一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103343807A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103343807103343807A(43)申请公布日2013.10.09(21)申请号201310300853.2(22)申请日2013.07.17(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人刘志峰张敬莹郭春华罗兵(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张慧(51)Int.Cl.F16H55/17(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法(57)摘要本发明方法涉及一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法，该方法包括三个部分：第一是齿轮副在共轭接触条件下，建立摆线齿锥齿轮副轮齿接触数学模型；第二确定齿轮齿顶边缘接触区；第三模拟摆线锥齿轮副对滚，研究和分析边缘接触对摆线锥齿轮传动特性的影响规律。通过本方法为制造高精度、高承载能力的摆线锥齿轮提供理论支持，同时也提高了理论计算精度、减少了计算工作量。通过模拟摆线锥齿轮副对滚，研究和分析边缘接触对摆线锥齿轮传动特性影响规律，为提升摆线锥齿轮传动系统的传动精度、寿命及可靠性提供参考。CN103343807ACN103487ACN103343807A权利要求书1/1页1.一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法，其特征在于：从摆线锥齿轮理论啮合点出发，将其共轭接触点之间距离公式进行V-H-J调整；模拟摆线锥齿轮副对滚，研究和分析边缘接触对摆线锥齿轮传动特性的影响规律；建立齿轮副在共轭接触条件下，摆线齿锥齿轮副轮齿接触数学模型；确定齿轮齿顶边缘接触区；第三是模拟摆线锥齿轮副对滚，研究和分析边缘接触对摆线锥齿轮传动特性的影响规律。2.根据权利1要求所述的一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法，其特征在于：产形面上的瞬时共轭啮合点的径矢；共轭接触点之间的距离；根据两个齿面共轭接触点之间的距离矢量，将其改写成V-H-J调整公式（即斜角标架的三维矢量）；给定V，H，J在理论计算点(齿面中点)处的调整量,用三元Newton-Raphson法,可以求解一对共轭接触点的坐标,在整个齿面内求解可确定一系列接触点构成接触迹线。3.根据权利1或2要求所述的一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法，其特征在于：确定齿轮齿顶边缘接触区，由弹性力学中赫兹应力公式可得到接触椭圆的长短轴半径；模拟摆线锥齿轮副对滚，得到边缘接触下接触迹线和边缘接触下传递误差，可研究和分析边缘接触对摆线锥齿轮传动特性的影响规律。2CN103343807A说明书1/3页一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法技术领域[0001]本发明涉及一种齿轮边缘接触分析方法，涉及摆线锥齿轮领域。尤其涉及一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法。背景技术[0002]摆线锥齿轮作为螺旋锥齿轮的两大齿制之一，具有传动平稳、承载能力高、硬齿面刮削技术等特点，特别适用于大功率和大扭矩重载传动领域，是重型高档数控机床、汽车传动系统、航空航天装备等重要领域中的核心传动部件。现代机械传动系统逐步沿着高速、精密方向发展，摆线锥齿轮作为传动系统中的关键传动部件，其振动特性对于传动系统性能的影响非常关键。因此，研究摆线锥齿轮振动特性对于设计和制造精度、高耐久性、低噪声等高效传动部件有着重要的实用价值和学术意义。锥齿轮啮合性能的好坏,对齿轮副的几何曲面提出了很高的要求,一般加工中,需要反复试切、对滚、修正,调整接触区啮合情况,才能得到满意的传动效果。而齿轮的传动性能实质上是对接触区的位置要求极高,是否发生边缘接触、脱齿等均须予以考虑。早期，国内外许多学者采用线性方程组的方法来研究齿轮边缘接触，该方法忽略了接触过程中的非线性因素，计算误差较大；若采用有限元接触分析方法，在工程应用中计算工作量太大；若采用基于弹性力学的迭代方法，依然不能得到理想的结果。[0003]为解决上述问题，本发明提出一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法。本方法不仅为摆线齿锥齿轮传动系统的减振降噪提供理论支持，而且为制造高精度、高承载能力的摆线锥齿轮，提升摆线锥齿轮传动系统的传动精度、寿命及可靠性提供参考。发明内容[0004]本发明的目的是提供一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法，该方法根据摆线齿锥齿轮接触分析及对滚模型，针对齿轮副齿顶接触和齿端接触情况，建立摆线锥齿轮副的边缘接触分析数学模型,采用三元Newton-Raphson法仿真求解齿轮传动时的边缘接触区、运动误差曲线,为完善接触分析以及优化此类接触情况提供了理论基础。[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术手段是一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法。本方法的特点在于从摆线锥齿轮理论啮合点出发，将其共轭接触点之间距离公式进行V-H-J调整，最后模