針對齒輪加工誤差源復(fù)雜，經(jīng)驗診斷準(zhǔn)確性低的問題，提出了基于故障樹和模糊理論的齒輪加工誤差診斷方法，構(gòu)建了模糊故障樹分析方法流程。以滾齒加工中的齒形誤差為研究對象，建立了齒形誤差故障樹和模糊綜合評價數(shù)學(xué)模型，得到了齒形加工的各種失效模式，采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)與專家評價相結(jié)合的方法，對故障樹進(jìn)行定量分析，獲得齒形加工誤差主要原因。結(jié)果表明該方法準(zhǔn)確性高，在齒輪加工誤差診斷中具有實用性。

　　齒輪加工精度對機(jī)械傳動的精度有著重要的影響。由于受到設(shè)備、人員、技術(shù)水平等因素的影響，齒輪加工精度經(jīng)常出現(xiàn)不能滿足要求的情況，因此探討降低齒輪加工誤差的措施，具有重要的現(xiàn)實意義。

　　對常見的齒輪加工誤差問題進(jìn)行了系統(tǒng)的探討和分析，最后給出了消除幾何偏心和運動偏心誤差的常用方法及注意事項。

　　建立了齒輪誤差評定的仿真模型，并提出了新的齒廓采點方法，提高了采點精度與效率。

　　最后根據(jù)齒廓誤差的定義與相應(yīng)的誤差評定算法，對測量結(jié)果進(jìn)行了快速的評定。

　　重點研究了刀具誤差對齒輪加工的影響，并建立了盤狀銑刀刀具半徑誤差與齒面的誤差的關(guān)系。以上或者研究了齒輪加工誤差因素，但是沒有給出判斷齒輪加工誤差的方法; 或者針對齒輪加工誤差的某個特定因素進(jìn)行了分析。

　　都無法系統(tǒng)的將齒輪加工誤差的各種因素聯(lián)系起來分析誤差產(chǎn)生的主要原因。齒輪加工誤差源具有知識多發(fā)性、知識未確定性和知識模糊性等特點，而模糊故障樹分析將模糊理論引入故障分析方法中，采用模糊概率取代傳統(tǒng)故障分析方法中的精確概率，運用故障樹分析法進(jìn)行故障診斷，運用模糊理論進(jìn)行診斷的運算，降低了不確定因素給診斷工作帶來的干擾。

　　因此可以將模糊故障分析法應(yīng)用于齒輪加工誤差分析中，然而目前模糊故障樹分析方法雖然廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域的故障診斷，但是很少應(yīng)用于齒輪加工誤差診斷中。

　　本文在研究了模糊故障樹的基礎(chǔ)上，將模糊故障分析法引入到齒輪加工誤差分析中，提出了基于故障樹和模糊理論的齒輪加工誤差診斷方法，并采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)與專家評價相結(jié)合的方法，對故障樹進(jìn)行定量分析，快速獲取齒形加工誤差主要原因。

　　模糊故障樹分析方法就是首先需要利用故障樹分析法進(jìn)行故障診斷，確定評價集，然后利用模糊數(shù)學(xué)方法確定評價集的模糊權(quán)重和隸屬度，最后進(jìn)行模糊綜合評價。

　　建立模糊矩陣的關(guān)鍵是確定維修指標(biāo)的隸屬度，但是齒輪加工誤差與原因之間存在著模糊的關(guān)系，目前并沒有通用的法則，比較常用的方法有模糊統(tǒng)計法、加權(quán)統(tǒng)計法、例證法、專家經(jīng)驗法等。

　　結(jié)合滾齒加工特征以及收集的數(shù)據(jù)，本診斷系統(tǒng)采用經(jīng)驗數(shù)據(jù)和專家經(jīng)驗共同決定的方法。

　　故障樹分析方法根據(jù)失效因果關(guān)系，逐級分析產(chǎn)生故障的事件，故障樹中的最底層事件是底事件，頂事件與底事件之間的事件稱作中間事件，各事件之間通過邏輯關(guān)系聯(lián)系在一起齒輪齒形加工誤差故障樹就是以齒輪齒形加工誤差為頂事件，齒形失效形式作為中間事件，逐級找出所有可能產(chǎn)生誤差的原因，直至分解到底事件( 也稱基本事件) 。

　　假設(shè)齒形加工誤差各事件之間是相互獨立關(guān)系，各事件僅有兩種狀態(tài):發(fā)生和不發(fā)生，依據(jù)齒形加工不合格的抽樣調(diào)查，經(jīng)分析總結(jié)和專家考證，得出齒形誤差共有 5 種模式，建立齒形加工誤差故障樹，如圖 1 所示。

　　故障樹定性分析的目的是尋找導(dǎo)致頂事件發(fā)生的所有失效模式，也就是找出全部最小割集。割集代表該集合內(nèi)的所有事件都發(fā)生，則頂事件一定會發(fā)生。

　　權(quán)重值的對判斷結(jié)果的準(zhǔn)確性起著重要作用，權(quán)重值越接近實際情況，則判斷結(jié)果越準(zhǔn)確。由于理論計算不成熟，因此目前常用選取權(quán)重值的方法為根據(jù)實際維修數(shù)據(jù)統(tǒng)計和專家經(jīng)驗修正相結(jié)合，評價因素權(quán)重集w=(w1，w2，w3，)，其中w1(i=1，2，，m)為第i個故障原因集。

　　由于滾齒加工中，齒形加工誤差可能有多種因素產(chǎn)生，同時一種因素也可能影響齒輪多個加工誤差，模糊矩陣中的元素 rij的含義是第 i 種齒輪誤差對第 j 中誤差原因的隸屬度。rij直接反映齒輪加工誤差與誤差原因的關(guān)系，對評價結(jié)果的準(zhǔn)確性起著重要作用。

　　為了進(jìn)一步驗證方法的可靠性，在某車間半年時間內(nèi)搜集的數(shù)據(jù)，如表 3所示。實驗表明，故障樹分析方法有利于提高普通工人對齒輪加工誤差診斷的正確率。但是仍然低于專家對齒輪加工誤差診斷的正確率，需要進(jìn)一步對故障樹分析方法進(jìn)行優(yōu)化.

　　針對齒輪加工產(chǎn)生的誤差，闡述了齒輪加工誤差故障樹模型構(gòu)建方法，以滾齒加工齒形誤差為例，應(yīng)用模糊評價方法對齒形加工誤差進(jìn)行評判，便于操作者及時發(fā)現(xiàn)問題原因，同時也可以為操作者改善加工條件提供了依據(jù)。

　　文中采用的評價數(shù)據(jù)是通過實際生產(chǎn)搜集的準(zhǔn)確數(shù)值，同時盡可能的降低了認(rèn)為主觀因素對評價結(jié)果的影響，實踐證明，故障樹分析方法利用模糊故障樹分析方法對齒輪加工誤差進(jìn)行分析是可行的，并且可以有效提高普通工人對齒輪加工誤差診斷的正確率。然而，該方法的正確率仍然低于專家的正確率，下一步優(yōu)化評價權(quán)重集。