[發明專利]一種凹凸齒線聯軸器的設計方法

有效

• 申請號: 201811291166.8
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109446666B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 蘇進展;閻志強;常樂浩;賀朝霞
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

1.一種凹凸齒線聯軸器的設計方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S100：給定外齒左側、中部和右側的變位長度和變位量，采用三段拋物線曲線進行徑向變位設計；

步驟S200：齒條刀具的法截面中心沿著三段拋物線變位曲線運動，形成假想產形齒條；根據漸開線齒輪的展成原理，假想產形齒條和外齒沿著節線和節圓作純滾動，由坐標變換和嚙合原理推導出外齒的齒面方程；

步驟S300：采用標準漸開線插齒刀或碟形砂輪加工內齒，刀具在沿著軸向進給的同時，附加一個徑向運動，通過控制徑向進給量實現內齒的中凹加工；刀具的運動軌跡為三段拋物線，給定內齒上部、中部和下部的徑向進給量，由連續可導條件，求出運動軌跡的函數表達式；

步驟S400：根據內齒插削原理，由插齒刀的截面方程和插齒刀的運動軌跡，借助坐標變換和嚙合方程，推導具有中凹齒形的內齒齒面方程；

步驟S500：以小輪分度圓與齒側端面交點為參考點，建立考慮軸交角安裝誤差的輪齒邊緣接觸分析模型，計算出最大軸交角；

步驟S600：劃分外齒和內齒的單齒網格，進行有限元計算，求解獲得齒面接觸應力和齒根彎曲應力。

2.根據權利要求1所述的凹凸齒線聯軸器的設計方法，其特征在于，步驟S100中，徑向變位設計具體是指：先確定中部拋物線變位曲線的系數，再根據變位曲線在連接點處的連續可導條件和最大變位量，求出左側、右側的拋物線變位系數。

3.根據權利要求1所述的凹凸齒線聯軸器的設計方法，其特征在于，步驟S100中，三段拋物線曲線的函數建立步驟如下：

在直角坐標系x₁o₁z₁中，建立外齒變位曲線方程，橫坐標z₁為齒向，縱坐標x₁變位方向；外齒變位曲線劃分為三段，左側I段拋物線的變位長度為l₁，最大變位量為h₁，中部II段拋物線的變位長度為l₂，最大變位量為h₂，右側III段拋物線的變位長度為l₃，最大變位量為h₃，三段的變位長度之和等于外齒齒寬b₁；中部II段變位曲線為對稱拋物線，二次項系數為左側I段拋物線的終點坐標為(-l₁-0.5l₂,-h₁)，與中部II段拋物線連接處的坐標為(-0.5l₂,-h₂)，在該連接點處導數為右側III段拋物線的終點坐標為(0.5l₂+l₃,-h₃)，與中部II段拋物線連接處的坐標為(0.5l₂,-h₂)，在該連接點處導數為根據幾何約束條件，建立三段變位曲線的函數表達式為：

式中，l_t為外齒沿著齒向的齒面參數；通過改變l₁，l₂，l₃，h₁，h₂，h₃參數可以控制變位曲線的形狀，根據設計要求可實現沿齒向方向不同鼓形量要求；當左右兩側的變位量h₁、h₃均大于中部變位量時，外齒即為鼓形齒。