一种任意齿型的轮端截面积计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110887457A(43)申请公布日2020.03.17(21)申请号201911203181.7(22)申请日2019.11.29(71)申请人宿迁学院地址223800江苏省宿迁市黄河南路399号(72)发明人李玉龙臧勇李秀荣赵岩(74)专利代理机构宿迁市永泰睿博知识产权代理事务所(普通合伙)32264代理人丁雪(51)Int.Cl.G01B21/28(2006.01)G06F17/10(2006.01)F16H55/08(2006.01)权利要求书3页说明书4页附图2页(54)发明名称一种任意齿型的轮端截面积计算方法(57)摘要本发明涉及涉及一种任意齿型的轮端截面积计算方法,通过计算得出任意齿型的轮端截面积在于、的计算，并通过计算通用的啮合截面积、以渐开线齿轮为例的最小顶隙截面积最终计算出轮端截面积。本发明计算方法实现现有齿轮和创新齿轮轮端截面积的高效计算与评估，并易于一般工程技术人员所接受与采用。CN110887457ACN110887457A权利要求书1/3页1.一种任意齿型的轮端截面积计算方法，其特征在于：齿轮的半叶轮廓包括齿顶圆弧(12)，节圆外、内的啮合轮廓(23p)、(p4b)，过渡轮廓(b5)、齿根圆弧(56)，轮心(9)；齿、槽对称轴(91)、(96)，齿、槽对称轴与节圆的交点s、e；s、e在(23p)、(p4b)上的垂足为(3)、(4)；(p)为(23p)与(p4b)交于节圆上的点；对应的同参数配对齿轮的轮廓均以上标“′”加以标识区分；所述轮端截面积计算方法为：由齿轮的槽对称轴(96)与配对齿轮的齿对称轴(9′1′)共线所构成的4b561′2′3′为半齿的最小顶隙截面积，此时，齿轮节圆内啮合轮廓上的点(4)与配对齿轮节圆外啮合轮廓上的点(3′)重合，设Ag为轮端截面积，则“Ag/(2z)”为123p4b56封闭轮廓的半齿轮端截面积，则式中，z为齿数，As123表示由下标点s、1、2、3围成的封闭截面积，其它同；由齿轮、配对齿轮完全相同，则将式(2)代入式(1)，得式中，r为节圆半径，Aep4、As3p为半齿节圆内、外的啮合截面积，则2zAep4、2zAs3p为节圆内、外的啮合截面积；设A0、Aρ、Ar为构成Ag的最小顶隙截面积、啮合截面积、节圆截面积，则将式(4)代入式(3)，得Ag＝Ar+Aρ-A0(5)由Ar为已知值，则任意齿型的轮端截面积Ag在于Aρ、A0的计算。2.如权利要求1所述的一种任意齿型的轮端截面积计算方法，其特征在于：所述通用的啮合截面积Aρ、以渐开线齿轮为例的最小顶隙截面积A0的计算方法具体为：步骤一、设n为节圆外侧啮合轮廓(3p)上任一点，过其法线交节圆、齿对称轴于点m、k；设∠m9k＝θ，∠9ks＝α，nm的长度＝ρ，∠s9p＝∠则，法线nmk与齿对称轴9s间的夹角为∠nks＝α+θ；在点m处，设发生dθ的微量变动，则m变成m′，n变为n″，其中，n″m′相对nm，发生了d(α+θ)的微量变动，但长度保持不变，即n″m′＝nm＝ρ；过m′作m′n′//mn，且n′m′＝ρ，得点n′；则由nmm′n′围成的为一个平行四边形的微量区域，由n′m′n″围成的为一个扇形的微量区域，由各自微量面积的2CN110887457A权利要求书2/3页得，节圆外啮合截面积为步骤二、设n为配对齿轮节圆外侧啮合轮廓上任一点，依据齿轮、配对齿轮轮廓间的啮合关系，及齿轮、配对齿轮轮廓完全相同，可由配对齿轮轮廓上的n点，来计算齿轮轮廓节圆内侧啮合截面积；此时，配对齿轮轮廓的nm与齿轮的槽对称轴间的夹角为α－θ；完全按照节圆外啮合截面积的计算方法，由得，节圆内啮合截面积为将式(7)、(9)代入式(4)，得啮合截面积其中，ρ为23p的不同轮廓类型所对于的瞬心半径，为轮廓类型选定下的已知函数；步骤三、针对渐开线齿轮例，对应的最小顶隙截面积以滚齿加工用滚刀的部分截面积加以替代，则A0＝2z(A4567'-A1'2'4'7')≈2z(A48567'-A858'-A1'2'4'7')(11)其中和及3CN110887457A权利要求书3/3页式(12)～(14)中，β、β′为压力角、啮合角；k、c、h、x为模数、顶隙系数、齿顶高系数、变位系数；l47′表示下标点4、7′间长度，其它同；ra、为顶半径、夹角；ρs＝0.25pb，pb＝πkcosβ为基节；ρ0为滚刀顶刃圆角半径。4CN110887457A说明书1/4页一种任意齿型的轮端截面积计算方法技术领域[0001]本发明涉及一种任意齿型的轮端截面积计算方法。背景技术[0002]在机械传动中，齿轮应用最广。其中，在精密成形齿轮的胚料、模具、工艺设计，产品重量、加工量或加工成本预估，齿轮-轴动力学