[發(fā)明專利]弧齒錐齒輪含安裝誤差的齒面載荷傳動誤差數(shù)值計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811341441.2
• 申請日: 2018-11-12
• 公開（公告）號: CN109446711B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發(fā)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

本發(fā)明公開了一種弧齒錐齒輪含安裝誤差的齒面載荷傳動誤差數(shù)值計算方法，在齒面接觸分析的基礎上求解弧齒錐齒輪在加載和不加載條件下的齒面?zhèn)鲃诱`差，且在求解過程中考慮了安裝誤差對傳動誤差的影響，能保證兩齒面之間真正發(fā)生點接觸。為弧齒錐齒輪的設計與分析提供有意義的思路。整個求解過程均可利用數(shù)值計算輔助軟件予以實現(xiàn)，不存在人為因素導致的偶然性和不確定性，計算過程可通過軟件實現(xiàn)。

技術領域

本發(fā)明屬于弧齒錐齒輪設計領域，具體為一種弧齒錐齒輪含安裝誤差的齒面載荷傳動誤差數(shù)值計算方法。

背景技術

弧齒錐齒輪傳動是機械工程等領域最常見、最普遍的傳動形式之一，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，可以高效率、高可靠的傳遞空間內任意軸間的運動和力。而弧齒錐齒輪的傳動誤差作為弧齒錐齒輪齒面接觸性能的評價標準之一，其與弧齒錐齒輪的沖擊、振動、噪音等息息相關，直接影響著弧齒錐齒輪的運轉平穩(wěn)性。

為了得到優(yōu)良的傳動誤差幅值以及傳動誤差曲線，必須考慮安裝誤差，齒形誤差等多種誤差對傳動誤差的影響。對于弧齒錐齒輪的傳動誤差計算，目前主要采用齒面接觸分析求解不加載情況下的傳動誤差以及利用有限元方法求解加載條件下的傳動誤差，都存在人為的偶然性和不確定性。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種能保證求解過程確定不存在人為影響的弧齒錐齒輪含誤差的齒面載荷傳動誤差數(shù)值計算方法。

本發(fā)明提供的這種弧齒錐齒輪齒面載荷傳動誤差數(shù)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(tài)下考慮安裝誤差的傳動誤差，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：

A、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(shù)，小輪為主動輪、大輪為從動輪；

B、單齒嚙合不加載狀態(tài)下的傳動誤差Δφ₁計算

B.1)輸入機床調整卡參數(shù)、基本齒坯設計參數(shù)和刀具參數(shù)，通過齒面參數(shù)化建模，確定大、小齒輪的嚙合接觸狀態(tài)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；

B.2)根據(jù)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)；

B.3)計算大輪理論轉角，求解大輪實際轉角，計算傳動誤差，求得未知參數(shù)；

B.4)改變小輪轉角，重復步驟2.2)和2.3)，如此循環(huán)迭代，直至求出在所需轉角之下的大輪實際轉角，即可計算出Δφ₁；

C、單齒嚙合加載狀態(tài)下，由于受載變形引起的傳動誤差Δ₁^*計算

C.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；

C.2)根據(jù)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；

C.3)根據(jù)上述求解得出的參數(shù)，求解在載荷作用下引起的傳動誤差△₁^*；

單齒嚙合載荷狀態(tài)下的傳動誤差

D、雙齒嚙合不加載狀態(tài)下的傳動誤差計算過程和原理與單齒嚙合不加載狀態(tài)下的計算一樣；

E、雙齒嚙合加載狀態(tài)下，兩齒對由于受載變形引起的的傳動誤差計算