[發(fā)明專利]擺線輪齒廓分段優(yōu)化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910294600.6
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110008610B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳鑫輝;劉珂熒;馮長建
• 申請（專利權(quán)）人: 大連民族大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 蓋小靜

本發(fā)明公開了一種擺線輪齒廓分段優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，具體包括以下步驟：步驟S1：通過m個點(diǎn)將一個完整擺線輪齒廓分成m?1段，m個點(diǎn)坐標(biāo)分別表示為其中dsubgt;n/subgt;為齒廓法線方向修形量，為曲柄轉(zhuǎn)角；步驟S2：在確定各關(guān)鍵位置點(diǎn)坐標(biāo)值時(shí)，對于齒頂點(diǎn)和齒根點(diǎn)，曲柄轉(zhuǎn)角分別為180°和0°，根據(jù)RV減速器的不同應(yīng)用場合設(shè)計(jì)齒頂修形量和齒根修形量；齒頂段齒廓曲線及齒根段齒廓曲線上點(diǎn)的齒廓法線方向修形量按照多項(xiàng)式規(guī)律分布或三角函數(shù)規(guī)律分布；步驟S3：確定其余段齒廓關(guān)鍵點(diǎn)的齒廓法線方向修形量和曲柄轉(zhuǎn)角精確值通過有限元接觸分析確定；步驟S4：利用擺線輪齒廓法線法通用方程式求解擺線齒廓坐標(biāo)點(diǎn)。該方法提高了RV減速器的傳動精度和承載能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于擺線輪設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，具體說是擺線輪齒廓分段優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

理論上標(biāo)準(zhǔn)的擺線針輪傳動中，擺線輪與針輪之間沒有間隙，參與的嚙合齒數(shù)能達(dá)到針輪齒數(shù)的一半，但由于零部件加工裝配誤差、軸承間隙以及零部件變形等因素，如果采用標(biāo)準(zhǔn)的擺線輪與針輪嚙合，易產(chǎn)生干涉且不利于潤滑，導(dǎo)致擺線輪和軸承等零部件磨損嚴(yán)重，甚至出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。在實(shí)際的擺線針輪減速器中，擺線輪都是經(jīng)過修形的，使得擺線輪與針輪之間存在一定間隙，一方面可以補(bǔ)償零部件制造裝配誤差、軸承間隙和零部件變形，另一方面可以提高減速器傳動精度和承載能力。

現(xiàn)有的擺線輪修形方式包括等距修形、移距修形和轉(zhuǎn)角修形，轉(zhuǎn)角修形后的擺線輪齒廓與針輪為共軛齒廓，但是擺線輪加工起來比較困難，一般很少使用。通過等距修形與移距修形組合使用，修形后的擺線輪工作段齒廓與針輪接近共軛齒廓，但不完全共軛，這種修形方法加工容易實(shí)現(xiàn)，因此被廣泛應(yīng)用。但是隨著RV減速器朝著更輕量化、更高精度的方向發(fā)展，擺線輪的輪輻剛性減弱，輪輻變形增大，需要擺線輪齒頂及齒根有更大的徑向間隙用以補(bǔ)償擺線輪變形，提高潤滑性能。而傳統(tǒng)等距加移距組合修形方法得到的齒頂和齒根間隙相等且很小，無法對齒頂間隙和齒根間隙進(jìn)行單獨(dú)設(shè)計(jì)，另外，等距加移距組合修形得到的擺線輪與針輪不是完全共軛齒廓，不能滿足減速器更輕量化、更高精度的發(fā)展需求。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在上述問題，本申請?zhí)峁[線輪齒廓分段優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，能提高減速器的承載能力和傳動精度。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請的技術(shù)方案為：擺線輪齒廓分段優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，具體包括以下步驟：

步驟S1：通過m個點(diǎn)將一個完整擺線輪齒廓分成m-1段，m個點(diǎn)坐標(biāo)分別表示為(m＝4，5，6，…)其中d_n為齒廓法線方向修形量，為曲柄轉(zhuǎn)角；

步驟S2：在確定各關(guān)鍵位置點(diǎn)坐標(biāo)值時(shí)，對于齒頂點(diǎn)和齒根點(diǎn)，曲柄轉(zhuǎn)角分別為180°和0°，根據(jù)RV減速器的不同應(yīng)用場合設(shè)計(jì)齒頂修形量和齒根修形量；齒頂段齒廓曲線及齒根段齒廓曲線上點(diǎn)的齒廓法線方向修形量相對于曲柄轉(zhuǎn)角按照多項(xiàng)式規(guī)律分布(一次、二次、三次等)或三角函數(shù)規(guī)律分布(正弦、余弦)；

步驟S3：確定其余段齒廓關(guān)鍵點(diǎn)的齒廓法線方向修形量和曲柄轉(zhuǎn)角精確值通過有限元接觸分析確定；

步驟S4：利用擺線輪齒廓法線法通用方程式求解擺線齒廓坐標(biāo)點(diǎn)。

進(jìn)一步的，步驟S3具體實(shí)現(xiàn)方式為：

步驟S31：定義各關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)中齒廓法線方向修形量和曲柄轉(zhuǎn)角的初始值；

步驟S32：利用有限元方法計(jì)算擺線輪上每個齒的受力F_i，i＝1，2，3，…21；

步驟S33：計(jì)算接觸應(yīng)力或接觸力，如果不是最佳，修改各關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)中齒廓法線方向修形量和曲柄轉(zhuǎn)角的初始值，重新計(jì)算。

進(jìn)一步的，步驟S32具體實(shí)現(xiàn)方式為：

A、根據(jù)有限元模型建立方程；