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平面包络环面蜗杆传动副具有多齿接触、承载能力高、润滑效果好及使用寿命长等优点,在航空航天、船舶航海、矿山冶金、道路交通等领域得到了广泛的应用。但是由于平面包络环面蜗杆齿面为复杂的空间曲面,一直缺乏齿面误差检测,严重制约了平面包络环面蜗杆制造精度的提高及该蜗杆传动的进一步推广和应用。针对这一问题,本文着重从平面包络环面蜗杆齿面几何学出发,深入系统研究并提出了该蜗杆齿面的误差检测原理与方法、误差溯源及修正加工技术,并与有关单位合作,首次研制成功一台平面包络环面蜗杆误差检测分析仪器,并进行了误差检测试验,验证了测量原理、方法等的正确性。对于平面包络环面蜗杆制造精度检测分析技术的发展具有重要的理论意义和实用价值。论文的主要工作可概括如下: 应用微分几何及空间啮合原理,推导了平面包络环面蜗杆齿面方程,分析了平面包络环面蜗杆的齿廓、螺旋线、齿厚及螺旋升角等几何特性,为后续研究工作奠定了理论基础。 在蜗杆传动的使用要求基础上,分析平面包络环面蜗杆精度相关标准和平面包络环面蜗杆误差项目的定义,提出符合平面包络环面蜗杆齿面特点和误差定义的测量原理,并给出了测量装置的结构方案,研究测头半径的误差补偿方法及测量关键技术等,为测量系统的研发奠定了理论基础。 在分析平面包络环面蜗杆齿面在制造过程中误差产生原因的基础上,建立含制造误差的齿面方程及环面螺旋线方程,给出螺旋线误差的定义,分析各项制造误差对螺旋线误差的影响规律,结合遗传算法研究了平面包络环面蜗杆齿面制造误差的溯源方法。 在平面包络环面蜗杆齿面测量原理和方法、检测仪设计方案、加工调整参数误差诊断原理和方法的研究的基础上,进行了计算分析软件设计,最终形成了平面包络环面蜗杆误差检测分析系统。 为了验证前述平面包络环面蜗杆齿面误差检测原理及其误差溯源和修正加工方法的正确性,设计制造平面包络环面蜗杆样件,检测样件蜗杆齿面的螺旋线误差,并对样件蜗杆进行误差溯源计算和修正加工实验,验证了上述理论的正确性。