[發明專利]一種剖分式直齒錐齒輪的切齒加工輪坯參數確定方法

在審

• 申請號: 202011002766.5
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN112131683A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發明（設計）人: 王斌;王帥普;陳碩;馮佩瑤;閆晨宵;徐愛軍;李聚波
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 逯雪峰

1.一種剖分式直齒錐齒輪的切齒加工輪坯參數確定方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)、設定剖分輪坯的初始設計參數，定義與剖分輪坯具有等效等截面的矩形輪坯為等效輪坯，等效輪坯的剛度為剖分輪坯的等效剛度；

(2)、根據剖分輪坯加工完成每個齒槽時其等效輪坯的參數，分別計算依次加工完成每個齒槽時剖分輪坯的等效剛度，使用等效剛度并利用力矩面積法分別計算加工每個齒槽的過程中輪坯產生的變形量；

(3)、將加工每個齒槽過程中產生的變形量疊加，求得整個加工過程中剖分輪坯產生的總變形量；

(4)、將求得的總變形量與允許的總變形量對比，如果求得的總變形量超過允許的總變形量，進行步驟(5)，否則進行步驟(7)；

(5)、對剖分輪坯的設計參數進行調整，縮短剖分輪坯的設計長度使得每個剖分輪坯所包含的齒槽數減少，或者減小齒輪的模數，或者增加剖分輪坯的設計厚度；

(6)、利用調整后的剖分輪坯設計參數，重復進行步驟(2)至步驟(5)；

(7)、將本次求得剖分輪坯總變形量時所對應的剖分輪坯設計參數作為制造剖分輪坯的設計參數。

2.如權利要求1所述的一種剖分式直齒錐齒輪的切齒加工輪坯參數確定方法，其特征在于：所述步驟(2)中，齒槽的加工順序為，先加工剖分輪坯中間位置的齒槽，然后依次加工中間位置齒槽一側的齒槽，最后依次加工另一側的齒槽。

3.如權利要求2所述的一種剖分式直齒錐齒輪的切齒加工輪坯參數確定方法，其特征在于：剖分輪坯兩端的半齒槽不計算加工變形量。

4.如權利要求1所述的一種剖分式直齒錐齒輪的切齒加工輪坯參數確定方法，其特征在于：所述步驟(5)中，調整剖分輪坯設計參數時，先縮短剖分輪坯的設計長度，如果重復進行步驟(2)至步驟(5)直到剖分輪坯設計長度縮短至允許的極限值時總變形量仍不符合設計要求，則減小齒輪的模數，或者增加剖分輪坯的設計厚度。

5.如權利要求1—4任一項所述的一種剖分式直齒錐齒輪的切齒加工輪坯參數確定方法，其特征在于：剖分輪坯等效剛度計算公式為其中，E為彈性模量，L為剖分輪坯的長度，I₂為等效輪坯的截面慣性矩。

6.如權利要求5任一項所述的一種剖分式直齒錐齒輪的切齒加工輪坯參數確定方法，其特征在于：加工每個齒槽的過程中輪坯產生的變形量的計算公式為：其中：以剖分輪坯的長度方向為x軸的方向，積分區間[A、B]為齒槽頂部一側至另一側，L為剖分輪坯的長度，M為輪坯加工中所受的附加力矩。

7.如權利要求6任一項所述的一種剖分式直齒錐齒輪的切齒加工輪坯參數確定方法，其特征在于：

輪坯加工中所受的附加力矩計算公式為：其中，z₁為剖分輪坯的切齒深度，h為剖分輪坯的厚度，z_c為切齒后輪坯的截面中性軸與x軸的距離，x₁為輪坯左端到齒槽左側面的距離，x₂為齒槽底部的寬度，x₃為齒槽頂部的寬度，m為齒輪模數，σ_il(z)為對應于參數z的本層材料的附加內應力。