齿轮建模方法和齿轮建模装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102198543A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102198543A(43)申请公布日2011.09.28(21)申请号201110080900.8(22)申请日2011.03.31(71)申请人北京经纬恒润科技有限公司地址100101北京市朝阳区安翔里23号商业楼1-2层(72)发明人程爱明杨轩王文平(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人吴贵明(51)Int.Cl.B23F3/00(2006.01)B23Q33/00(2006.01)F16H55/08(2006.01)F16H55/17(2006.01)权利要求书4页说明书14页附图10页(54)发明名称齿轮建模方法和齿轮建模装置(57)摘要本发明提供了一种齿轮建模方法和装置，其中齿轮建模方法包括以下步骤：生成齿条刀具和齿轮坯料的模型；利用齿条刀具和齿轮坯料的模型，通过模拟齿条刀具相对齿轮坯料进行齿轮加工的切削运动，获得齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置；进而确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置；进而确定在每个模拟切削瞬间相对应的齿轮坯料上的被切削点的位置；进而获得齿轮的齿形轮廓；根据齿形轮廓，生成齿轮的模型。本发明的建模方法基于齿条刀具加工包络的过程，能真实反映出实际加工出来的齿根过度曲线的形状，建模精度高；同时可以实现蜗轮的建模。CN10298543ACCNN110219854302198547A权利要求书1/4页1.一种齿轮建模方法，其特征在于，包括以下步骤：生成齿条刀具和齿轮坯料的模型；利用所述齿条刀具和齿轮坯料的模型，通过模拟所述齿条刀具相对所述齿轮坯料进行齿轮加工的切削运动，获得所述齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置；根据所述齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置，确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置；根据所述每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置，确定在每个模拟切削瞬间相对应的所述齿轮坯料上的被切削点的位置；根据在每个模拟切削瞬间相对应的所述齿轮坯料上的被切削点的位置，获得所述齿轮的齿形轮廓；根据所述齿形轮廓，生成所述齿轮的模型。2.根据权利要求1所述的齿轮建模方法，其特征在于，通过以下步骤确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置：获取所述齿条刀具上的预定齿形在每个模拟切削瞬间的位置相对所述齿轮的分度圆的纯滚动角度；根据所述纯滚动角度得到所述纯滚动的弧长；根据所述纯滚动的弧长得到所述齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域；根据所述齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域确定每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置。3.根据权利要求2所述的齿轮建模方法，其特征在于，通过以下公式得到所述齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域以及每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置：s＝r2θ其中，所述Pm为所述齿条刀具节线上齿宽的一半，所述m为所述齿轮的模数，所述x为2CCNN110219854302198547A权利要求书2/4页所述齿轮的径向变位系数，所述αu为所述齿条刀具的齿形角，所述s为所述纯滚动弧长，所述r2为所述齿轮的分度圆半径，所述θ为所述纯滚动角度，所述ha为所述齿条刀具的齿顶高，所述hf为所述刀具的齿根高，所述x1，y1为每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置。4.根据权利要求2所述的齿轮建模方法，其特征在于，通过以下步骤确定所述每个模拟切削瞬间相对应的所述齿轮坯料上的被切削点的位置：将所述齿条刀具的预定齿形在所述每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置建模在第一坐标系中得到所述齿条刀具的切削点坐标；将所述齿条刀具的切削点坐标进行坐标变换到第二坐标系以得到所述齿轮坯料上的被切削点的坐标以得到所述齿轮坯料上的被切削点的位置。5.根据权利要求4所述的齿轮建模方法，其特征在于，所述坐标变换为通过以下公式获得：其中，所述M为所述第一坐标系到所述第二坐标系的转换矩阵，所述s为所述纯滚动弧长，所述r2为所述齿轮的分度圆半径，所述θ为所述纯滚动角度，所述x1，y1为所述齿条刀具的切削点坐标，所述x2，y2为所述齿轮坯料上的被切削点的坐标。6.根据权利要求1所述的齿轮建模方法，其特征在于，所述齿条刀具为蜗杆状刀具，通过以下步骤确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置：获取所述齿条刀具上的预定齿形在每个模拟切削瞬间的位置相对所述齿轮的中心面成α夹角的α平面；获取每个α平面内所述齿条刀具上的预定齿形在每个模拟切削瞬间的位置相对所述齿轮的分度圆在α平面内的纯滚动的角度；根据所述α平面内的纯滚动的角度得到所述α平面内的纯滚动的弧长；根据所述α平面内的纯滚动的弧长得到α平面内所述齿条刀具的在每个模拟切削瞬间的