論文名稱：齒輪整體誤差測量的基礎理論及其應用研究

論文作者：：北京工業大學 / 王笑一

指導教師：石照耀《研究領域：齒輪工程和精密測試技術與儀器》

齒輪是應用最為廣泛的關鍵基礎件，作為工業的象征鑲嵌在國徽上。測量和評價是保證齒輪質量的主要途徑。我國首創的齒輪整體誤差測量技術具有效率高、信息全的特點，特別適用于批量生產汽車齒輪的在線快速檢測；但其基礎理論中一些關鍵問題沒有解決，影響了該技術的推廣和應用。

通過理論創新，解決了齒輪整體誤差理論單元曲線的精確計算、整體誤差曲線上齒廓評定區域的自動精確找定、整體誤差測量中異點接觸誤差的修正和整體誤差測量信息的充分利用等關鍵問題，為齒輪整體誤差測量技術在汽車齒輪快速測量領域的成功應用提供了有力支撐。針對上述四項創新分別開展了有針對性的實驗，實驗結果驗證了所提方法和理論的正確性、有效性和實用性。集成了上述四項創新成果的齒輪整體誤差數據處理軟件已在汽車齒輪在線快速測量系統中得到現場成功應用。

主要研究內容如下：

(1)提出計算整體誤差理論單元曲線的新方法。該方法只用一組統一的公式就可獲得包括嚙入階段、漸開線嚙合段和嚙出階段的整體誤差理論單元曲線。該方法很好地解決了漸開線蝸桿與螺旋齒輪空間嚙合條件下整體誤差理論單元曲線的精確獲取問題，滿足了整體誤差測量技術的需要。

(2)提出齒輪整體誤差曲線上齒廓評定區域的新確定方法。對比實驗的數據表明新方法得到的單元起點位置一致性最好，可滿足汽車齒輪快速測量的需要，尤其在測量產品齒輪時，新方法顯著優于傳統方法。

(3)提出齒輪整體誤差測量中異點接觸誤差定義及其修正方法。理論分析和實驗表明，修正后的整體誤差測量結果更加接近實際被測齒廓的真實形狀，應用本方法修正異點接觸誤差的效果顯著，可提高整體誤差式齒輪量儀的測量精度。

(4)提出基于全信息的齒輪精度評價體系。仿真和實測實驗表明新評價體系可充分利用齒輪整體誤差測量數據，對測量誤差不敏感，能真實完整地反映齒輪性能，有利于分析齒輪加工誤差來源，有利于評價工藝系統穩定性，特別適用于汽車齒輪的在線高速測量。