论文名称：齿轮整体误差测量的基础理论及其应用研究

论文作者：：北京工业大学 / 王笑一

指导教师：石照耀《研究领域：齿轮工程和精密测试技术与仪器》

齿轮是应用最为广泛的关键基础件，作为工业的象征镶嵌在国徽上。测量和评价是保证齿轮质量的主要途径。我国首创的齿轮整体误差测量技术具有效率高、信息全的特点，特别适用于批量生产汽车齿轮的在线快速检测；但其基础理论中一些关键问题没有解决，影响了该技术的推广和应用。

通过理论创新，解决了齿轮整体误差理论单元曲线的精确计算、整体误差曲线上齿廓评定区域的自动精确找定、整体误差测量中异点接触误差的修正和整体误差测量信息的充分利用等关键问题，为齿轮整体误差测量技术在汽车齿轮快速测量领域的成功应用提供了有力支撑。针对上述四项创新分别开展了有针对性的实验，实验结果验证了所提方法和理论的正确性、有效性和实用性。集成了上述四项创新成果的齿轮整体误差数据处理软件已在汽车齿轮在线快速测量系统中得到现场成功应用。

主要研究内容如下：

(1)提出计算整体误差理论单元曲线的新方法。该方法只用一组统一的公式就可获得包括啮入阶段、渐开线啮合段和啮出阶段的整体误差理论单元曲线。该方法很好地解决了渐开线蜗杆与螺旋齿轮空间啮合条件下整体误差理论单元曲线的精确获取问题，满足了整体误差测量技术的需要。

(2)提出齿轮整体误差曲线上齿廓评定区域的新确定方法。对比实验的数据表明新方法得到的单元起点位置一致性最好，可满足汽车齿轮快速测量的需要，尤其在测量产品齿轮时，新方法显著优于传统方法。

(3)提出齿轮整体误差测量中异点接触误差定义及其修正方法。理论分析和实验表明，修正后的整体误差测量结果更加接近实际被测齿廓的真实形状，应用本方法修正异点接触误差的效果显著，可提高整体误差式齿轮量仪的测量精度。

(4)提出基于全信息的齿轮精度评价体系。仿真和实测实验表明新评价体系可充分利用齿轮整体误差测量数据，对测量误差不敏感，能真实完整地反映齿轮性能，有利于分析齿轮加工误差来源，有利于评价工艺系统稳定性，特别适用于汽车齿轮的在线高速测量。