[發明專利]一種局部線接觸曲線齒錐齒輪及用該方法制造的齒輪

有效

• 申請號: 201310269741.5
• 申請日: 2013-06-30
• 公開（公告）號: CN103438184A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 雷保珍;楊繼平;王訓偉;楊志勤
• 申請（專利權）人: 北京聯合大學
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發明涉及齒輪領域，具體而言，涉及一種齒輪的修形設計方法和用該方法制造的齒輪。?

背景技術

螺旋錐齒輪作為傳遞空間相交軸運動的關鍵零部件，由于其重合度高、傳動平穩、噪音低，廣泛應用于航空、航天、軌道交通、海洋工程、能源裝備及工程機械。適應現代工業應用的需求，齒輪傳動系統正朝著高速、重載、高可靠性的方向發展。?

螺旋錐齒輪齒面屬于空間復雜曲面，其齒制和專用機床的加工調整參數及刀盤規格相關，沒有統一的理論齒面。在加工螺旋錐齒輪時，機床和刀具的選擇更為復雜。在該領域，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床和相應的刀盤才能制成。中國專利CN102166673公開了一種螺旋錐齒輪的加工方法，其結合使用格里森608和609機床生產格里森齒制的螺旋錐齒輪。?

公開號CN1614526的直齒圓柱齒輪修形方法對兩齒輪同時進行齒向修形，增加了修形齒輪的設計和加工難度，齒廓修形方面，采用了樣條曲線擬合作為齒廓修形曲線。?

發明內容

本發明的目的是提供一種局部線接觸曲線齒錐齒輪，其特征在于包括：?

1)獲取第一齒輪的齒面離散數據,包括位置矢量和法向矢量；該齒面離散數據點不包括齒根圓角；?

2)根據嚙合原理，直接由第一齒輪齒面的離散數據點的位置矢量和法向矢量反求與其配對的第二齒輪的齒面離散數據點的位置矢量和法向矢量；?

3）第一齒輪不修形，根據反求第二齒輪的齒面離散數據，進行修形設計；修形設計具體為先得到瞬時接觸線，根據測量精度把嚙合轉角相差不超過1mm的點作為同一條瞬時接觸線的點；然后選擇瞬時接觸線中的一條l_c，作為確定初始接觸軌跡線平面的定位瞬時接觸線，由該瞬時接觸線上三個點p_mid-1、p_mid和p_mid+1確定三點所在平面的法矢V_f，以?及由點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；?

通過選擇瞬時接觸線上不同于上述確定初始平面的三個點，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；?

或者通過選擇瞬時接觸線上的一個點，將接觸軌跡線初始平面繞方向為V_R且過該點的軸旋轉；確定了接觸軌跡線平面；?

或者通過選擇瞬時接觸線上不同于上述確定接觸軌跡線初始平面的三個點確定了第一接觸軌跡線平面，然后再通過選擇瞬時接觸線上的一個點，將第一接觸軌跡線平面繞方向為V_R且過該點的軸旋轉，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；?

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

沿接觸軌跡線或瞬時接觸線之一或者兩者同時修形；第二齒輪在接觸區域外沿瞬時接觸線修形，接觸區域內不修形；第二齒輪在接觸區域外沿接觸軌跡線上的點修形，接觸區域內接觸軌跡線上的點不修形；?

根據第二齒輪的齒面修形離散數據點，對齒面離散數據進行擬合，并建立第二齒輪的實體模型；?

4）使用通用數控機床加工修形第二齒輪。?

進一步，根據齒面方程求解得到第一齒輪的齒面離散數據或者對第一齒輪的實物進行測量，獲得已有第一齒輪齒面的離散數據。?

進一步，接觸軌跡線所在平面由瞬時接觸線上的相鄰三點確定。?

進一步，選擇一條瞬時接觸線l_c作為接觸軌跡線平面的定位瞬時接觸線；由定位瞬時接觸線l_c和接觸軌跡線確定的點PC稱為齒面修形中心點，該點不修形，接觸軌跡線與其它瞬時接觸線l_k，k≠C的交點Pk稱為瞬時接觸線l_k的修形中心點，其修形量為hk，點Pk離PC越遠，修形量hk越大。?