[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

本發明提供了一種斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法和裝置，該方法包括，獲取齒輪副幾何參數及工況參數，通過幾何及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，將嚙合周期離散等分成一定數量時刻，計算接觸線長度，然后根據預先選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所述直齒切片總數，從而計算各個直齒切片接觸點的載荷大小，并考慮到時變摩擦系數，計算出直齒切片的熱剛度和彈性剛度，最后算出齒輪副熱彈嚙合剛度。

技術領域

本發明涉及機械傳動系統動力學技術領域，尤其涉及一種斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法和裝置。

背景技術

漸開線齒輪傳動系統嚙合特性決定了齒輪副間的嚙合剛度是周期性變化的，且剛度是傳動系統內部重要激勵源之一。因此，準確計算，特別是在高速重載條件下工作的齒輪副嚙合剛度，是評價傳動系統動力學特性及開展減振降噪優化設計的重要前提。現有研究主要聚焦于漸開線直齒圓柱齒輪熱彈嚙合剛度計算，不同于直齒輪副，斜齒圓柱齒輪副嚙合過程中，接觸線長度是逐漸變化的，載荷及摩擦系數沿接觸線長度方向分布不均勻，使得該類型齒輪副嚙合熱彈剛度的計算不夠接近實際情況。

發明內容

鑒于上述問題，本發明實施例提供一種斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法。

本發明實施例提供了一種斜齒圓柱齒輪副熱彈嚙合剛度計算方法，方法包括：

獲取齒輪副的幾何參數及工況參數；

根據幾何參數和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；

將整數倍于嚙合周期的時間段離散為若干時刻，并且根據齒輪基圓端面齒距及齒輪副總重合度計算在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，并根據接觸線長度計算得到直齒切片總數；

根據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；

根據幾何參數和工況參數計算接觸點處的時變摩擦系數；

根據時變摩擦系數和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。

進一步的，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(i＝1，2，…,ceil(ε)×N_t)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，β_b為齒輪基圓柱上的螺旋角，b為齒寬，ε_α為齒輪副端面重合度，ε為齒輪副總重合度，P_bt為齒輪基圓端面齒距；

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；

嚙合周期T_m計算公式為：

T_m＝p_bt/v；

齒輪基圓端面齒距計算公式為：