第2期 2018年2月
组合机床与自动化加工技术
Modular Machine Tool & Automatic Manufacturing Technique
文章编号：10012265(2018)02004303
D0I:10.13462/j. cnki. mmtamt.2018.02.011
齿轮传动误差主要影响因素分析与计算
汪训浪，范元勋
（南京理工大学机械工程学院，南京210094）
No.2 Feb.2018
摘要：齿轮在传动的过程中会固为各种因素产生传动误差进而影响到齿轮传动的工作精度、震动噪声、可靠性以及使用寿命等。在研究由齿轮加工误差、轴偏心和装配间隙三个传动误差主要来源的基础上，综合各单元误差建立了齿轮传动链的传动误差函数。同时对一典型二级齿轮减速器进行了
影响因素，为齿轮减速器产品设计提供了一种误差预测方法并指出制造安装时需主要保证精度的传动环节。
关键词：齿轮传动；传动误差；误差分析
中图分类号：TH115；TG506
文献标识码：A
Analysis of Main Influencing Factors and Calculation on Gear Transmission Error
WANG Xun-lang,FAN Yuan-xun
( School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China) Abstract: Transmission error(TE) resulting from various factors can affect transmission accuracy, vibration noise, reliability and useful life in the process of gear transmission.Based on the study ofthree main ori-gins of gear transmission error,including machining error,shaft eccentricity,assembling gap,the TE func-tion of gear transport chain is established by integrating the error of each unit. Meanwhile, the calculation and simulation are carried out to a typical two-stage gear reducer; TE is initially decomposed and traced combining with spectrum analysis. And it is concluded the TE distribution state and main influencing fac-tors. This can provide an eror prediction method for the gear reducer product design and point out the part
which should be mainly ensured the precision when manufacturing and assembling Key words: gear transmission; transmission error;error analysis
0引言
齿轮传动作为一种具有悠久历史的传动机构，在
现代机械领域中应用也十分广产泛。齿轮传动拥有瞬时传动比恒定，平稳性好，能精确传递运动，传递功率和速度可调区间较大，结构紧凑，可实现大传动比，高效率传动，使用寿命长等一系列优点，所以在汽车、船舶、自行火炮、航空航天和许多工业机器上，成为了传动机构的首选(]。而传动误差TE（TransmissionError）是评价齿轮啮合质量的一个重要指标，直接关乎到齿轮传动的工作精度、震动噪声、可靠性以及使用寿命等[23] 为此国内外的学者对齿轮传动误差做了大量的研究工作。Sweeneyp[4]在考虑了啮合刚度、微观修形和齿形误差的基础上建立了一对齿轮传动误差的数学计算模型;Piermaria等[5]研究了直齿轮传动误差对辐射噪声产生的影响，表明传动误差的准确测量是以测量设备的稳定性和精确性为前提；利用以Smith等[]为代表提出的切片法构建了齿轮副传动误差的理论计算模
型。国内彭东林采用时栅位移传感器结合相应信号处理方法研制了机床传动链误差测试系统；邓效忠等[3]基于时标域频谱对一对齿轮进行了传动误差分析与试验研究。但总体而言目前对于多级齿轮传动误差的理论分析计算与计算机仿真研究较少，尤其是传动误差的分解与溯源研究欠缺。所以本文通过分析误差的主要来源，建立传动链误差函数，利用计算机软件 Matlab进行计算，并结合频谱分析对其传动误差进行初步的分解与溯源，可以对相关齿轮产品设计时作误差预测以及后续的制造安装提供指导性意见。
齿轮传动误差的主要影响因素
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传动误差由英国剑桥大学教授Smith于20世纪 70年代提出这一概念：“在驱动为完全准确切为刚性的条件下，输出齿轮的理论位置与实际位置之间的差值”["]。在实际的齿轮制造和安装过程中，众多因素都会带来传动误差。而齿轮传动误差主要来源包括齿轮自身的加工误差，轴的偏心以及齿轮内孔同轴配合
收稿日期：2017-04-09；修回日期：2017-05-10
作者简迈方数据993—），男，潮北阳新人，南京理工大学硕士研究生，研究方向为机械设计及理论，（E-mail)1782019547@qq-oom。