[發明專利]一種基于matlab的擺線輪齒廓修形量優化方法

有效

• 申請號: 201410120389.3
• 申請日: 2014-03-27
• 公開（公告）號: CN103886154B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 謝久明;單宏偉;唐慧穎;趙鳳嬌;王德智;曹建波;丁善忠
• 申請（專利權）人: 天津百利機電控股集團有限公司研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司12101
• 代理人: 崔繼民

技術領域

本發明涉及擺線輪的設計與制造領域技術領域，特別是涉及一種基于matlab的擺線輪齒廓修形量優化方法。

背景技術

行星擺線減速機是一種應用行星傳動原理，采用擺線針齒嚙合的減速機構。由于其設計先進、結構新穎的獨特優點，在軍工、航天、冶金及起重運輸等方面得到日益廣泛的應用。

擺線針輪嚙合副是行星擺線減速機的核心元件。擺線副屬于一齒差內嚙合齒輪組，理論上的共扼齒廓沒有徑向間隙，其嚙合點的數目始終等于針輪齒數，其嚙合線是一條對稱的封閉曲線。實際應用擺線針輪行星傳動時，為了補償制造誤差，便于裝拆和保證潤滑，擺線輪齒和針輪齒之間必須有嚙合間隙。因此，實際擺線輪必須進行修形，而合理、準確的修形是實現擺線輪齒傳動能力強、運行平穩的重要保證。

在目前的生產實踐中，擺線輪齒廓的修形普遍采用等距加移距的修形方法，而對于等距、移距修形量，依賴于工人的經驗，需要反復試驗驗證。在理論上，在確定等距加移距修形量時，由于采用的方法不同，得出結果也不甚相同。文獻[1]提出通過逼近轉角修形擺線齒廓，得到等距加移距修形量，此種方法只是使兩種齒形相似，而真正決定嚙合質量的法向間隙卻不等，達不到改善嚙合性能的要求。文獻[2]提出齒厚修形量，由于沒有采用優化理論，結果精度低，達不到使用要求。文獻[3]文獻[4]給出了應用MATLAB優化工具箱尋找等距移距最佳修形量的修形方法，但是沒有考慮擺線輪的嚙合位置，因此，計算的修形量不能應用到實際的生產過程，亦不能認為是最佳。

對于加工后的齒輪，對其進行檢驗一般采用公法線的長度進行驗證，生產工程中通常需要畫出cad圖形，采用逐漸逼近的方式給出公法線長度。文獻[5]提出采用求超越方程來進行，但是求解超越方程時容易出現虛解、丟解現象，公法線的長度也是一個近似的數值。

上述文獻[1]至[5]具體為：

[1]王秋成.擺線輪齒形修整的優化[J].浙江工學院學報,1989,42(1):7-15.

[2]張蘭義,秦維謙.擺線針輪嚙合副齒形修正的初步探討[J].吉林工業大學學報,1982,(4):94-106.

[3]焦文瑞，孔慶華，宋德朝等，擺線輪齒廓修形的優化設計[J].機械傳動，2009,33(1)：41-43

[4]焦文瑞，孔慶華，宋德朝等，無系桿擺線針輪嚙合副齒廓修形的設計[J].同濟大學學報(自然科學版),2010,38(1)：108-112

[5]徐安平，戴天尾，曲玉霞等，擺線輪齒廓修形檢測與公法線長度計算[J].河北工業大學學報,1997,26(4)：56-59

發明內容

本發明的發明目的是：為提高擺線輪嚙合質量，通過分析擺線輪修形的數學模型，提出一種應用MATLAB優化工具箱改進優化擺線輪齒廓的分析方法。通過油膜厚度求得最佳修形角，并根據嚙合區內拐點位置尋找最優修形量的范圍，從而得出最佳等距移距修形齒廓；進而提供一種計算周期短、傳動效率高的基于matlab的擺線輪齒廓修形量優化方法。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

一種基于matlab的擺線輪齒廓修形量優化方法，包括如下步驟：

步驟一、根據擺線輪的基本參數計算擺線輪齒廓的拐點位置；

步驟二、根據油膜厚度、結合拐點位置計算最佳修形角；

步驟三、根據matlab的優化功能計算最優等距、移距修形量；

步驟四、獲取方便檢驗的檢驗參數。

作為優選方案，本發明還采用了如下技術方案：

所述步驟一具體為：

首先選擇擺線輪的基本參數，所述基本參數包括：擺線輪齒數zc、針輪齒數zp、偏心距a、針齒中心園半徑rp、針齒套外圓半徑rrp；