[發明專利]弧齒錐齒輪含安裝誤差的齒面載荷傳動誤差數值計算方法

有效

• 申請號: 201811341441.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109446711B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 唐進元;丁撼
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23
• 代理公司: 長沙永星專利商標事務所(普通合伙) 43001
• 代理人: 鄧淑紅

1.一種弧齒錐齒輪含安裝誤差的齒面載荷傳動誤差數值計算方法，分別計算單齒嚙合不加載、加載和雙齒嚙合不加載、加載狀態下考慮安裝誤差的弧齒錐齒輪傳動誤差，從而分別得出單齒嚙合載荷傳動誤差和雙齒嚙合載荷轉動誤差，包括以下步驟：

1、傳動誤差定義

傳動誤差表示的是在嚙合轉動過程中，從動輪的實際轉角相對于理論轉角的差值，即傳動誤差為：

其中，φ₁為小輪的轉角；φ₂為大輪的轉角；N1和N2分別為小輪和大輪的齒數；

2、單齒嚙合不加載狀態下的傳動誤差Δφ₁計算

2.1)輸入機床調整卡參數、基本齒坯設計參數和刀具參數，通過齒面參數化建模，確定大、小齒輪的嚙合接觸狀態以及坐標轉換矩陣，大輪考慮安裝誤差的坐標轉換矩陣，求解大、小齒輪精確的齒面初始點；

2.2)根據點矢重合、法矢重合以及嚙合條件建立嚙合接觸非線性方程組(TCA方程組)；

2.3)計算大輪理論轉角，求解大輪理論轉角，計算傳動誤差，求得未知參數；

2.4)改變小輪轉角，重復步驟2.2)和2.3)，如此循環迭代，直至求出在所需轉角支架的大輪實際轉角，即可計算出Δφ₁；

3、單齒嚙合加載狀態下，由于受載變形引起的傳動誤差Δ₁^*計算

3.1)求解齒面上接觸點K到旋轉軸線的距離rk、齒面主曲率δk和接觸點K的螺旋角β_k和齒面接觸力F；

3.2)根據主曲率δk和齒面接觸力F計算齒面接觸橢圓的長半軸a、短半軸b及以及齒面變形量w；

3.3)根據上述求解得出的參數，求解在載荷作用下引起的傳動誤差Δ₁^*；

4、單齒嚙合載荷狀態下的傳動誤差

5、雙齒嚙合不加載狀態下的傳動誤差計算過程和原理與單齒嚙合下不加載狀態下的計算一樣；

6、雙齒嚙合加載狀態下的傳動誤差計算

6.1)先根據輸入參數確定其中一個齒對0的嚙合接觸狀態和坐標轉換矩陣，求解初始點，并建立TCA方程組；

6.2)再將齒對0通過坐標變換繞自身軸線旋轉一個齒的角度得到齒對1，重新根據輸入參數確定其嚙合接觸狀態和坐標變換矩陣，建立TCA方程組；

6.3)根據建立的方程組求解方程中所涉及的未知參數變量，包括大輪實際轉角和小輪實際轉角；

6.4)基于求得的大輪實際轉角和小輪實際轉角，利用單齒嚙合不加載計算時的公式計算得出雙齒嚙合傳動的不加載傳動誤差；

6.5)根據齒對0的TCA方程組，求解齒面主曲率δk0、接觸點螺旋角β_k0、接觸點到軸線距離rk0和由于受載變形引起的傳動誤差STE0；根據齒對1的TCA方程組，求解齒面主曲率δk1、接觸點螺旋角β_k1、接觸點到軸線距離rk1和由于受載變形引起的傳動誤差STE1；

6.6)利用步驟6.5)計算出的參數，建立傳動誤差相等和載荷平衡方程，分別計算出兩個嚙合齒對上的齒面接觸力F0和F1，回代求解可得雙齒嚙合加載狀態下兩嚙合齒對引起的傳動誤差。