[發(fā)明專利]降低準(zhǔn)雙曲面齒輪安裝誤差敏感度的加工參數(shù)優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910334141.X
• 申請(qǐng)日: 2019-04-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109993464B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧劍偉;王笑樂(lè);袁博;程靜;谷先廣;吳勃夫;趙曉敏;姜平;董方方;夏光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06Q10/06
• 分類(lèi)號(hào): G06Q10/06;G06Q50/04;G06F30/17;F16H1/14;B23F5/20
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發(fā)明公開(kāi)了一種降低準(zhǔn)雙曲面齒輪安裝誤差敏感度的加工參數(shù)優(yōu)化方法，其步驟包括：在給定大輪齒坯幾何參數(shù)、切齒刀具尺寸參數(shù)、機(jī)床加工參數(shù)，并給定小輪齒坯幾何參數(shù)和切齒刀具尺寸參數(shù)后，通過(guò)建立安裝誤差綜合敏感度優(yōu)化模型，采用遺傳算法尋找最優(yōu)的小輪機(jī)床加工參數(shù)，從而降低準(zhǔn)雙曲面齒輪副對(duì)安裝誤差的敏感度。本發(fā)明能夠判別不同種類(lèi)的安裝誤差對(duì)嚙合性能的影響程度從而為實(shí)際安裝時(shí)的裝配精度控制提供理論依據(jù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及準(zhǔn)雙曲面齒輪的機(jī)床加工參數(shù)優(yōu)化方法，更具體地說(shuō)是用于降低準(zhǔn)雙曲面齒輪嚙合質(zhì)量對(duì)安裝誤差的敏感程度的機(jī)床加工參數(shù)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

準(zhǔn)雙曲面齒輪因具有減速比大、體積小等優(yōu)點(diǎn)，常被應(yīng)用于大載荷、高轉(zhuǎn)速的機(jī)構(gòu)中，對(duì)其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性、靜謐性要求較高。齒輪副良好的振動(dòng)噪聲特性與理想的齒面嚙合性能密切相關(guān)，而嚙合性能受到齒面微觀形貌、切齒加工工藝、裝配精度的共同影響。目前齒面形貌設(shè)計(jì)和切齒加工工藝已經(jīng)達(dá)到了較高水平，如何有效降低安裝誤差對(duì)嚙合性能的影響仍未得到很好解決。準(zhǔn)雙曲面齒輪齒面復(fù)雜，對(duì)安裝誤差敏感，現(xiàn)實(shí)中不可避免的安裝誤差可能破壞了理想的嚙合狀態(tài)，導(dǎo)致傳動(dòng)失穩(wěn)，以致產(chǎn)生劇烈的振動(dòng)和噪聲，進(jìn)而引起輪齒早期失效。

劉光磊在《一種弧齒錐齒輪安裝誤差變動(dòng)范圍的確定方法》一文中提出一種接觸印痕位置參數(shù)分析法，用于確定弧齒錐齒輪安裝誤差的可變動(dòng)范圍；王星在《安裝誤差對(duì)準(zhǔn)雙曲面齒輪嚙合性能的影響》一文中針對(duì)接觸印痕和傳動(dòng)誤差，研究了安裝誤差對(duì)準(zhǔn)雙曲面齒輪嚙合性能的影響，該方法突破了傳統(tǒng)靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)調(diào)整齒輪副現(xiàn)場(chǎng)安裝的局限性；汪中厚在《安裝誤差對(duì)弧齒錐齒輪齒面接觸軌跡影響的分析研究》一文中推導(dǎo)了弧齒錐齒輪大輪和小輪的理論齒面方程以及存在安裝誤差時(shí)齒面接觸分析的基本方程，考慮存在安裝誤差時(shí)的齒面接觸分析，分別從三項(xiàng)安裝誤差單獨(dú)作用以及三項(xiàng)誤差同時(shí)作用的角度通過(guò)Matlab編制程序分析安裝誤差對(duì)接觸區(qū)的影響。

上述關(guān)于安裝誤差對(duì)準(zhǔn)雙曲面齒輪或弧齒錐齒輪嚙合性能影響的研究，都是圍繞安裝誤差對(duì)齒輪副嚙合性能的影響規(guī)律展開(kāi)的研究，沒(méi)有針對(duì)準(zhǔn)雙曲面齒輪副的嚙合性能對(duì)不同安裝誤差敏感度進(jìn)行分析，因此無(wú)法對(duì)比不同類(lèi)型的安裝誤差對(duì)齒輪副嚙合性能的影響大小，也未能提出降低準(zhǔn)雙曲面齒輪對(duì)安裝誤差敏感度的實(shí)用方法，因此在工程實(shí)際應(yīng)用中還存在不足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，提供一種降低準(zhǔn)雙曲面齒輪安裝誤差敏感度的加工參數(shù)優(yōu)化方法，以期能夠判別不同種類(lèi)的安裝誤差對(duì)嚙合性能的影響程度，從而為實(shí)際安裝時(shí)的裝配精度控制提供理論依據(jù)。

本發(fā)明為解決技術(shù)問(wèn)題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明一種降低準(zhǔn)雙曲面齒輪安裝誤差敏感度的加工參數(shù)優(yōu)化方法的特點(diǎn)是應(yīng)用于優(yōu)化調(diào)整小輪機(jī)床加工參數(shù)，所述優(yōu)化調(diào)整小輪機(jī)床加工參數(shù)是按如下步驟進(jìn)行：

步驟1、根據(jù)準(zhǔn)雙曲面齒輪副設(shè)計(jì)要求，給定齒輪副偏置距、大輪齒坯幾何參數(shù)、大輪切齒刀具尺寸參數(shù)、小輪齒坯幾何參數(shù)和小輪切齒刀具尺寸參數(shù)；根據(jù)切齒機(jī)床相應(yīng)的齒制加工原理，分別計(jì)算大輪機(jī)床加工參數(shù)和小輪機(jī)床加工參數(shù)；

步驟2、根據(jù)切齒機(jī)床相應(yīng)的大輪加工原理，利用所述大輪齒坯幾何參數(shù)、大輪切齒刀具尺寸參數(shù)和大輪機(jī)床加工參數(shù)建立大輪齒坯坐標(biāo)系下的大輪齒面方程；根據(jù)切齒機(jī)床相應(yīng)的小輪加工原理，利用所述小輪齒坯幾何參數(shù)、小輪切齒刀具尺寸參數(shù)和小輪機(jī)床加工參數(shù)建立小輪齒坯坐標(biāo)系下的小輪齒面方程；按照給定的齒輪副偏置距，對(duì)所述大輪齒面方程和小輪齒面方程進(jìn)行虛擬裝配，獲得嚙合坐標(biāo)系下的嚙合齒面方程；

步驟3、定義齒輪副的四種安裝誤差包括：大輪軸向誤差H_G、小輪軸向誤差H_P、軸交角誤差Σ和偏置距誤差V；將所述四種安裝誤差中的任意一種安裝誤差記為安裝誤差R，R∈{H_P,H_G,V,Σ}；根據(jù)安裝精度的實(shí)際要求，設(shè)置所述齒輪副的任意一種安裝誤差R的取值范圍；