【正文】 (321)由式（32）及（33）有： (322)將式（318）代入式（319）得： (323)根據(jù)工件軸向竄動誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差影響系數(shù)可知，工件軸向竄動誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面,方向誤差沒有影響，在軸方向誤差的影響量與工件軸向竄動量相等。 超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差各影響系數(shù)的因素分析 正交試驗法正交試驗設(shè)計[44]是利用正交表來安排與分析多因素試驗的一種設(shè)計方法。它是由試驗因素的全部水平組合中，挑選部分有代表性的水平組合進行試驗的，通過對這部分試驗結(jié)果的分析了解全面試驗的情況，找出最優(yōu)的水平組合。正交試驗設(shè)計的基本特點是：用部分實驗來代替全面實驗，通過對部分實驗結(jié)果的分析，了解全面試驗的情況。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，當交互作用存在時，有可能出現(xiàn)交互作用的耦合[45]。雖然正交試驗設(shè)計有上述不足，但它能通過部分試驗找到最優(yōu)水平組合，具有很強的實用性，因此在實際研究工作中受到了廣大研究人員的青睞[46]。 各廓面誤差影響系數(shù)因素研究上一節(jié)中已經(jīng)求出了各加工誤差因素對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差影響系數(shù)的表達式，由于表達式過于繁復(fù)不便于研究各影響系數(shù)與超環(huán)面行星蝸桿傳動機構(gòu)的各結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。從求得的各影響系數(shù)表達式可知行星輪半徑，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。為了盡可能地減少試驗次數(shù)，根據(jù)超環(huán)面行星蝸桿傳動設(shè)計的常用結(jié)構(gòu)參數(shù)制成如表31所示的四因素四水平正交表進行方案設(shè)計，為確定各因素對各廓面誤差影響系數(shù)的影響大小，設(shè)計因素水平表和正交試驗方案分別如表3表3表3表34所示。根據(jù)上節(jié)求得的各加工誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差影響系數(shù)表達式結(jié)合超環(huán)面行星蝸桿傳動運動規(guī)律通過MATLAB編程，分別計算方向各廓面誤差影響系數(shù)并求得各廓面誤差影響系數(shù)的最大值，由于上節(jié)已經(jīng)分析了工件軸向竄動誤差影響系數(shù)故不再考慮。表31 因素水平表因素水平1水平2水平3水平4A行星輪半徑75100125150B圓柱滾子半徑581318C中心距125140180200D圓柱滾子高度351015表32 向各廓面誤差影響系數(shù)最大值方案因素A因素B因素C因素Dkx1kx2kx3kx4kx51111121222313334144452123622147234182432續(xù)表32 向各廓面誤差影響系數(shù)最大值93134103243113312123421134142144231154324164413由上表可以很直觀地看出，向廓面誤差影響系數(shù)屬kx1和kx3的最大值較大，且其受超環(huán)面行星蝸桿傳動各結(jié)構(gòu)因素的水平變化影響較小，kxkx4和kx5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。表33 向各廓面誤差影響系數(shù)最大值方案因素A因素B因素C因素Dky1ky2ky3Ky4ky5111112122231333414445212362214續(xù)表33 向各廓面誤差影響系數(shù)最大值723418243293134103243113312123421134142144231154324164413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。表34 向各廓面誤差影響系數(shù)最大值方案因素A因素B因素C因素Dkz1kz2kz3kz4kz5111112122231333續(xù)表34 向各廓面誤差影響系數(shù)最大值414445212362214723418243293134103243113312123421134142144231154324164413根據(jù)上表分析可知，向廓面誤差系數(shù)屬kz2受超環(huán)面行星蝸桿傳動各結(jié)構(gòu)因素的水平變化較大，kz1和kz3的最大值主要某結(jié)構(gòu)因素的水平?jīng)Q定，kz4和kz5的最大值隨超環(huán)面行星蝸桿傳動各結(jié)構(gòu)因素的水平變化而相對緩慢變化，說明其受超環(huán)面行星蝸桿傳動各結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化較小。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，分別把各因素在同水平下的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)kxkykz1的最大值求和作誤差影響圖如下所示。 （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。 刀具半徑廓面誤差影響系數(shù)分析與前節(jié)類似，分別把表32 、334中各因素在同水平下的刀具半徑誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差分量影響系數(shù)kxkykz2的最大值求和作誤差影響圖如下所示。 （a）切削點半徑對kxkykz2的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz2的影響 (c) 中心距對kxkykz2的影響 (d) 圓柱滾子高度對kxkykz2的影響圖32 各因素與kxkykz2最大值之間的關(guān)系有上圖可以直觀地得出，對于kx2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增大而增大，其余因素基本對其沒有影響；對于ky2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增大而增大，其余各因素對其影響微乎其微；對于kz2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，刀具半徑和中心距以及圓柱滾子次之，且其隨之不規(guī)則變化。 中心距廓面誤差影響系數(shù)分析與前節(jié)類似，分別把表32 、334中各因素在同水平下的中心距誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差分量影響系數(shù)kxkykz3的最大值求和作誤差影響圖如下所示。 （a）切削點半徑對kxkykz3的影響 (b) 刀具半徑對kxkykz3的影響 (c) 中心距對kxkykz3的影響 (d) 圓柱滾子高度對kxkykz3的影響 圖33 各因素與kxkykz3最大值之間的關(guān)系 由上表可知，各因素對kxky3的最大值影響都比較??；對于kz3的最大值而言刀具半徑對其影響最大，中心距和切削點半徑次之，圓柱滾子高度對其影響最小。 刀具回旋軸線誤差對廓面誤差的影響系數(shù)分析與前節(jié)類似，分別把表32 、334中各因素在同水平下的軸交角誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差分量影響系數(shù)kxkykz4的最大值求和作誤差影響圖如下所示。（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。對于kz4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，其余各因素對其影響程度差不多。 軸交角誤差對廓面誤差的影響系數(shù)分析與前節(jié)類似，分別把表32 、334中各因素在同水平下的軸交角誤差對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差分量影響系數(shù)kxkykz5的最大值求和作誤差影響圖如下所示。 （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。 本章小結(jié) 本章求得了各原始加工誤差因素對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差各坐標分量影響系數(shù)表達式，并分析了超環(huán)面行星蝸桿傳動各結(jié)構(gòu)參數(shù)對超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差各坐標分量影響系數(shù)的影響規(guī)律，對于指導(dǎo)超環(huán)面內(nèi)齒圈加工制造，分析超環(huán)面內(nèi)齒圈廓面誤差來源，改進超環(huán)面內(nèi)齒圈加工工藝具有重要的作用。第4章 誤差對超環(huán)面行星蝸桿傳動精度影響分析零件在加工過程中，由于機床—夾具—刀具系統(tǒng)存在幾何誤差和定位誤差，以及加工過程中出現(xiàn)受力變形、熱變形、振動和磨損，使被加工零件的幾何要素不可避免地產(chǎn)生誤差。這些誤差會對零件的使用性能造成較大的影響從而影響整個機構(gòu)的性能，因此有必要在分析原始加工誤差因素對零件幾何誤差影響的基礎(chǔ)上進一步考慮零件的幾何誤差對整個機構(gòu)性能的影響。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。通過正交實驗法，分析各誤差因素對行星架角位移偏差的影響規(guī)律。為了得到在一定時間內(nèi)不同因素水平下行星架的角位移，利用含誤差的超環(huán)面行星蝸桿傳動模型進行ADAMS運動仿真得到行星架的角速度曲線然后進行積分。 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。UG的特征建模同樣不能建立超環(huán)面行星蝸桿傳動的嚙合曲面，本文采取編程和特征建模相結(jié)合，按照“點”→“線”→“面”→“體”的方法來建立超環(huán)面行星蝸桿傳動的零件模型。依此方法，中心蝸桿的建模流程過程如圖41至圖44所示。 圖41 嚙合軌跡 圖42 圓柱體嚙合軌跡 圖43 圓柱體嚙合軌跡 圖43 中心蝸桿模型