[發(fā)明專利]一種弧齒錐齒輪含誤差的齒面載荷接觸變形數(shù)值計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811340353.0
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109190324B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐進(jìn)元;丁撼
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F111/10
• 代理公司: 長沙永星專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

本發(fā)明公開了一種弧齒錐齒輪含誤差的齒面載荷接觸變形數(shù)值計算方法，是一種基于TCA求解過程之上的弧齒錐齒輪傳動誤差的數(shù)值計算方法，該方法考慮了不加載與加載情況下的齒輪的傳動誤差計算，并且分別計算了單齒嚙合和雙齒嚙合條件下的傳動誤差。整個求解過程不存在偶然性和不確定性，所以，能保證求解結(jié)果的準(zhǔn)確性。求解過程可通過軟件實現(xiàn)，為齒輪設(shè)計與反調(diào)修正提供了一種思路和參考方案，為高精度弧齒錐齒輪傳動提供了有意義的參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于弧齒錐齒輪設(shè)計領(lǐng)域，具體為一種弧齒錐齒輪含誤差的齒面載荷接觸變形數(shù)值計算方法。

背景技術(shù)

弧齒錐齒輪由于具有承載能力大、傳動平穩(wěn)、傳動噪聲低、傳動比大、重合度高等特點(diǎn)，成為航空航天、汽車、工程機(jī)械等領(lǐng)域中動力傳遞過程中的關(guān)鍵部件。而齒面接觸變形作為衡量弧齒錐齒輪齒面嚙合接觸性能的指標(biāo)之一，對齒輪的嚙合接觸有著很重要的影響。齒面變形直接反映輪齒受載荷作用發(fā)生變化的程度，對于得到良好的輪齒嚙合性能有著重要的意義。

傳統(tǒng)的齒面變形計算主要利用有限元分析得到，存在人為的網(wǎng)格劃分精度問題，導(dǎo)致求解過程存在很大的不確定性和誤差，而且沒有考慮安裝誤差的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種求解過程確定，從而能避免求解誤差的弧齒錐齒輪含誤差的齒面載荷接觸變形數(shù)值計算方法。

本發(fā)明提供的這種弧齒錐齒輪含誤差的齒面載荷接觸變形數(shù)值計算方法，將大輪和小輪之間的嚙合看作是兩個彈性體之間的接觸，包括以下步驟：

一、單齒嚙合下的齒面變形量計算

(1)根據(jù)機(jī)床固定坐標(biāo)系下的刀盤方程R_p(θ₁,φ₁)，刀盤單位法矢n_p(θ₁,φ₁)，通過相應(yīng)的坐標(biāo)變換將機(jī)床固定坐標(biāo)系下的刀盤方程變換到輪坯坐標(biāo)系下的齒面方程R₁(θ₁,φ₁)和齒面法矢n₁(θ₁,φ₁)；

(2)將齒面坐標(biāo)系下的齒面方程R₁(θ₁,φ₁)和齒面單位法矢n₁(θ₁,φ₁)轉(zhuǎn)化到嚙合坐標(biāo)系下，得到嚙合坐標(biāo)系下小輪的齒面方程R_m1(θ₁,φ₁)和齒面法矢n_m1(θ₁,φ₁)；

(3)將安裝誤差加入大輪齒面，通過所有坐標(biāo)變換，得出大輪齒面在嚙合坐標(biāo)系下的齒面方程R_m2(θ₂,φ₂)和齒面法矢n_m2(θ₂,φ₂)；

(4)根據(jù)齒面方程和齒面法矢進(jìn)行齒面接觸分析，求解齒面第一基本齊式E1，F(xiàn)1，G1和第二基本齊式L1，M1，N1；

(4)利用上述考慮安裝誤差的齒面方程進(jìn)行齒面接觸分析得到每個接觸時刻的參數(shù)，回代如齒面第一和第二基本齊式及求解方程得到兩個齒面的主曲率δk₁和δk₂：

(5)求解載荷作用下的齒面接觸力F和接觸橢圓長半軸a，從而求得齒面變形量w。

二、雙齒嚙合下的齒面變形量計算

(1)參考單齒嚙合下個參數(shù)的求解方法，確定齒對0上齒面任意一點(diǎn)K₀的主曲率δk₀，接觸點(diǎn)螺旋角β_K0，接觸點(diǎn)到旋轉(zhuǎn)軸線的距離rk₀，傳動誤差STE0；