[發明專利]齒輪構造方法和數字設備

在審

• 申請號: 201310479015.6
• 申請日: 2013-10-14
• 公開（公告）號: CN104565285A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: 郝廣鑫;胡永楊
• 申請（專利權）人: 空中客車營運有限公司
• 主分類號: F16H55/08
• 分類號: F16H55/08;G06F17/50
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 田軍鋒;潘煒

技術領域

本發明涉及一種齒輪構造方法和數字設備。

背景技術

本部分的內容僅提供了與本公開相關的背景信息，其可能并不構成現有技術。

在現有的齒輪建模方法中，通常采用描點法來形成齒廓的漸開線。即，根據外部計算結果在建模軟件中生成一系列點，然后將這些點擬合成一條曲線來逼近漸開線。這種建模方法生成的齒廓不夠精確。當這種不夠精確的齒輪模型應用于后續的仿真分析或實際加工時，分析結果和加工出的實際產品也不盡如人意。另外，在齒輪參數改變后需要重新生成各個點并且重新進行曲線擬合，因此建模過程非常繁瑣和耗時。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種能夠準確地構造齒輪的方法。

本發明的另一個目的是提供一種能夠更加高效地構造齒輪的方法。

本發明的又一個目的是提供一種與上述齒輪構造方法相關的數字設備。

上述目的中的一個或多個可以通過一種齒輪構造方法來實現：所述方法可以包括如下步驟：i）設定齒輪參數和XYZ坐標系；ii）根據所述齒輪參數在XZ平面中建立與目標齒的齒廓的漸開線相關的第一曲線，以及在YZ平面中建立與所述目標齒的齒廓的漸開線相關的第二曲線；iii）將所述第一曲線和所述第二曲線結合形成第三曲線并且將所述第三曲線投影到XY平面以得到所述目標齒的漸開線；以及iv）利用所述漸開線構造所述目標齒的齒廓并形成整個齒輪的實體模型。

優選地，在所述ii）步驟中，可以通過將垂直于XY平面的基準直線沿X方向偏移得到所述第一曲線，其中沿X方向的偏移量是：x=rb×sin(t×π)-rb×cos(t×π)×(t×π)，并且可以通過將所述基準直線沿Y方向偏移得到所述第二曲線，其中沿Y方向的偏移量是：y=rb×cos(t×π)+rb×sin(t×π)×(t×π)，其中，在上述公式中，rb=(m×z/2)×cosα，其中z為齒數，m為模數，α為壓力角，t為變量。

優選地，在所述iii）步驟中，所述第一曲線和所述第二曲線結合形成所述第三曲線以使得：假定垂直于Z軸的任意假想平面與所述第一曲線的交點為第一點、與所述第二曲線的交點為第二點以及與所述第三曲線的交點為第三點，則所述第三點的X坐標等于所述第一點的X坐標且所述第三點的Y坐標等于所述第二點的Y坐標。

優選地，在所述iv）步驟中，可以利用所述漸開線以及齒輪的齒頂圓和齒根圓建立所述目標齒的齒廓。

優選地，在所述iv）步驟中，可以利用所述目標齒的齒廓形成所述齒輪的截面輪廓，并且通過對所述齒輪的截面輪廓沿直線或螺旋線放樣而形成所述齒輪的實體模型。

優選地，所述齒輪構造方法可以進一步包括步驟v）：將形成的齒輪的實體模型輸出以用于仿真分析作業或實際加工作業。

優選地，所述齒輪構造方法可以通過Pro/Engineer、UG或者CATIA來實施。

優選地，所述齒輪構造方法可以在數字設備中實施，所述數字設備可以包括數字計算設備、數字仿真設備和數字加工設備中的至少一個。

本發明還涉及一種數字設備，其可以包括：參數輸入部，所述參數輸入部用于輸入齒輪參數；第一曲線形成部，所述第一曲線形成部根據所述齒輪參數在XZ平面中建立與目標齒的齒廓的漸開線相關的第一曲線；第二曲線形成部，所述第二曲線形成部根據所述齒輪參數在YZ平面中建立與所述目標齒的齒廓的漸開線相關的第二曲線；第三曲線形成部，所述第三曲線形成部將所述第一曲線和所述第二曲線結合以形成第三曲線；漸開線形成部，所述漸開線形成部將所述第三曲線投影到XY平面以得到所述目標齒的漸開線；以及齒輪模型構造部，所述齒輪模型構造部根據所述目標齒的漸開線生成齒輪模型。

優選地，在所述第一曲線形成部中，可以通過將垂直于XY平面的基準直線沿X方向偏移得到所述第一曲線，其中沿X方向的偏移量是：x=rb×sin(t×π)-rb×cos(t×π)×(t×π)，在上述公式中，rb=(m×z/2)×cosα，其中z為齒數，m為模數，α為壓力角，t為變量。

優選地，在所述第二曲線形成部中，可以通過將垂直于XY平面的基準直線沿Y方向偏移得到所述第二曲線，其中沿Y方向的偏移量是：y=rb×cos(t×π)+rb×sin(t×π)×(t×π)，在上述公式中，rb=(m×z/2)×cosα，其中z為齒數，m為模數，α為壓力角，t為變量。