[發明專利]斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法和裝置

有效

• 申請號: 202110318914.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113051682B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 韓林;劉福聰;戚厚軍;李偉光;劉少帥
• 申請（專利權）人: 天津職業技術師范大學(中國職業培訓指導教師進修中心)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 徐麗

1.一種斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法，其特征在于，所述方法包括：

獲取齒輪副的幾何參數及工況參數；

根據所述幾何參數和所述工況參數計算齒輪基圓端面齒距、齒輪副總重合度及嚙合周期；

將整數倍于所述嚙合周期的時間段離散為若干時刻，并且根據所述齒輪基圓端面齒距及所述齒輪副總重合度計算每一時刻對應的接觸線長度；

根據預先確定的切片寬度，沿齒輪軸向將接觸線劃分成等寬度的直齒切片，并根據所述接觸線長度計算得到直齒切片總數；

根據所述工況參數計算各直齒切片上單位長度上的載荷大小，進而計算出各直齒切片接觸點的載荷大小；

根據所述幾何參數和所述工況參數計算所述接觸點處的時變摩擦系數；

根據所述時變摩擦系數和所述直齒切片上單位長度上的載荷大小計算單個直齒切片的熱剛度；

根據所述單個直齒切片的熱剛度計算得到單齒對嚙合熱彈剛度，再結合直齒切片數，齒輪副總重合度計算得到齒輪副熱彈嚙合剛度；

所述計算每一時刻對應的接觸線長度包括：

將每個嚙合周期T_m離散為N_t個時刻，取時間段[0，ceil(ε)×T_m]，計算每一時刻i齒對的接觸線長度l(i)的計算公式如下：

其中v為齒輪運轉線速度，P_bt為齒輪基圓端面齒距，β_b為齒輪基圓柱上的螺旋角，ε_α為齒輪副端面重合度，ε為齒輪副總重合度，b為齒輪齒寬；

所述齒輪副總重合度的計算公式為：

ε＝ε_α+ε_β；

ε_β為齒輪副軸向重合度；

所述嚙合周期T_m計算公式為：

T_m＝p_bt/v；

所述齒輪基圓端面齒距計算公式為：

式中r_b1為主動輪基圓半徑，z₁為主動輪齒數。

2.根據權利要求1所述的斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法，其特征在于：

所述齒輪副熱彈嚙合剛度通過以下公式計算：

其中k_單(i)為第i時刻單齒對嚙合熱彈剛度，m表示第m個參與嚙合的齒對，ε為齒輪副總重合度。

3.根據權利要求2所述的斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法，其特征在于：

所述單齒對嚙合熱彈剛度的計算公式為：

其中k_e(i)為第i時刻單齒對嚙合彈性剛度，k_t(i)為第i時刻單齒對嚙合熱剛度。

4.根據權利要求3所述的斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法，其特征在于：

所述k_e(i)第i時刻單齒對嚙合彈性剛度和k_t(i)第i時刻單齒對嚙合熱剛度的計算公式為：

式中，k_t1(i)、k_t2(i)分別為主、從動輪單齒熱剛度，k_h12(i)為單齒對赫茲接觸剛度，k_e1(i)、k_e2(i)分別為主、從動輪單齒彈性剛度，上述計算公式分別如下：

k_a1、k_s1、k_b1分別為主動輪齒軸向壓縮剛度、剪切剛度和彎曲剛度，k_a2、k_s2、k_b2分別為從動輪齒軸向壓縮剛度、剪切剛度和彎曲剛度，Δk_t1(i,j)和Δk_t2(i,j)分別為主、從動輪的直齒切片的熱剛度，N_p為直齒切片總數；

其中直齒切片總數的計算公式為：

N_p(i)＝round(l(i)cosβ_b/△y)；

△y為預先確定的直齒切片寬度，β_b為齒輪基圓柱上的螺旋角。