[發(fā)明專利]一種錐形面齒輪副及設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010038559.9
• 申請(qǐng)日: 2020-01-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111259499A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙寧;孫亞杰;郭輝;周如傳;侯婷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20;G06F17/11
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 華金

本發(fā)明涉及一種錐形面齒輪副及設(shè)計(jì)方法，將變齒厚錐形漸開(kāi)線齒輪引入面齒輪副，應(yīng)用齒輪嚙合原理，確定了新型錐形面齒輪副齒面幾何。錐形面齒輪副除不僅有傳統(tǒng)面齒輪的系列優(yōu)點(diǎn)，如大傳動(dòng)比、高重合度、對(duì)安裝誤差不敏感以及優(yōu)異的分扭性能等，還可以通過(guò)調(diào)整錐形漸開(kāi)線小齒輪軸向安裝位移改變錐形面齒輪副齒側(cè)間隙。錐形面齒輪副這一獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)使其特別適用于先進(jìn)直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中的面齒輪同軸分扭構(gòu)型，以調(diào)整不同載荷支路面齒輪副的接觸狀態(tài)，進(jìn)而改善面齒輪分扭構(gòu)型的均載性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于涉及齒輪傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種錐形面齒輪副及設(shè)計(jì)方法

背景技術(shù)

近年來(lái)，美國(guó)國(guó)家航空航天局對(duì)采用面齒輪分扭的直升機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)，新系統(tǒng)采用面齒輪同軸分扭構(gòu)型，省略了圓柱齒輪匯流，用面齒輪取代。全新分扭技術(shù)的應(yīng)用使新型傳動(dòng)系統(tǒng)功重比提高40％，噪聲降低15dB。為了保證同軸面齒輪分扭構(gòu)型的高效運(yùn)行，不同分扭支路惰輪之間傳遞的載荷應(yīng)大致相當(dāng)。如果各支路之間面齒輪副的齒側(cè)間隙差異過(guò)大，將導(dǎo)致不同支路的載荷差異過(guò)大，嚴(yán)重影響分扭效果。因此，同軸面齒輪分扭構(gòu)型對(duì)面齒輪副齒側(cè)間隙調(diào)整提出了新挑戰(zhàn)。發(fā)展一種能夠應(yīng)對(duì)面齒輪同軸分扭構(gòu)型應(yīng)用場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)不同惰輪支路面齒輪副齒側(cè)間隙獨(dú)立調(diào)整而不影響其他支路齒側(cè)間隙的面齒輪副，對(duì)面齒輪同軸分扭構(gòu)型的成功高效地應(yīng)用至關(guān)重要。

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是：為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種錐形面齒輪副及設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種錐形面齒輪副，包括錐形漸開(kāi)線齒輪和錐形面齒輪，其中的錐形面齒輪是由錐形漸開(kāi)線齒輪刀具展成的。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述錐形漸開(kāi)線齒輪包括與錐形面齒輪嚙合的錐形漸開(kāi)線小齒輪和展成錐形面齒輪所使用的錐形漸開(kāi)線齒輪刀具。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述錐形漸開(kāi)線齒輪的展成過(guò)程：將齒輪齒頂外輪廓由圓柱體改為半錐角為δ的圓臺(tái)，并且將齒條刀具以節(jié)平面上垂直于齒輪軸線的直線為中心軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后要保證齒條節(jié)平面與齒輪軸線的夾角也是δ，即可通過(guò)展成運(yùn)動(dòng)獲得半錐角為δ的錐形漸開(kāi)線齒輪齒面。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：所述錐形面齒輪的展成過(guò)程：錐形漸開(kāi)線齒輪刀具繞自身軸線以ω_s的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，錐形面齒輪繞自身軸線以ω₂角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，兩者之間的角速度比值關(guān)系為ω_s/ω₂＝N₂/N_s，其中N₂為錐形面齒輪齒數(shù)，N_s為錐形漸開(kāi)線齒輪刀具齒數(shù)，即可共軛展成可以與錐形漸開(kāi)線小齒輪齒面配對(duì)嚙合的錐形面齒輪齒面。

本發(fā)明的進(jìn)一步技術(shù)方案是：一種錐形面齒輪副的設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟：

步驟一：確定錐形漸開(kāi)線齒輪齒面方程和嚙合方程，包括以下子步驟：

子步驟一：定義標(biāo)準(zhǔn)斜齒條刀具齒面方程；

r_ri(u_i,l_i)＝M_rb(l_i)M_bar_ai(u_i)

式中：

u_i——標(biāo)準(zhǔn)斜齒條刀具齒廓參數(shù)；

l_i——標(biāo)準(zhǔn)斜齒條刀具齒向參數(shù)；

r_ai(u_i)——A點(diǎn)在坐標(biāo)系S_a中的表示；

M_rb(l_i)——從坐標(biāo)系S_b到S_r的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣；