一种弧齿锥齿轮的四阶传动误差曲线及其设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102661381102661381B(45)授权公告日2014.09.03(21)申请号201210167539.7US5528952A,1996.06.25,全文.(22)申请日2012.05.27CN101225878A,2008.07.23,全文.审查员吴瑾(73)专利权人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路127号(72)发明人刘光磊刘则良常凯(74)专利代理机构西北工业大学专利中心61204代理人陈星(51)Int.Cl.F16H55/17(2006.01)(56)对比文件JP2002-122215A,2002.04.26,全文.CN1326391A,2001.12.12,全文.CN101865272A,2010.10.20,全文.EP2443921A2,2012.04.25,全文.权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图3页附图3页(54)发明名称一种弧齿锥齿轮及其四阶传动误差曲线的设计方法(57)摘要本发明提出了一种性能更加优异的四阶传动误差曲线及其设计方法，这种四阶传动误差曲线在相邻两条曲线之间只有一个交点，减少了换齿次数，降低了冲击和振动频率，且相邻两条曲线在交点处的斜率极为接近，使得换齿时的振动和冲击很小，进一步提高弧齿锥齿轮的传动性能。通过设置预控点，并结合四阶传动误差计算式，确定四阶多项式中各项的系数；按照最大函数值点将曲线向下平移到零线上；将传动误差曲线向左和向右平移一个小轮齿距角，得到前一对齿和后一对齿的传动误差曲线，观察相邻两条传动误差曲线的交点数目和交点处曲线的斜率差，同时调整预控点，使传动误差曲线满足要求。CN102661381BCN102638BCN102661381B权利要求书1/2页1.一种具有四阶传动误差曲线的弧齿锥齿轮，所述弧齿锥齿轮的四阶传动误差曲线具有两个极大值点和一个极小值点，极大值点位于极小值点两侧，单独一条四阶传动误差曲线左极大值点左侧的曲线斜率为正，右极大值点右侧的曲线斜率为负，其特征在于：相邻两条四阶传动误差曲线只有一个交点；相邻两条四阶传动误差曲线在交点处的斜率同号，且相邻两条四阶传动误差曲线在交点处切向量之间的夹角Δθ≤5°。2.一种弧齿锥齿轮的四阶传动误差曲线的设计方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：在传动误差曲线坐标系中设置10个预控点Ai(φ1i,Δφ2i),i＝1,2,…,10，其中传动误差曲线坐标系的横坐标为小轮转角，纵坐标为大轮传动误差，当前齿对啮合的齿面参考点为坐标原点；预控点A2、A5、A6和A9位于横坐标轴上，A5、A6对称分布于原点两侧，Δφ2j＝0,j＝2,5,6,9，φ15＝-(0.05～0.1)φ1P，φ16＝-φ15，φ12＝-(0.6～0.7)φ1P，φ19＝-φ12；A3和A8用于调节传动误差的极大值，φ13＝-(0.4～0.5)φ1P，φ18＝-φ13，Δφ23＝Δφ28＝2″～20″；A4位于的中点，A7位于的中点，A1和A10用于控制传动误差曲线波浪形顶部以下的曲线走向，分别在靠近齿根和齿顶处选取，φ11＝-(0.9～0.98)φ1P，φ110＝-φ11，Δφ21＝Δφ210＝-(1.5～3)Δφ23；其中φ1P为小轮齿距角；步骤2：在Stadtfeld提出的四阶传动误差曲线中分离得到从中抽取出二阶曲线步骤3：应用步骤1中的10个预控点，建立拟合二阶曲线的目标函数其中Δφ2′(φ1i)表示二阶曲线在预控点Ai处的函数值；计算目标函数F对A、B和C的偏导数并令三个偏导数等于零，求解得到二阶曲线中的三个系数A、B和C；步骤4：将步骤3得到的A、B和C代入四阶传动误差曲线计算的最大值将四阶传动误差曲线向下平移得到单齿对啮合时的传动误差曲线步骤5：观察步骤4得到的传动误差曲线中相邻两条传动误差曲线的交点个数，以及相邻两条传动误差曲线交点处切向量之间的夹角，若不能同时满足相邻两条传动误差曲线只有一个交点，且相邻两条传动误差曲线在交点处切向量之间的夹角Δθ≤5°，则在预控点A3和A8中保持一个预控点的纵坐标不变，另一个预控点纵坐标值递增或递减自身的5%，然后重复步骤2至步骤5，直至得到的传动误差曲线同时满足相邻两条传动误差曲线只有一个交点，且相邻两条传动误差曲线在交点处切向量之间的夹角Δθ≤5°；2CN102661381B权利要求书2/2页步骤6：横向平移步骤5得到的传动误差曲线使相邻的传动误差曲线的交点以坐标原点为中心左右对称，左右平移后得到的传动误差曲线为：其中为步骤5中的左侧传动误差曲线与步骤5中的中间传动误差曲线交点的横坐标，为步骤5中的右侧传动误差曲线与步骤5中的中间传动误差曲线交点的横坐标。3CN1026