著圓柱滾子高度的增大而增大，切削點半徑和刀具半徑次之，中心距對其基本沒有什么影響；對于ky4的最大值而言切削點半徑對其影響最大，且其隨著切削點半徑的增大而增大，中心距和圓柱滾子高度次之，刀具半徑對其影響比較小。 超環(huán)面行星蝸桿傳動三維建模及裝配超環(huán)面行星蝸桿傳動關(guān)鍵零件中心蝸桿和超環(huán)面內(nèi)齒圈曲面都屬于空間不可展曲面，ADAMS軟件所提供的實體造型功能并不適合于復(fù)雜曲面的構(gòu)建，因此，需要在建立的UG三維實體模型然后再導(dǎo)入ADAMS軟件里進行仿真分析。 （a）切削點半徑對kxkykz1的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz1的影響 (c) 中心距對kxkykz1的影響 （d）圓柱滾子高度對kxkykz1的影響圖31 各因素與kxkykz1最大值之間的關(guān)系由上圖可知，對kx1的最大值而言各因素對其影響都不明顯；對ky1的最大值而言切削點半徑以及中心距對其影響最大，圓柱滾子高度次之，刀具半徑對其影響微乎其微；對kz1的最大值而言圓柱滾子高度對其影響最大，刀具半徑次之，切削點半徑和中心距對其影響很小。根據(jù)齒面方程(233)和式(32）有： (315)由式（32）及（33）有： (316)將式（315）代入式（316）得：(317) 軸交角誤差對廓面誤差的影響在超環(huán)面內(nèi)齒圈實際加工過程中由于工件毛坯安裝位置誤差以及編程誤差等將會引起軸交角誤差，該誤差將會影響超環(huán)面內(nèi)齒圈的加工精度。根據(jù)[85]，誘導(dǎo)法曲率的絕對值越小，傳動的潤滑條件越好，接觸強度越高，承載能力越大。如圖26所示為不考慮加工誤差時行星蝸輪輪齒的靜坐標(biāo)系，為考慮加工誤差時行星蝸輪輪齒的動坐標(biāo)系，與行星蝸輪輪齒固定連接，與圖24一致同如上所述。對于超環(huán)面內(nèi)齒圈來講，由于制造難度大，因此加工誤差不容忽視。中心蝸桿和超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面都屬于空間不可展變距螺旋面，加工比較困難，以前主要使用燒結(jié)、電塑、精鑄和旋風(fēng)銑削等方法，但是這些方法加工精度低，成本比較高，制成的樣機試驗時也無法正常運行。第2章 基于加工誤差的超環(huán)面行星蝸桿傳動嚙合理論雖然前人建立了超環(huán)面行星蝸桿傳動的理想嚙合理論體系，但由于該傳動機構(gòu)在加工和裝配過程中不可避免地存在一些誤差，因此實際的嚙合過程總是存在一定的偏差，這些偏差的存在勢必會對傳動的嚙合性能、齒間載荷分配以及接觸線上載荷分配產(chǎn)生影響。其采用的測量方法主要是對齒輪各幾何參數(shù)采用專用儀器進行測量，在這個階段主要把齒輪當(dāng)作一個幾何構(gòu)件而不考慮其傳動功能，所以這個階段對于齒輪精度的研究是粗淺的。 機械傳動精度研究現(xiàn)狀對于機械傳動部件精度的研究一般都致力于解決兩個問題：第一個是對于機構(gòu)的精度評價問題；第二個是對于精度的控制問題。楊傳民[25]提出了螺環(huán)傳動效率的簡易分析方法，并得出螺環(huán)傳動副的效率是變效率，適當(dāng)選擇結(jié)構(gòu)參數(shù)及采用滾動行星輪輪齒(特別是選用圓柱體輪齒),可以使螺環(huán)傳動副的效率大大提高的結(jié)論。同時，為了使超環(huán)面行星蝸桿傳動滿足高速和高精度應(yīng)用場合的要求，其關(guān)鍵零件中心蝸桿和超環(huán)面內(nèi)齒圈的幾何精度必須得到有效控制，因此，提出有效的幾何精度評定和檢測方法就成了一個亟需解決的問題。但是由于其關(guān)鍵零件—中心蝸桿和超環(huán)面內(nèi)齒圈的廓面形狀復(fù)雜，對其精度理論與精度檢測的研究不足，這顯然不利于產(chǎn)品的應(yīng)用推廣。作者簽名： 日期： 年 月 日導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文摘 要超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)由于具有傳動效率高、傳動比大、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力高等優(yōu)點，成為了近年來國內(nèi)外專家學(xué)者研究和探索的熱點。因此急需要建立基于誤差的超環(huán)面行星蝸桿傳動嚙合理論，用以研究各誤差因素對超環(huán)面行星蝸桿傳動嚙合性能的影響規(guī)律，從而在超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)零件實際加工時選擇合適的加工工藝路線和工藝設(shè)備提高加工精度。姚立綱[1824]等人對超環(huán)面行星蝸桿傳動理論進行了深入的研究。這些場合都對傳動精度要求非?？量蹋覈鴮Τh(huán)面行星蝸桿傳動精度這方面的研究相當(dāng)匱乏，故有必要大力開展對誤差控制和精度評定方面的研究。這種方式有利于對其進行加工工藝分析，提高產(chǎn)品加工質(zhì)量，但是其中忽略了傳動構(gòu)件的其他許多特征，例如加載變形等。4. 對超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)關(guān)鍵零件中心蝸桿和超環(huán)面內(nèi)齒圈的誤差測量項目進行了的定義,并使用三坐標(biāo)測量機測量了超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面上點的坐標(biāo)誤差，通過數(shù)值處理得到超環(huán)面內(nèi)齒圈的螺旋線誤差，為超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)關(guān)鍵零件的檢測驗收提供了參考。國內(nèi)學(xué)者對這些方面都已做了許多探索，但用這些方法加工出的超環(huán)面行星蝸桿傳動樣機試驗時在高速運轉(zhuǎn)的情況下振動大、噪聲大、效率低，且不能進行批量生產(chǎn)。因此，從多方面分析，中心蝸桿的加工誤差必須嚴(yán)格控制。標(biāo)系分別與中心蝸桿、行星蝸輪和超環(huán)面內(nèi)齒圈固定連接并隨著它們繞軸分別以的角速度旋轉(zhuǎn)，分別為中心蝸桿齒面、行星蝸輪齒面和超環(huán)面內(nèi)齒圈齒面相對于靜坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)角。根據(jù)誘導(dǎo)法曲率的定義可知，它反映了兩共軛曲面在嚙合點處沿所求方向的貼近程度，共軛齒面的誘導(dǎo)法曲率是評價新型傳動、選擇最佳參數(shù)組合的理論依據(jù)。根據(jù)式(233)和式（23）有： (312)由式（32）及（33）有： (313)將式（312）代入式（313）得： (314) 刀具回旋軸線誤差對廓面誤差的影響在超環(huán)面內(nèi)齒圈加工過程中由于刀具回旋中心位置變動可以看作是刀具回旋軸線誤差，該誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差有一定影響。刀具切削點誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差影響系數(shù)的大小隨著超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)變化而不同，為了分析各結(jié)構(gòu)參數(shù)對刀具切削點誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差分量影響系數(shù)的影響大小，分別把各因