[發(fā)明專利]一種提高重載尼曼蝸輪副使用壽命的修形方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202210684256.3 | 申請(qǐng)日： | 2022-06-16 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN115076331A | 公開（公告）日： | 2022-09-20 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 孫全平;馮屹;吳海兵;王昆 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 淮陰工學(xué)院 |
| 主分類號(hào)： | F16H55/08 | 分類號(hào)： | F16H55/08;F16H55/22;G06F30/17;G06F111/00 |
| 代理公司： | 淮安市科文知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 32223 | 代理人： | 鄒文玉 |
| 地址： | 223000 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 提高 重載 蝸輪 使用壽命 方法 | ||
一種提高重載尼曼蝸輪副使用壽命的修形方法，包括步驟：步驟1：利用UG軟件對(duì)尼曼蝸輪副進(jìn)行三維建模；步驟2：利用ANSYS軟件對(duì)建立的尼曼蝸輪副三維模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)接觸分析，得到蝸輪齒面接觸區(qū)；步驟3：根據(jù)蝸輪齒面接觸區(qū)確定蝸輪齒面修形區(qū)域；步驟4：根據(jù)齒面接觸區(qū)的位置和大小，結(jié)合公式推導(dǎo)出相應(yīng)的修形曲線以及具體修形量；步驟5：對(duì)第一段修形區(qū)域進(jìn)行全齒廓修形；步驟6：確定尼曼蝸輪副嚙合線位置，對(duì)第二段修形區(qū)域進(jìn)行局部齒廓修形；步驟7：對(duì)第三段修形區(qū)域進(jìn)行局部齒廓修形；步驟8：將修形后的尼曼蝸輪副跟未修形的輪齒進(jìn)行數(shù)據(jù)比較。本發(fā)明能改善齒面嚙合性能，降低尼曼蝸輪副傳動(dòng)時(shí)的表面溫度，增加尼曼蝸輪副的使用壽命。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及齒輪修形技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種提高重載尼曼蝸輪副使用壽命的修形方法。
背景技術(shù)
尼曼蝸輪由德國尼曼教授發(fā)明，具有傳動(dòng)精度高、抗彎能力強(qiáng)、承載能力強(qiáng)等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的四頭蝸桿旋轉(zhuǎn)一周蝸輪旋轉(zhuǎn)四個(gè)齒，從等壽命的概念出發(fā)，蝸桿采用鋼質(zhì)材料，蝸輪則采用銅或鑄鐵材料，其不足是傳動(dòng)效率相對(duì)較低，相對(duì)滑動(dòng)速度大，油膜難以形成，齒面磨損嚴(yán)重，使用壽命達(dá)不到預(yù)期的效果。
蝸輪蝸桿傳動(dòng)是一種以緊湊型、大速比為主要特點(diǎn)的傳動(dòng)類型，一級(jí)可以替代多級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，可以在較小空間內(nèi)布置，在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。齒輪的齒向修形能夠提升齒輪的承載能力、降低嚙合噪聲，在設(shè)備中應(yīng)用廣泛。但采用蝸桿砂輪展成法加工帶有齒向鼓形的斜齒輪時(shí)，存在齒面扭曲現(xiàn)象，引起嚙合沖擊、傳動(dòng)精度降低等一系列問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出了一種提高重載尼曼蝸輪副使用壽命的修形方法，能夠大幅度地改善齒面嚙合性能，大幅度降低尼曼蝸輪副傳動(dòng)時(shí)的表面溫度，大大地改善尼曼蝸輪副傳動(dòng)時(shí)的潤滑狀況，增加尼曼蝸輪副的使用壽命；能有效的解決上述技術(shù)問題。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種提高重載尼曼蝸輪副使用壽命的修形方法，其特征在于：包括以下步驟：
步驟1：利用UG軟件對(duì)尼曼蝸輪副進(jìn)行三維建模；
步驟2：利用ANSYS軟件對(duì)建立的尼曼蝸輪副三維模型進(jìn)行動(dòng)態(tài)接觸分析，得到蝸輪齒面接觸區(qū)；
步驟3：根據(jù)蝸輪齒面接觸區(qū)確定蝸輪齒面修形區(qū)域；
對(duì)進(jìn)油口齒廓進(jìn)行全齒廓修形，進(jìn)油口齒廓的修形區(qū)域?yàn)榈谝欢涡扌螀^(qū)域；對(duì)出油口齒頂和齒根進(jìn)行局部齒廓修形，出油口齒頂?shù)男扌螀^(qū)域?yàn)榈诙涡扌螀^(qū)域，出油口齒根的修形區(qū)域?yàn)榈谌涡扌螀^(qū)域；步驟4：根據(jù)齒面接觸區(qū)的位置和大小，結(jié)合公式推導(dǎo)出相應(yīng)的修形曲線以及具體修形量；
齒廓修形的三大基本要素分別為：最大修形量Δmax、修形長(zhǎng)度L與修形曲線Δ；
步驟5：對(duì)第一段修形區(qū)域進(jìn)行全齒廓修形；
步驟6：確定尼曼蝸輪副嚙合線位置，在步驟S5的基礎(chǔ)上，對(duì)第二段修形區(qū)域進(jìn)行局部齒廓修形；
步驟7：在步驟S5，S6的基礎(chǔ)上，對(duì)第三段修形區(qū)域進(jìn)行局部齒廓修形；
步驟8：將修形后的尼曼蝸輪副跟未修形的輪齒進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，比較數(shù)據(jù)包括在傳動(dòng)時(shí)的表面溫度，潤滑狀況和使用壽命。
進(jìn)一步的，步驟2所述的得到蝸輪齒面接觸區(qū)的具體方式為：將蝸輪、蝸桿的旋轉(zhuǎn)中心分別采用剛性梁?jiǎn)卧c內(nèi)孔表面節(jié)點(diǎn)相連，在蝸桿中心節(jié)點(diǎn)施加動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)位移，蝸輪旋轉(zhuǎn)中心施加阻力矩，利用APDL語言對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行后處理，可得蝸輪齒面接觸區(qū)。
進(jìn)一步的，步驟5所述的對(duì)第一段修形區(qū)域進(jìn)行全齒廓修形，具體的修形參數(shù)為：
第一段修形區(qū)域的最大修形量方程為：
其中，mn為尼曼蝸輪副的法面模數(shù)，單位為mm；
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