[發(fā)明專利]一種基于離散數(shù)據(jù)螺旋錐齒輪的配對(duì)建模與加工方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110379977.5
• 申請日: 2011-11-25
• 公開（公告）號(hào): CN102489785A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷保珍;張賓;魏文軍;董學(xué)朱;馮玉強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 北京聯(lián)合大學(xué)
• 主分類號(hào): B23F9/08
• 分類號(hào): B23F9/08;G06F17/50
• 代理公司: 北京馳納智財(cái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11367
• 代理人: 謝亮;武寄萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于齒面離散數(shù)據(jù)進(jìn)行螺旋齒輪的配對(duì)建模方法以及一種基于該配對(duì)建模的齒輪加工方法。其中所述齒面是基于點(diǎn)點(diǎn)共軛齒面生成相嚙合的共軛齒面。?

背景技術(shù)

螺旋錐齒輪屬于空間復(fù)雜曲面，齒面方程求解復(fù)雜，通常用定制銑刀盤在專機(jī)上實(shí)現(xiàn)加工。生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長、刀具費(fèi)用高、機(jī)床調(diào)整參數(shù)繁多。需要多次修形才能完成加工。且受專機(jī)加工方式限制，螺旋錐齒輪不具有互換性。其中一個(gè)損壞后，兩個(gè)都要廢棄。對(duì)于大減速比的螺旋錐齒輪而言，大輪的制造成本高，不易損壞，小輪經(jīng)常會(huì)磨損，如果因?yàn)樾≥喣p，而廢棄大輪，是一種很大的浪費(fèi)。?

現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用計(jì)算機(jī)建模來制造齒輪的方法步驟都很復(fù)雜，并且都是制造新的成對(duì)齒輪的方法。例如，公開號(hào)為CN101251181A的中國發(fā)明專利申請中，提供了一種通過模擬斜齒條與斜齒橢圓齒輪嚙合原理，利用標(biāo)準(zhǔn)法面參數(shù)斜齒條“刀具”節(jié)線平面與斜齒橢圓齒輪坯節(jié)曲線柱面始終保持相切且純滾動(dòng)的相對(duì)展成運(yùn)動(dòng)，在電腦中用斜齒條斜齒面精確包絡(luò)出斜齒橢圓齒輪空間齒廓曲面，從而直接獲得斜齒橢圓齒輪三維模型的一種斜齒橢圓齒輪三維精確建模與實(shí)體成型制造方法。根據(jù)該專利申請所公開的技術(shù)方案中所得到的三維模型，可借助快速成型技術(shù)得到斜齒橢圓齒輪的成型實(shí)體，這種方法可用于制造成對(duì)的新的斜齒橢圓齒輪。?

公開號(hào)為CN1966194A的中國發(fā)明專利申請中，公開了一種螺旋錐齒輪真實(shí)齒面加工補(bǔ)償工藝。該工藝包括切齒調(diào)整參數(shù)的計(jì)算、對(duì)大小齒輪的加工以及對(duì)加工后大小齒輪的熱處理，其中主要包括檢測熱處理后大小齒輪齒面誤差，將大齒輪齒面誤差換算到小齒輪齒面上，計(jì)算小齒輪的補(bǔ)償參數(shù)，通過小齒輪的補(bǔ)償參數(shù)，用銑齒機(jī)床加工小齒輪進(jìn)行補(bǔ)償，最后熱處理小齒輪，獲得在理論嚙合區(qū)嚙合的大小相配齒輪。該發(fā)明專利申請所公開的也是一種對(duì)成對(duì)新齒輪的齒面進(jìn)行加工補(bǔ)償?shù)姆椒ā?

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提供基于齒面離散數(shù)據(jù)進(jìn)行螺旋齒輪的配對(duì)建模方法以及一種基于該配對(duì)建模的齒輪加工方法。?

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：?

一種基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)螺旋齒輪的配對(duì)建模方法，所述方法包括下述步驟：步驟一、準(zhǔn)備成品齒輪一，并獲得齒輪一的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)S1；步驟二、基于齒輪一的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)嚙合原理求出與其共軛的另一齒輪二的離散齒面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)S2；步驟三、對(duì)齒輪一和齒輪二的兩組齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面擬合，建立三維實(shí)體模型，即得到所述螺紋齒輪的配對(duì)建模模型。

優(yōu)選的是，在所述步驟一中，是基于三維坐標(biāo)測量儀對(duì)齒輪一的真實(shí)齒面進(jìn)行測量得到的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)S1。?

優(yōu)選的是，在所述步驟一中，是通過計(jì)算展成齒面方程生成的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)S1。?

優(yōu)選的是，在所述步驟一中，是由計(jì)算機(jī)仿真程序得出的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)S1。?

本發(fā)明還公開了一種基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)螺旋齒輪的配對(duì)建模來加工錐齒輪的方法，所述方法包括下述步驟：步驟一、準(zhǔn)備成品齒輪一，并獲得齒輪一的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)S1；步驟二、基于齒輪一的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)嚙合原理求出與其共軛的另一齒輪二的離散齒面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)S2；步驟三、對(duì)齒輪一和齒輪二的兩組齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行曲面擬合，基于所述曲面擬合建立三維實(shí)體模型，從而得到所述螺紋齒輪的配對(duì)建模模型；步驟四、基于數(shù)控加工中心實(shí)現(xiàn)螺旋齒輪的加工。?

優(yōu)選的是，在所述步驟一中，是基于三維坐標(biāo)測量儀對(duì)齒輪一的真實(shí)齒面進(jìn)行測量得到的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)S1。?

優(yōu)選的是，在所述步驟一中，是通過計(jì)算展成齒面方程生成的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)S1。?

優(yōu)選的是，在所述步驟一中，是由計(jì)算機(jī)仿真程序得出的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)S1。?

優(yōu)選的是，在所述步驟四中，所述的基于數(shù)控加工中心實(shí)現(xiàn)螺旋齒輪的加工是指利用指狀銑刀完成對(duì)齒輪二的齒面S2的加工。?

優(yōu)選的是，當(dāng)一成品齒輪對(duì)中的任一齒輪損壞時(shí)，即將另一個(gè)齒輪作為齒輪一，基于所述齒輪一的齒面離散點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)嚙合原理反求出與所述另一個(gè)齒輪相嚙合的齒輪的數(shù)字化齒面，然后進(jìn)行數(shù)控加工，得到與所述另一個(gè)齒輪相嚙合的新齒輪。?

本發(fā)明所述的基于離散數(shù)據(jù)螺旋錐齒輪的配對(duì)建模方法與螺旋齒輪的加工方法具有如下特點(diǎn)。?

應(yīng)用本發(fā)明的方法，如果一對(duì)錐齒輪中的小齒輪損壞，可以對(duì)大齒輪進(jìn)行三維坐標(biāo)測量，根據(jù)嚙合原理反求出于其嚙合的小齒輪的數(shù)字化齒面，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)控加工。?