[發明專利]一種考慮微觀修形和實際加工誤差的齒輪精確建模方法

有效

• 申請號: 201810856724.4
• 申請日: 2018-07-31
• 公開（公告）號: CN109063326B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 孫友情;李松松;陳德鑫;魏寒;張嘉策
• 申請（專利權）人: 中國第一汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/02;G06F119/14
• 代理公司: 北京青松知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11384
• 代理人: 鄭青松

1.一種考慮微觀修形和實際加工誤差的齒輪精確建模方法，其特征在于，包括：

步驟一：根據齒輪的設計參數和刀具參數，確定建模過程中所需的相關參數關系式，所述設計參數包括齒數、模數、壓力角、螺旋角、變位系數，齒頂圓直徑、齒根圓直徑和齒寬，所述刀具參數包括齒頂高、齒厚、圓角半徑和凸頭量，所述相關參數關系式包括齒輪端面參數計算公式和刀具輔助參數計算公式；

步驟二：根據齒輪的實際檢測齒廓和實際檢測螺旋線確定平均齒廓跡線和平均螺旋線跡線，所述平均齒廓跡線包括齒廓修形及齒廓傾斜偏差，所述平均螺旋線跡線包括螺旋線修形及螺旋線傾斜偏差；

步驟三：根據齒輪的實際檢測齒廓和實際檢測螺旋線的波度確定齒廓形狀偏差和螺旋線形狀偏差；

步驟四：繪制實際漸開線、實際螺旋線和齒根過渡曲線，所述實際漸開線包括齒廓修形、齒廓傾斜偏差和齒廓形狀偏差，所述實際螺旋線包括螺旋線修形、螺旋線傾斜偏差和螺旋線形狀偏差；

步驟五：根據徑向跳動檢測結果和齒距偏差檢測結果，確定齒輪偏心量和確定齒廓偏移量；

步驟六：將步驟四中繪制的實際漸開線和齒根過渡曲線分別延實際螺旋線和理論螺旋線進行掃描，將掃描得到的齒廓曲面和齒根曲面進行合成，將合成的曲面進行實體化切除齒槽；以及根據步驟五中得到的齒輪偏心量和齒距偏差，將齒槽進行偏移陣列，得到考慮微觀修形和實際加工誤差的齒輪精確模型。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，平均齒廓跡線包括拋物線部分和直線部分，其中，拋物線部分方程的表達式為：

式中:

Δ₁-平均齒廓跡線偏移量，單位為μm；-漸開線滾角，在該方程中作為變量，單位為rad；a₁、b₁、c₁-表達式系數，由齒輪實際檢測結果確定；

平均齒廓跡線的直線部分方程的表達式為：

式中:

Δ₂-平均齒廓跡線偏移量，單位為μm；-漸開線滾角，在該方程中作為變量，單位為rad；b₂、c₂-表達式系數，由齒輪實際檢測結果確定。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟二中，平均螺旋線跡線的方程表達式為：

Δ₃＝a₃Z²+b₃Z+c₃

式中：Δ₃-平均螺旋線跡線偏移量，單位為μm；Z-齒向方向變量，單位為mm；a₃、b₃、c₃—表達式系數，由齒輪實際檢測結果確定。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟三中：

根據下述公式確定所述齒廓形狀偏差：

式中：Δ₄—齒廓形狀偏差，單位為μm；—漸開線滾角，在該方程中作為變量，單位為rad；A₁、k₁—表達式系數，由齒輪實際檢測結果確定；

根據下述公式確定所述螺旋線形狀偏差：

Δ₅＝A₂sin(k₂Z)

式中：

Δ₅—螺旋線形狀偏差，單位為μm；Z—齒向方向變量，單位為mm；A₂、k₂—表達式系數，由齒輪實際檢測結果確定。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟四中，在理論漸開線的基礎上，通過去除材料得到平均齒廓跡線，在平均齒廓跡線上添加齒廓形狀偏差得到實際漸開線，材料去除量方向為理論漸開線的法線方向。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步驟四中，在理論基圓螺旋線的基礎上，通過去除材料得到平均基圓螺旋線，在平均基圓螺旋線上添加螺旋線形狀偏差得到實際基圓螺旋線，其中，材料去除量方向為基圓切線方向，且左右齒面的基圓螺旋線鼓形方向相反。