一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法.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CN110851973A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201911067760.3(22)申请日2019.11.04(71)申请人长安大学地址710064陕西省西安市南二环路中段(72)发明人苏进展阎志强封硕吴文(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人张海平(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G06F30/17(2020.01)G06F119/14(2020.01)G06F111/04(2020.01)权利要求书1页说明书7页附图3页(54)发明名称一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法(57)摘要本发明公开一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法。该方法从齿坯参数和机床加工参数中，计算出齿轮副在关键设计点的小轮转角和传动误差幅值。确定一个啮合周期内的简谐函数表达式，满足在进入啮合转换点、设计参考点和退出啮合转换点的传动误差要求；分别计算简谐函数两侧传动误差曲线的高阶抛物线表达式，从而形成复合传动误差设计。在小轮加工过程中，通过改变滚比系数，使得齿轮副按照预置的复合传动误差曲线进行啮合传动；采用逆轮齿接触分析方法，获得离散后的小轮滚比系数和摇台转角，再拟合出基本滚比和高阶变性系数，最终实现复合传动误差函数的加工。该方法实现该类型复合传动误差的加工，达到降低齿轮副的振动噪声的目的。CN110851973ACN110851973A权利要求书1/1页1.一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，从弧齿锥齿轮副的齿坯参数、刀具参数和机床调整参数中，计算出齿轮副在关键设计点的小轮转角和传动误差幅值；S200，确定一个啮合周期内的简谐函数表达式，使其满足进入啮合转换点、设计参考点和退出啮合转换点的传动误差要求；计算出简谐函数两侧传动误差曲线的高阶抛物线表达式，从而形成复合传动误差设计；S300，在小轮加工过程中，通过改变滚比，使得齿轮副按照预置的复合传动误差曲线进行啮合传动；采用逆轮齿接触分析方法，获得离散后的小轮滚比和摇台转角，再拟合出基本滚比和高阶变性系数，最终实现复合传动误差函数的加工。2.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法，其特征在于，S100中是从弧齿锥齿轮副的尺寸卡和调整卡中，获得齿坯参数、刀具参数和机床调整参数；根据齿面接触分析方程和几何约束条件，分别计算出单齿对啮合齿轮副的进入啮合点、进入啮合转换点、设计参考点、退出啮合转换点和退出啮合点5个关键设计点的小轮转角和传动误差幅值。3.如权利要求1或2所述的一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法，其特征在于，所述齿坯参数包括：小轮齿数、大轮齿数、小轮齿顶高、小轮节锥角、小轮面锥角、小轮中点锥距和大轮齿顶高、大轮节锥角、大轮面锥角、大轮中点锥距；刀具参数包括：内、外刀刀尖半径和齿形角，机床调整参数包括：凹、凸面的刀倾角、刀转角、径向刀位、摇台转角、垂直轮位、轴向轮位、床位、轮坯安装角、滚比和二、三阶变性系数。4.如权利要求1或2所述的一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法，其特征在于，已知刀具参数和机床调整参数，结合齐次坐标变换和空间啮合原理，推导出大、小轮齿面的位置矢量、单位法向矢量和齿面接触分析的基本方程。5.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法，其特征在于，S200中，根据设计要求，计算出齿轮副在一个啮合周期内的简谐函数参数，使得该函数满足进入啮合转换点、设计参考点和退出啮合转换点的传动误差幅值要求；根据在啮入和啮出转换点的连续性和一阶可导条件，分别计算单齿啮合区两侧传动误差曲线的多项式表达式，形成由高阶抛物线和简谐函数组成的复合传动误差。6.如权利要求1所述的一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法，其特征在于，S300中，采用逆轮齿接触分析方法，获得三个传动区域内一系列的小轮滚比和摇台转角的离散值。7.如权利要求1或6所述的一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法，其特征在于，由预置的复合传动误差曲线，将大、小轮啮合转角进行离散化，获得一系列的小轮啮合转角及相应的大轮啮合转角；以小轮滚比为参数，通过逆轮齿接触分析的方法，求出一系列满足大、小轮啮合转角关系的小轮滚比和小轮摇台转角，进而拟合成多项式形式，最终获得高阶变性系数。2CN110851973A说明书1/7页一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法技术领域[0001]本发明属于齿轮传动技术领域，特别涉及一种弧齿锥齿轮复合传动误差设计方法。背景技术[0002]传动误差是影响弧齿锥齿轮传动质量和振动的关键因素。二阶抛物线传动误差能够自动吸收由安装误差产生的线性误差，降低齿轮副的振动和冲击；在一个啮合周期内，二阶抛物线传动误差的一阶导数在啮入和啮出转换点的