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信息來源:互聯網作者:機床世界發表時間:2019-3-27瀏覽量:743

經典機械精度設計理論把各個誤差項看成是確定的量,現代機械精度設計理論認為各個誤差項在隨機因素的影響下是隨機量。經典機械可靠性設計理論主要是對機械部件的疲勞強度可靠性進行設計,現代機械可靠性設計理論已經滲透到機械精度可靠性設計中,機械精度可靠性設計是機械可靠性設計的重要方麵。
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0 引言

經典機械精度設計理論把各個誤差項看成是確定的量,現代機械精度設計理論認為各個誤差項在隨機因素的影響下是隨機量。經典機械可靠性設計理論主要是對機械部件的疲勞強度可靠性進行設計,現代機械可靠性設計理論已經滲透到機械精度可靠性設計中,機械精度可靠性設計是機械可靠性設計的重要方麵。文獻研究了不完全概率信息下牛頭刨床主運動機構運動精度可靠性穩健設計問題。文獻以2K-V型減速機為研究對象,綜合考慮係統中各零件的加工誤差、安裝誤差、間隙及其齒輪齧合剛度、軸承剛度等因素對傳動精度產生的影響,建立了該係統的動態傳動精度非線性動力學計算模型。文獻提供了一種少齒數齒輪傳動係統輸出運動誤差的數值計算方法。文獻分別用矩陣法和作用線增量法建立了機構運動精度誤差分析模型。文獻對機構運動精度可靠性優化設計題進行了初步探索。文獻在運動學的範疇內,探討了運動副間隙對機構運動輸出精度的影響。文獻考慮徑向跳動、軸向跳動和齒距累積誤差的影響,推導出了傳動鏈線性誤差公式。文獻建立了基於模糊數的機械精度模糊可靠性的基本模型。


上述文獻沒有把精度設計理論和可靠性設計理論結合起來對齒輪傳動精度進行研究,並且沒有考慮多因素綜合作用下齒輪傳動機構的傳動精度可靠性。本文結合機械精度設計理論和機械可靠性設計理論,首次建立多因素綜合作用下的美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频機床進給傳動係統精度可靠性模型,並計算出多因素作用下進給傳動係統傳動精度可靠度,利用靈敏度設計理論對影響傳動精度因素的重要度進行排序,找出精度可靠性的薄弱環節,提出提高進給傳動係統精度可靠性的措施,並將其應用在某美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床進給傳動係統的精度可靠性設計中。該研究方法對解決其他精度可靠性設計問題同樣具有參考價值。


1 傳動精度的概念


傳動誤差是指輸入軸單向回轉時,輸出軸轉角的實際值相對於理論值的變動量。在理想的傳動過程中,輸入軸轉角φi與輸出軸轉角φo之間應符合理想的線性關係,即
i=φi/φo                                               (1)
式中,i為傳動裝置的總傳動比。

當i=1時,φi與φo之間的關係曲線如圖1a中的直線1所示。在實際傳動過程中輸出軸的轉角總會存在誤差。圖1b中,曲線2表示單向回轉時,由於存在轉角誤差Δφ,輸出軸轉角φo與輸入軸轉角φi之間的關係。



轉角誤差Δφ與其在分度圓上的線性誤差Δ之間有如下關係:
Δφ=3.44Δ/r=6.88Δ/d                             (2)
式中,r為齒輪分度圓半徑,mm;d為齒輪分度圓直徑,mm。


2 進給傳動係統精度可靠性模型


2.1 精度可靠度基本概念


產品在規定的加工、測量和裝配條件下,其實際精度滿足設計要求的概率稱為產品精度的可靠度。假定產品的實際精度用b表示,其設計精度為[b]。考慮加工、測量、裝配的隨機因素,其實際精度滿足[b]的要求為一隨機事件A,則產品精度的可靠度為
R=P(A)=P(b< [b])                      (3)
產品的實際精度不能滿足設計要求稱為失效,記為A,則其失效概率為


2.2 精度可靠性數學模型


齒輪傳動過程中,影響齒輪傳動誤差的因素主要是齒輪本身的加工誤差,以及齒輪的裝配偏心等誤差。影響齒輪傳動裝置傳動精度的主要因素除齒輪本身的誤差因素外,還有中心距偏差、傳動軸彈性變形及溫度變化等。由上可知,齒輪傳動裝置或傳動鏈的傳動誤差是由齒輪的製造誤差和安裝誤差造成的,是傳動鏈中齒輪本身、所在軸和軸承等零部件製造裝配時誤差的綜合作用的結果。



2.2.1 傳動誤差精度可靠性模型


在綜合考慮切向綜合誤差(幾何偏心、運動偏心、基節偏差、齒廓偏差)、齒距累積誤差、齒輪徑向跳動、公法線長度變動、軸的徑向跳動、齒輪與軸的配合間隙、滾動軸承內外圈徑向跳動因素的作用下,假設各個誤差項都符合正態分布,建立的一對齒輪的傳動誤差的均值μ1,2和標準差σ1,2的數學模型如下:



式中,F′i1、F′i2分別為齒輪1、2的切向綜合誤差,μm;Fp1、Fp2分別為齒輪1、2的齒距累積誤差,μm;Fr1、Fr2分別為齒輪1、2的徑向跳動公差,μm;Fw1、Fw2分別為齒輪1、2的公法線長度變動公差,μm;s1、s2分別為軸1、2的徑向跳動公差,μm;C1、C2分別為齒輪與軸的配合間隙公差,μm;U1、U2分別為滾動軸承內外滾道徑向跳動公差,μm;z2為從動輪2的齒數;mn為齒輪的法麵模數,mm。


2.2.2 齒輪傳動誤差的統計計算式


齒輪傳動係統的傳動誤差由各級齒輪機構的傳動誤差綜合而成。綜合時需要考慮傳動比的影響和所選定的基準軸。傳動係統在輸出軸l的傳動誤差為各級齒輪機構的傳動誤差折算到輸出軸l後的綜合。例如,圖2所示的傳動係統在輸出軸l上的傳動誤差為Δφl,為各級齒輪機構的傳動誤差折算到輸出軸l後的綜合。

齒輪傳動係統傳動誤差的綜合式為



式中,ΔφK-1,K為第K-1與第K個齒輪折算到第K個齒輪所在軸上的傳動誤差;iK為第K個齒輪到第n個齒輪的傳動比。
由於Δφl與ΔφK-1,K都是隨機變量,所以傳動誤差的均值和標準差的計算公式為

式中,μφl為齒輪傳動係統傳動誤差折算到輸出軸l上的傳動誤差的均值;σφl為齒輪傳動係統傳動誤差折算到輸出軸l上的傳動誤差的標準差;σK-1,K為第K-1與第K個齒輪折算到第K個齒輪所在軸上的傳動誤差的標準差。


2.2.3 齒輪機構傳動誤差可靠度計算


通過對漸開線圓柱齒輪機構的傳動誤差進行分析,得到了齒輪機構的傳動誤差的綜合表達式(式(7)),從而求得了齒輪傳動係統傳動誤差的均值和標準偏差。下麵利用前麵的結果進一步計算齒輪傳動係統傳動精度的可靠度。
假設齒輪傳動係統傳動誤差的許可範圍(折算到輸出軸l上)為[s1Δφl,s2Δφl],而由此齒輪傳動係統折算到輸出軸上的係統傳動誤差為Δφl,則由可靠度的定義可知傳動係統精度可靠度為

式中,F(x)為傳動誤差的正態分布函數;φ(x)為傳動誤差標準正態分布函數。


3 某重型車床精度可靠性分析


某美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床的進給傳動係統結構簡圖見圖3,圖中,Zi是齒輪i的編號。運動由Ⅰ軸輸入,經過Ⅱ軸、Ⅲ軸到達Ⅳ軸,傳動係統在Ⅳ軸被分成兩個分支,分別是Ⅳ-Ⅴ-Ⅵ和Ⅳ-Ⅶ-Ⅷ,Ⅳ軸和Ⅴ軸、Ⅳ軸和Ⅶ軸之間分別采用斜齒輪液壓消隙機構使輸出軸Ⅵ軸、Ⅷ軸向兩側壓緊,達到消除間隙的目的。



該美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床的定位精度要求是[-0.01mm,0.01mm],但是由於該車床的工作負載大,進給傳動係統的傳動精度隨著時間的推移會不斷下降,精度保持性、精度可靠性不高,本文通過理論分析,完成以下工作:
(1)對進給傳動係統進行精度可靠性建模,定量評估和預測現有進給傳動係統的實際精度滿足設計定位精度[-0.01mm,0.01mm]的可靠度。
(2)利用精度可靠性模型分析影響進給傳動係統定位精度的主要因素,對影響傳動精度因素的重要度進行排序,找出精度可靠性的薄弱環節,對薄弱環節進行改進設計,以提高整個進給傳動係統的精度可靠性。


3.1 結構改進前的精度可靠性分析


該美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床進給傳動係統齒輪副的主要參數如表1所示。 



利用式(5)所示的數學模型,分別求出每一級齒輪的傳動誤差折算到從動輪所在軸上的傳動誤差的標準差,計算結果如下:
σφ2=0.2736′,σφ4=0.2386′,σφ6=0.2334′,σφ8=0.2978′,σφ10 =0.3867′
由式(7)可知,齒輪進給傳動係統傳動誤差折算到輸出軸上的均值和標準差為
將進給傳動係統的線性定位精度[-0.01mm,0.01mm]轉化成角度定位精度為[-0.5067′,0.5067′],由式(8)可得進給傳動係統傳動精度的可靠度為
R=P(-0.5067′≤Δφl ≤0.5067′)=69.22%     (10)


3.2 理論分析結果與實驗結果的對比


利用雙頻激光幹涉儀,按照標準Gb/T17421.2
-2000(ISO 230-2:1997)對該美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床進行精度可靠性實驗,在工作區間內等間距地取10個目標點,每一個目標點i距初始選定點的距離及其精度偏差如表2所示(j為測量次數)。 



分析測試結果可知,各目標點偏差值落在[-0.01mm,0.01mm]內,即滿足設計精度的要求,表2中50個偏差值有34個落在該區間內,所以該機床進給傳動係統的實際精度滿足設計定位精度的可靠度為68%,與式(10)理論分析所得的結果基本一致。

由分析結果可知,此齒輪進給傳動係統的精度可靠度不高,主要是由於該進給傳動係統的設計采用經驗與類比的設計方法,經驗類比設計方法存在很多缺陷與不足。


3.3 結果分析與改進措施


3.3.1 輸入輸出軸精度可靠性薄弱環節分析


將式(9)寫成如下形式:
σφl =σφl(σ1,2,σ3,4,σ5,6,σ7,8,σ9,10)
將其按照多元函數泰勒級數展開公式展開,省略高階項可得
σφl=3.2107×10-4σ1,2+0.0045σ3,4+0.0701σ5,6+0.5993σ7,8+0.7782σ9,10                            (11)
由式(11)可知,σK-1,K(K=2,4,6,8,10)的權係數越大,σK-1,K的靈敏度越高,即對進給傳動係統的傳動精度的影響越大,σK-1,K(K=2,4,6,8,與σφl的關係如圖4所示。 



由圖4可以發現,輸入軸齒輪係統精度的變化對整個進給傳動係統精度的變化幾乎沒有影響,但是進給傳動係統的精度隨著輸出軸齒輪係統精度的下降而急速下降。

改進措施:對於該美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床的進給傳動係統,可降低輸入軸上齒輪副精度,提高輸出軸上齒輪副精度。


3.3.2 齒輪副精度可靠性薄弱環節分析


分析齒輪切向綜合誤差F′i、齒距累計誤差Fp、齒輪徑向跳動Fr、公法線長度變動Fw、軸的徑向跳動s、齒輪與軸的配合間隙C、滾動軸承內外圈徑向跳動U對傳動誤差的影響程度,計算考慮單一因素的齒輪傳動誤差,利用式(5),保留考慮的因素,不考慮的因素置零,計算結果如表3所示。切向綜合誤差的重要度指隻考慮切向綜合誤差所計算的傳動誤差與考慮全部因素所計算的傳動誤差的比值,其他誤差項重要度的定義與此相同。


由此計算出上述7個因素對齒輪傳動精度重要度的大小,計算結果如表3所示。由表3可知,對傳動精度影響最大的因素是切向綜合誤差。切向綜合誤差是在接近齒輪的工作狀態下測量的,是幾何偏心、運動偏心、基節偏差、齒廓偏差綜合測量的結果,是評定齒輪傳動準確性的首選指標。改進措施:對於該美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床的進給傳動係統,應該著重減小齒輪的切向綜合誤差,這樣會明顯提高進給傳動係統的傳動精度。


3.4 結構改進後的精度可靠性分析


3.4.1 輸入輸出精度調整後精度可靠性分析


當進給傳動係統的齒輪全部采用5級精度時,齒輪進給傳動係統傳動誤差折算到輸出軸上的傳動誤差是0.49691′,此時,由式(8)計算出的進給傳動係統的精度可靠度為69.22%。當進給傳動係統的第一級齒輪采用6級精度、其餘齒輪采用5級精度時,齒輪進給傳動係統傳動誤差折算到輸出軸上的傳動誤差是0.49696′,此時,由式(8)計算出的進給傳動係統的精度可靠度也是69.22%。當進給傳動係統的最後一級齒輪副采用4級精度、其餘齒輪采用5級精度時,齒輪進給傳動係統傳動誤差折算到輸出軸上的傳動誤差是0.42001′,由式(8)計算出的進給傳動係統傳動誤差的可靠度為
R=P(-0.5067′≤Δφl≤0.5067′)=76.98%
該美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床的進給傳動係統齒輪副不同的組合精度等級對進給傳動係統精度可靠度的影響如圖5所示,由圖5可見,輸入端齒輪精度的降低對整個進給傳動係統的定位精度的影響可以忽略,輸出端齒輪精度的升高對整個進給傳動係統的定位精度的影響很大。


3.4.2 齒輪誤差項調整後精度可靠性分析


僅將齒輪的切向綜合誤差提高一個精度等級時,計算出齒輪進給傳動係統傳動誤差折算到輸出軸上的誤差為σφl=0.4281′,此時計算出的該進給傳動係統的精度可靠度為r=p(-0.5067′≤Δφl≤0.5067′)=76.20%。


4 結論


(1)本文將精度設計理論和可靠性設計理論結合起來,考慮多因素的綜合作用,解決齒輪傳動係統的精度可靠性問題,該方法比普通的精度設計理論更符合工程實際。
(2)某美女人体艺术,美女裸体视频,在线观看视频,免费黄色视频网站,美女人体网站,美女裸体网站,黄色视频,美女人体视频,美女人体艺术在线,美女人体裸体,美女裸体视频重型臥式車床的進給傳動係統的傳動精度可靠度是69.22%,輸入軸齒輪係統精度降低一個等級,該係統的傳動精度保持不變,但是輸出軸齒輪係統精度升高一個等級,傳動精度可靠度可從69.22%提高至76.98%。
(3)齒輪副誤差因素對傳動精度的影響程度由大到小依次是齒輪切向綜合誤差、滾動軸承內外圈徑向跳動、齒輪與軸的配合間隙、齒距累積誤差、齒輪徑向跳動、公法線長度變動、軸的徑向跳動。僅將切向綜合誤差提高一個精度等級時,傳動精度可靠度可從69.22%提高至76.20%。由此可見影響傳動精度最大的因素是切向綜合誤差。

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