一种渐开线直齿锥齿轮齿端修形及参数化建模方法技术

本发明专利技术公开了一种渐开线直齿锥齿轮齿端修形及参数化建模方法，包括以下步骤：S1、建立未修形直齿锥齿轮的三维模型；S2、建立未修形直齿锥齿轮的有限元模型；S3、根据齿轮啮合周期，确定齿轮啮合过程中的4个关键啮合位置，得到齿轮周向位移差值以及齿宽向等效接触应力分布；S4、确定齿端修行的修形量和修形长度；S5、建立修形曲线和修形齿面的方程；S6、实现修形曲线及修形后齿面的初步建模，并建立修形齿轮的三维造型；S7、使用有限元分析软件对修行后的齿轮进行分析，并与未修形的齿轮进行对比。本发明专利技术改善了齿面接触状况，降低齿轮啮合过程中的振动噪音，提高了其NVH品质。

【技术实现步骤摘要】
201610143790

【技术保护点】
一种渐开线直齿锥齿轮齿端修形及参数化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立未修形直齿锥齿轮的三维模型；S2、对步骤S1中的三维模型进行网格划分，建立未修形直齿锥齿轮的有限元模型，得到有限元仿真计算结果；S3、根据齿轮啮合周期，确定齿轮啮合过程中的4个关键啮合位置，即单双齿啮合转换点，结合有限元仿真计算结果，得到齿轮周向位移差值以及齿宽向等效接触应力分布；S4、根据齿轮的周向位移量，确定齿端修行的修形量，根据齿宽向等效接触应力分布，确定修形长度；S5、以修行量和修行长度，建立修形曲线和修形齿面的方程；S6、实现修形曲线及修形后齿面的初步建模，并建立修形齿轮的三维造型；S7、使用有限元分析软件对修行后的齿轮进行分析，得到修形后直齿锥齿轮齿宽向等效接触应力分布，并与未修形的齿轮齿宽向等效接触应力分布进行对比，若修形后齿轮齿宽向等效接触应力最大值出现下降，则该方法正确有效，否则重复步骤S1至S6。

【技术特征摘要】
1.一种渐开线直齿锥齿轮齿端修形及参数化建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、建立未修形直齿锥齿轮的三维模型；S2、对步骤S1中的三维模型进行网格划分，建立未修形直齿锥齿轮的有限元模型，得到有限元仿真计算结果；S3、根据齿轮啮合周期，确定齿轮啮合过程中的4个关键啮合位置，即单双齿啮合转换点，结合有限元仿真计算结果，得到齿轮周向位移差值以及齿宽向等效接触应力分布；S4、根据齿轮的周向位移量，确定齿端修行的修形量，根据齿宽向等效接触应力分布，确定修形长度；S5、以修行量和修行长度，建立修形曲线和修形齿面的方程；S6、实现修形曲线及修形后齿面的初步建模，并建立修形齿轮的三维造型；S7、使用有限元分析软件对修行后的齿轮进行分析，得到修形后直齿锥齿轮齿宽向等效接触应力分布，并与未修形的齿轮齿宽向等效接触应力分布进行对比，若修形后齿轮齿宽向等效接触应力最大值出现下降，则该方法正确有效，否则重复步骤S1至S6。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1具体包括以下步骤：S101、取切平面上一点绕着基锥面旋转一定角度后形成球面渐开线，以大端球面渐开线为起始线，小端球面渐开线为终止线，使用变截面扫略命令得到未修形直齿锥齿轮齿面；S102、使用阵列命令建立未修形直齿锥齿轮的三维模型。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S2具体包括以下步骤：S201、在有限元软件中使用Solid185单元对未修形齿轮的三维模型进行网格划分；S202、向有限元软件中导入齿轮相应的材料属性和边界条件，所述齿轮的材料属性为40Cr，弹性模量E＝2.1×105Mpa，泊松比ν＝0.3，所述边界条件为齿轮副接触对摩擦系数μ＝0.2，主动轮转矩T＝50N.m，从动轮轴孔节点所有自由度全约束，主动轮轴孔节点径向和轴向自由度全部固定，仅释放周向自由度；S203、最终得到未修形直齿锥齿轮的有限元模型，得到有限元仿真计算结果。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S5中，齿端修形曲线的方程为y1(r,Rc1)=Rc1-Rc12-[r-(R-b...

【专利技术属性】
技术研发人员：华林，谢重阳，熊小双，兰箭，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42