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弧齿锥齿轮广泛应用于各种传动机械中,如航空、汽车、拖拉机等领域。但由于弧齿锥齿轮的不完全共轭特性、加工制造误差、安装误差以及在扭矩传动中的变形等因素,必然导致传动误差的产生。齿轮传动误差的存在是机械传动链中振动、噪声产生的主要因素之一。因此,检测出一对齿轮的传动误差就成为检验弧齿锥齿轮啮合质量的一个重要指标,也可以为进一步改善弧齿锥齿轮的设计和加工提供实验依据,因此对传动误差检测手段和分析方法的研究具有重要的理论意义和应用价值。
本文首先利用弧齿锥齿轮啮合理论推导了齿面方程。利用VC++和Fortran混合编程的方法求解出齿面方程的数值点并编制了TCA程序,对传动误差曲线和齿面接触路径情况进行仿真分析,在VC++程序界面上显示出传动误差曲线。其次,根据理论所得的传动误差曲线特性,选择编码器和数据采集卡设计了弧齿锥齿轮传动误差检测系统,通过实验验证了该检测系统的稳定性。根据检测系统编制检测软件进行数据采集,得到弧齿锥齿轮实际啮合过程中的传动误差数据,将实验数据拟合为误差曲线。然后,利用FFT变换编制软件对实验数据进行频谱分析,根据分析结果选择并设计数字低通和带通滤波器,利用数字滤波器的差分方程对实验结果进行滤波处理,对滤波后的传动误差曲线作进一步分析。最后对齿轮的综合传动误差进行定性分析,并从加工误差的角度分析其产生的原因。