[發明專利]一種用于降低齒輪齒面接觸溫度的齒輪修形方法

有效

• 申請號: 202110751329.1
• 申請日: 2021-07-02
• 公開（公告）號: CN113464624B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 李發家;崔煥勇;劉吉寶;范士超;張少運;吳偉;杜金鵬;范啟龍;楊國棟
• 申請（專利權）人: 濟南大學;山東蒙沃變速器有限公司
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/08;F16H57/04;G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 濟南竹森知識產權代理事務所(普通合伙) 37270
• 代理人: 孫憲維

本發明涉及齒輪修形技術領域，具體是一種用于降低齒輪齒面接觸溫度的齒輪修形方法，包括以下步驟：S1：選取距離齒頂最近的三齒嚙合區和兩齒嚙合區所對應的齒廓作為待修形齒廓；S2：以待修形齒廓上相對遠離齒頂的端點作為原點O建立平面直角坐標系(O?L_XΔ)，所述平面直角坐標系(O?L_XΔ)的縱坐標軸L_X平行于齒輪的徑向，所述平面直角坐標系的橫坐標軸為修形量Δ；S3：計算待修形齒廓上相對靠近齒頂的端點的最大修形量Δ_max；S4：選定修形曲線，所述修形曲線的方程為：上式中，L_Δ為待修形齒廓上相對靠近齒頂的端點的縱坐標。本發明能夠減小輪齒嚙合時的最高齒面接觸溫度，以及減小甚至消除嚙合齒輪各嚙合區載荷的突變。

技術領域

本發明涉及齒輪修形技術領域，具體是一種用于降低齒輪齒面接觸溫度的齒輪修形方法。

背景技術

目前，在汽車、航空、航天等領域，齒輪系統朝著高速、重載、高精度的方向發展。對輪齒的強度及承載能力有了更高的要求。增大輪齒模數、加長齒寬能夠提高承載能力，但同時增加了齒輪傳動系統的體積功率比。對此部分學者提出增加齒輪重合度來改善齒輪承載能力，并將重合度大于2的直齒圓柱齒輪稱之為高重合度齒輪。重合度增加后，齒面接觸線的總長度加長，單位長度上的平均載荷減小，大齒高是HCR齒輪常采用的形式，其輪齒變長，齒間相對滑動速度增大，輪齒之間的摩擦生熱增多，齒面間的瞬時高溫勢必對齒面的抗膠合性能提出更高的要求，過高的接觸溫度將會引起齒輪的膠和。CN107255153A公開了一種漸開線圓柱齒輪膠合承載能力的齒頂修緣方法，能夠防止齒輪長時間嚙合后產生變形而導致的提前進入嚙合，以及減小齒頂拐角處在進入嚙合時的赫茲應力，但對于如何通過修形降低齒輪嚙合時的最高溫度點(嚙入、嚙出點)并未給出解決方案。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足，提供一種用于降低齒輪齒面接觸溫度的齒輪修形方法，通過減小未修形齒輪溫度最高點的載荷，以減小輪齒嚙合時的最高齒面接觸溫度，以及減小甚至消除嚙合齒輪各嚙合區載荷的突變，從而有效提高齒面的抗膠合性能。

所要解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種用于降低齒輪齒面接觸溫度的齒輪修形方法，包括以下步驟：

S1：選取輪齒上距離齒頂最近的三齒嚙合區和兩齒嚙合區所對應的齒廓作為待修形齒廓；

S2：以待修形齒廓上相對遠離齒頂的端點作為原點O建立平面直角坐標系(O-L_XΔ)，所述平面直角坐標系(O-L_XΔ)的縱坐標軸L_X平行于齒輪的徑向，所述平面直角坐標系的橫坐標軸為修形量Δ；

S3：計算待修形齒廓上相對靠近齒頂的端點的最大修形量Δ_max；

S4：選定修形曲線，所述修形曲線的方程為：

上式中，L_Δ為待修形齒廓上相對靠近齒頂的端點的縱坐標。

本發明的技術方案還有：在所述步驟S3中，Δ_max根據輪齒受力變形量及輪齒加工的基節偏差和齒形公差確定。

本發明的技術方案還有：

Δ_max＝δ+f_m

上式中，δ為輪齒齒頂處的綜合變形量，包括起始嚙合點處兩輪齒的齒頂、齒根處的變形量；f_m為輪齒加工誤差，其計算式為：

上式中，f_pb為基節誤差；f_f為齒形公差。