[發(fā)明專利]一種齒輪的修形設(shè)計(jì)方法及用該方法制造的齒輪

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310269712.9
• 申請(qǐng)日: 2013-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103440356B
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷保珍;楊繼平;王訓(xùn)偉;楊志勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京聯(lián)合大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;F16H55/17
• 代理公司: 北京思海天達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及齒輪領(lǐng)域，具體而言，涉及一種齒輪的修形設(shè)計(jì)方法和用該方法制造的齒輪。?

背景技術(shù)

螺旋錐齒輪作為傳遞空間相交軸運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵零部件，由于其重合度高、傳動(dòng)平穩(wěn)、噪音低，廣泛應(yīng)用于航空、航天、軌道交通、海洋工程、能源裝備及工程機(jī)械。適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用的需求，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)正朝著高速、重載、高可靠性的方向發(fā)展。?

螺旋錐齒輪齒面屬于空間復(fù)雜曲面，其齒制和專用機(jī)床的加工調(diào)整參數(shù)及刀盤規(guī)格相關(guān)，沒(méi)有統(tǒng)一的理論齒面。在加工螺旋錐齒輪時(shí)，機(jī)床和刀具的選擇更為復(fù)雜。在該領(lǐng)域，主要存在三種不同的齒形齒制：格里森齒制、奧利康齒制和克林根貝格齒制。每一種齒制都必須使用專用于該種齒制的機(jī)床和相應(yīng)的刀盤才能制成。中國(guó)專利CN102166673公開(kāi)了一種螺旋錐齒輪的加工方法，其結(jié)合使用格里森608和609機(jī)床生產(chǎn)格里森齒制的螺旋錐齒輪。?

公開(kāi)號(hào)CN1614526的直齒圓柱齒輪修形方法對(duì)兩齒輪同時(shí)進(jìn)行齒向修形，增加了修形齒輪的設(shè)計(jì)和加工難度，齒廓修形方面，采用了樣條曲線擬合作為齒廓修形曲線。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種齒輪的修形設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括：?

1)獲取第一齒輪的齒面離散數(shù)據(jù),包括位置矢量和法向矢量；該齒面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)不包括齒根圓角；?

2)根據(jù)嚙合原理，直接由第一齒輪齒面的離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置矢量和法向矢量反求與其配對(duì)的第二齒輪的齒面離散數(shù)據(jù)點(diǎn)的位置矢量和法向矢量；?

3）第一齒輪不修形，根據(jù)反求第二齒輪的齒面離散數(shù)據(jù)，進(jìn)行修形設(shè)計(jì)；修形設(shè)計(jì)具體為先得到瞬時(shí)接觸線，根據(jù)測(cè)量精度把嚙合轉(zhuǎn)角相差不超過(guò)1mm的點(diǎn)作為同一條瞬時(shí)接觸線的點(diǎn)；然后選擇瞬時(shí)接觸線中的一條l_c，作為確定初始接觸軌跡線平面的定位瞬時(shí)接觸線，由該瞬時(shí)接觸線上三個(gè)點(diǎn)p_mid-1、p_mid和p_mid+1確定三點(diǎn)所在平面的法矢V_f，以及?由點(diǎn)p_mid-1、p_mid+1所在直線的方向矢量V_t，由V_f和V_t的叉積得到中間矢量矢量V_R：?

V_R=V_f×V_t

進(jìn)而得到接觸軌跡線平面法向矢量V_N，V_N=V_f×V_R；從而確定了接觸軌跡線初始平面；?

通過(guò)選擇瞬時(shí)接觸線上不同于上述確定初始平面的三個(gè)點(diǎn)，按照上述確定接觸軌跡線初始平面的方法確定了接觸軌跡線平面；?

或者通過(guò)選擇瞬時(shí)接觸線上的一個(gè)點(diǎn)，將接觸軌跡線初始平面繞方向?yàn)閂_R且過(guò)該點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)；確定了接觸軌跡線平面；?

或者通過(guò)選擇瞬時(shí)接觸線上不同于上述確定接觸軌跡線初始平面的三個(gè)點(diǎn)確定了第一接觸軌跡線平面，然后再通過(guò)選擇瞬時(shí)接觸線上的一個(gè)點(diǎn)，將第一接觸軌跡線平面繞方向?yàn)閂_R且過(guò)該點(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)，確定了接觸軌跡線平面；?

上述接觸軌跡線平面是由用戶需求決定的；?

通過(guò)定義接觸軌跡線所在平面的位置確定接觸區(qū)域的位置，通過(guò)控制接觸軌跡線平面與瞬時(shí)接觸線的角度控制齒面接觸的重合度，通過(guò)控制沿接觸軌跡線和瞬時(shí)接觸線的修形范圍，控制接觸區(qū)域的大小；?

從瞬時(shí)接觸線的各點(diǎn)中選擇到接觸軌跡線平面距離最小的點(diǎn)作為該瞬時(shí)接觸線的接觸中心點(diǎn)；連接各瞬時(shí)接觸線上的接觸中心點(diǎn)連接形成齒面接觸軌跡線；?

沿接觸軌跡線或瞬時(shí)接觸線之一或者兩者同時(shí)修形；?

3)根據(jù)第二齒輪的齒面修形離散數(shù)據(jù)點(diǎn)，對(duì)齒面離散數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，并建立第二齒輪的實(shí)體模型；?

4)使用通用數(shù)控機(jī)床加工修形第二齒輪。?

進(jìn)一步，根據(jù)齒面方程求解得到第一齒輪的齒面離散數(shù)據(jù)或者對(duì)第一齒輪的實(shí)物進(jìn)行測(cè)量，獲得已有第一齒輪齒面的離散數(shù)據(jù)。?

進(jìn)一步，接觸軌跡線所在平面由瞬時(shí)接觸線上的相鄰三點(diǎn)確定。?