第45卷第02期2023-02【217】收稿日期：2022-12-13作者简介：杨薇（1968-），女，辽宁盘锦人，副教授，硕士，研究方向为机械数字化设计等。考虑制造误差的齿轮三维模型设计方法Designmethodofgearthree-dimensionalmodelconsideringmanufacturingerror杨薇1*，杨嘉文1,2YANGWei1*，YANGJia-wen1,2(1.北京理工大学机械与车辆学院，北京100081;2.清华大学机械工程系，北京100084)摘要：制造误差是影响齿轮传动精度的重要因素，目前尚无一套成熟的方法设计出考虑制造误差的齿轮三维模型。为了完善齿轮三维误差信息，提出一种考虑制造误差的齿轮三维模型设计方法。首先，建立了双圆弧齿廓方程，并利用NURBS曲线插值对齿廓进行了拟合。然后，给出了径向跳动误差和齿距误差的简化表征方法。在此基础上，建立了考虑制造误差的三维模型设计方法。最后，给定了一系列误差范围，生成了对应的三维模型，对设计方法进行验证。实验结果表明，能够对制造误差进行有效的表征，能够应用于齿轮传动误差分析等领域。关键词：齿轮制造误差；NURBS曲线；误差三维模型；双圆弧齿廓中图分类号：TP399文献标志码：A文章编号：1009-0134(2023)02-0217-040引言齿轮传动作为应用最广泛的机械传动方法之一[1]，在制造领域有着至关重要的作用。齿轮的制造精度对齿轮传动的寿命与性能有着直接的影响，随着对制造业提出的更高要求，齿轮传动也朝着高精度、长寿命、高效率、低噪声等方向发展[2]。齿轮的制造误差影响着传动系统的传动精度和平稳性，并有可能导致振动冲击，影响传动件寿命[3]。因此，齿轮制造误差的研究对齿轮传动有着重要意义。目前，对齿轮制造误差的表征可根据加工过程中啮合关系及其变化规律进行如图1所示的分类[4]。在齿轮制造误差研究方面，国内外学者做了广泛的研究。Li等[5]建立了多体动力学模型，并通过对Solidworks进行二次开发获得了三维模型，最后用Adams进行了动力学仿真分析；任菲等[6]在研究人字齿传动特性时考虑了偏心误差和齿廓误差这两种制造误差；刘瑞弢等[7]考虑了制造误差、传动误差、啮合刚度和啮合阻尼对圆柱斜齿轮传动精度的影响，并建立了其动力学模型；陈帅等[8]考虑了偏心误差对变双曲圆弧齿线圆柱齿轮传动精度的影响，并通过Adams进行了仿真。在齿轮制造误差的表征方面，国内外学者也做了系列相关的研究。刘继胜等[4]对齿轮加工中常见的误差进行了分类，讨论了误差的主要来源，并给出了抵消误差的方法；林超等[9]分析了椭圆锥齿轮在增材...
