[發明專利]一種克林根貝爾格錐齒輪接觸調整方法

有效

• 申請號: 201310101433.1
• 申請日: 2013-03-27
• 公開（公告）號: CN103268368A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 劉志峰;張敬瑩;羅兵;郭春華;張志民
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張慧

技術領域

本發明涉及一種克林根貝爾格錐齒輪接觸調整的方法，屬于機械設計與制造領域。?

背景技術

克林根貝爾格錐齒輪具有重合度高、傳動平穩、承載能力高等優點。廣泛應用于各種機械設備中，如汽車、工程機械、旋翼推進的直升機、機床等?？肆指悹柛皴F齒輪的制造精度、質量直接影響這些設備的效率、噪聲、運動精度和壽命，因此克林根貝爾格錐齒輪一直受到各國有關專家學者的廣泛關注和研究，成為齒輪生產中的關鍵技術和制高點。輪齒嚙合接觸區是衡量齒輪傳動質量的綜合指標，如果在加工制造和裝配中造成接觸區大、小、形狀和位置的偏差，將使載荷集中在輪齒的大端或小端，也可能集中在齒頂和齒根處，不良安裝調整方法會使接觸區出現：過長接觸、過短接觸、齒頂接觸、齒根接觸、過寬接觸、過窄接觸、內對角接觸、外對角接觸、大頭寬小頭窄接觸、大頭窄小頭寬接觸、大頭外對角小頭內對角、大頭內對角小頭外對角、菱形和魚尾形接觸等。這些都會引起局部應力的集中，造成齒輪早期磨損或斷齒。?

當前齒輪加載分析的研究主要集中在分析齒面的傳動誤差和齒面接觸壓力分布情況與齒面加工參數之間的關系，從而提高齒面的承載能力。本文通過研究加載過程中齒面接觸跡線的變化規律，得到接觸跡線與載荷之間的關系，通過安裝調整接觸跡線的位置可以避免輪齒早期磨損和提高齒面的承載能力。?

發明內容

本發明的目的是提供一種克林根貝爾格錐齒輪接觸調整的方法，通過理論推導及仿真驗證給出精確的，最優的輪齒接觸位置，為提高克林根貝爾格錐齒輪安裝調整速度和傳動精度提供重要的理論依據，進而快速合理經濟地對克林根貝爾格錐齒輪輪齒嚙合接觸區進行調整。?

本發明是采用以下技術手段實現的：?

1、建立用于分析克林根貝爾格錐齒輪受力后輪齒接觸跡線變化趨勢的三維模型。其建立三維模型包括以下步驟：?

1.1根據克林根貝爾格錐齒輪的加工原理，建立齒輪的加工坐標系，建立輪齒齒面方程；?

1.2利用Matlab離散輪齒齒面方程，得到齒面上234個離散點坐標，將這些坐標導入Pro/E中，建立齒輪的三維模型；?

2、應用Abaqus軟件對克林根貝爾格錐齒輪受外載荷作用下的齒輪接觸跡線變化與外載荷之間的關系進行分析，其包括以下步驟：?

2.1將在Pro/E中建立的模型導入Abaqus軟件，并對導入后的模型進行有限元分析前處理，其中，前處理采用Hypermesh類型的網格來劃分網格，并根據實際情況設定模型材料參數；?

2.2根據齒輪的加載特性，應用Abaqus軟件設定克林根貝爾格錐齒輪受到的外載荷，外載荷采用逐步遞增的方式施加在輪齒上，即從輕載，中載一直到重載。?

2.3在不同載荷作用下，對輪齒接觸跡線變化結果進行分析，得到接觸跡線變化與載荷之間的關系。?

3、根據接觸跡線與載荷之間的關系，在齒輪的實際安裝過程中，調整接觸跡線的位置以提高齒面的承載能力，具體過程為：在實際安裝后實行預加載，查看輪齒接觸區的位置，并把接觸區調整在從齒面中間偏向小端一側的位置，并根據根據齒輪不同的實際工況，如輕載、中載或重載工況下，適當調整接觸區偏離齒面中間的距離，保證受力后的接觸區正好位于齒面中間位置。?

本發明的有益效果在于：基于克林跟貝爾格錐齒輪的加工理論，通過數學方法建立克林根貝爾格錐齒輪的三維模型并對克林根貝爾格錐齒輪在外載荷作用下的齒輪接觸跡線變化與外載荷之間的關系進行分析，得出克林跟貝爾格錐齒輪在外載荷作用下齒輪接觸跡線的變化規律，在該變化規律的指導下，對克林根貝爾格錐齒輪在實際安裝過程中的接觸區進行調整。從而能夠快速合理經濟地避免克林根貝爾格錐齒輪的輪齒早期磨損和提高齒面的承載能力。?

通過下面的描述并結合附圖說明，本發明會更加清晰，附圖說明用于解釋本發明方法及實施例。?

附圖說明

圖1本方法的流程圖；?

圖2擺線齒切齒示意圖；?

圖3雙層刀盤左旋刀具加工坐標系；?

圖4冠輪產形面形成的坐標系；?

圖5左旋齒輪加工坐標系；?

圖6小齒輪的一個齒面離散點；?

圖7小齒輪齒面離散點；?

圖8一對共軛齒面離散點；?

圖9一對嚙合輪齒的三維模型；?

圖10克林根貝爾格錐齒輪三維模型；?

圖11克林根貝爾格錐齒輪有限元網格模型；?

圖12在輕載作用下克林根貝爾格錐齒輪接觸跡線；?