[發明專利]一種面向大變位齒輪的強力刮齒刀具設計方法

有效

• 申請號: 202010789623.7
• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN112157321B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 郭二廓;史鎮棋;任旭東;任乃飛
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23F21/00
• 分類號: B23F21/00;G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種面向大變位齒輪的強力刮齒刀具設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S01、獲取工件參數、刀具設計參數和刀具安裝參數，工件參數包括m_n,和α_n，刀具設計參數包括m_n、α_n和β_t，刀具安裝參數包括a和Σ，其中m_n表示工件模數和刀具模數，α_n表示工件壓力角和刀具壓力角，β_t表示刀具螺旋角，a表示刀具安裝中心距，Σ表示刀具安裝角；

S02、設定齒輪的齒形誤差閾值[δ]，給出優化設計變量，由包含優化設計變量的刀具齒形包絡得到的齒輪齒形方程和理想的齒輪齒形方程，建立優化模型目標函數，并設置約束條件；

S03、令刀具安裝參數作為常量，優化刀具設計參數，使之滿足目標函數和約束條件，得到優化后的刀具設計參數，采用優化后的刀具設計參數制造刀具，其中優化后的刀具設計參數包括m’_n、α’_n和β’_t；

S04、采用步驟S03得到的刀具，獲取刀具的總重磨量為ξ，將刀具的總重磨量等分成n份，每次重磨后的刀具重磨量為ξ’，令S03中得到的優化后的刀具設計參數作為常量，依次優化刀具每次重磨后的刀具安裝參數，使之滿足目標函數和約束條件，得到優化后的刀具安裝參數，優化后的刀具安裝參數包括a’和Σ’，并分別構建優化后的刀具安裝中心距a’與刀具重磨量ξ’、優化后的刀具安裝角Σ’與刀具重磨量ξ’之間的擬合函數f(ξ’,a’,Σ’)：式中，(k₁,b₁)和(k₂,b₂)為擬合函數中的系數；

S05、在刀具經過使用后，量取刀具當前的實際重磨量ξ”，由S04中的擬合函數f(ξ’,a’,Σ’)，計算刀具的實際安裝參數，實際安裝參數包括a”和Σ”，并將實際安裝參數作為新的加工參數進行強力刮齒加工。

2.根據權利要求1所述的面向大變位齒輪的強力刮齒刀具設計方法，其特征在于，所述優化設計變量為：X＝[x₁,x₂,x₃,x₄,x₅]^T＝[m_n,α_n,β_t,a,Σ]^T。

3.根據權利要求2所述的面向大變位齒輪的強力刮齒刀具設計方法，其特征在于，所述S02中，優化模型中的目標函數為：F(X)：|r₁-r₂(x₁,x₂,x₃,x₄,x₅)|-[δ]≤0；

式中，r₁為理想的齒輪齒形方程，r₂(x₁,x₂,x₃,x₄,x₅)為包含刀具優化設計變量的刀具齒形包絡得到的齒輪齒形方程。

4.根據權利要求2所述的面向大變位齒輪的強力刮齒刀具設計方法，其特征在于，所述S02中，所述約束條件為：

5.根據權利要求1所述的面向大變位齒輪的強力刮齒刀具設計方法，其特征在于，所述S04中采用最小二乘法構建擬合函數。

6.根據權利要求1所述的面向大變位齒輪的強力刮齒刀具設計方法，其特征在于，所述S05中采用插值法計算刀具的實際安裝參數。