[發(fā)明專利]一種機(jī)械式變比轉(zhuǎn)向器齒輪副齒條齒廓數(shù)字設(shè)計(jì)方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201810737251.6 | 申請日： | 2018-07-06 |
| 公開（公告）號： | CN108984889B | 公開（公告）日： | 2020-08-25 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 胡劍;李葦白;李剛炎;范偉 | 申請（專利權(quán)）人： | 武漢理工大學(xué) |
| 主分類號： | G06F30/17 | 分類號： | G06F30/17;G06F30/20;F16H55/26;F16H55/08 |
| 代理公司： | 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102 | 代理人： | 徐員蘭;汪瑋華 |
| 地址： | 430070 湖*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 機(jī)械式 轉(zhuǎn)向器 齒輪 齒條 數(shù)字 設(shè)計(jì) 方法 | ||
1.一種機(jī)械式變比轉(zhuǎn)向器齒輪副齒條齒廓數(shù)字設(shè)計(jì)方法，其特征在于，令齒輪齒條按照已知傳動(dòng)比規(guī)律嚙合傳動(dòng)，通過計(jì)算變比齒條工作齒面方程、過渡曲面方程和嚙合方程，得到變比齒條齒面點(diǎn)云，并進(jìn)行齒形完善，得到整個(gè)變比齒條齒廓點(diǎn)，包括如下步驟：
S1)確定基本設(shè)計(jì)參數(shù)，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的基本設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪的齒頂高、齒根高，基本設(shè)計(jì)參數(shù)包括齒輪模數(shù)、齒輪齒數(shù)、齒頂高系數(shù)、壓力角、齒寬；
S2)確定截面，直接選擇齒輪首端面為初始截面，在齒輪的齒寬范圍內(nèi)，每間隔一個(gè)步長選取下一截面，直至選擇了齒輪的末端面為止，從而確定所有截面，即完成截面的確定；
S3)選定齒輪轉(zhuǎn)角，齒輪轉(zhuǎn)角的范圍根據(jù)傳動(dòng)比曲線中轉(zhuǎn)角范圍來確定，待設(shè)計(jì)的變比齒條的傳動(dòng)比曲線已知，可直接獲取曲線中轉(zhuǎn)角范圍，由此確定了齒輪轉(zhuǎn)角的范圍從轉(zhuǎn)角最小值等步長間隔選取轉(zhuǎn)角至轉(zhuǎn)角最大值，完成選定齒輪轉(zhuǎn)角；
S4)計(jì)算嚙合方程，嚙合方程是表征變比齒條工作齒面上的點(diǎn)與齒輪齒面點(diǎn)在某轉(zhuǎn)角下嚙合的，嚙合方程為：
其中rb為基圓半徑，σ0與漸開線齒輪參數(shù)有關(guān)，其大小為σ0＝π/2z-invα1'，z為齒輪齒數(shù)；invα1'為漸開線極坐標(biāo)函數(shù)，invα1'＝tanα1'-α1'，式中α1'為漸開線起始點(diǎn)處的壓力角；μ為齒輪漸開線參數(shù)；θ為齒輪參數(shù)；為齒輪轉(zhuǎn)角；τ為變比齒輪副交錯(cuò)角；p為螺旋參數(shù)，為變比齒輪副傳動(dòng)比函數(shù)；
S5)求變比齒條工作齒面點(diǎn)云，需根據(jù)嚙合方程計(jì)算嚙合點(diǎn)參數(shù)，代入變比齒條工作齒面方程中，從而計(jì)算變比齒條工作齒面點(diǎn)云坐標(biāo)，變比齒條工作齒面方程為：
其中x2'、y2'、z2'分別為變比齒條齒面點(diǎn)云各軸坐標(biāo)；為變比齒條位移函數(shù)；a為漸開線齒輪中心到變比齒條齒頂面的距離；
S6)求變比齒條過渡曲面點(diǎn)云，需根據(jù)過渡曲面轉(zhuǎn)角邊界條件，計(jì)算轉(zhuǎn)角邊界范圍內(nèi)變比齒條過渡曲面點(diǎn)云坐標(biāo)，過渡曲面方程為：
其中為齒輪齒頂線參數(shù)；
S7)齒形完善；
S8)求解選定截面齒條齒廓；
S9)求解整個(gè)齒條齒廓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式變比轉(zhuǎn)向器齒輪副齒條齒廓數(shù)字設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S7)中，齒形的完善包含齒條的齒頂線、齒根線在內(nèi)的非嚙合齒形部分添加，將齒頂線、齒根線在內(nèi)的 非嚙合齒形部分添加至計(jì)算結(jié)果中，需要首先計(jì)算各段齒廓點(diǎn)所對應(yīng)的角度范圍，從而對計(jì)算得到的齒形進(jìn)行完善。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種機(jī)械式變比轉(zhuǎn)向器齒輪副齒條齒廓數(shù)字設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟S5)、S6)中工作齒面點(diǎn)云和過渡曲面點(diǎn)云的數(shù)學(xué)計(jì)算模型與齒輪齒廓幾何特性有關(guān)，包含該齒廓在整個(gè)齒輪上的位置，以及該齒廓的左右性。
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