一种用于数控加工的弧齿锥齿轮的建模方法技术

本发明专利技术公开了一种用于数控加工的弧齿锥齿轮的建模方法，步骤包括根据弧齿锥齿轮的轮坯参数求解仿真切齿的参数、建立仿真切齿坐标系并得到各个坐标系之间的变换关系、齿面离散化及构建齿面和轮坯轴截面的关系、建立完全共轭齿面求解数学模型并编程计算、在三维软件中建立齿轮副三维模型。本发明专利技术方法求解所需参数少，求解方便，有利于编程计算；利用数学优化方法，将齿面求解问题转化为多维约束条件下的最优化问题进行求解，可以求解包括齿根过渡曲面在内的完整的齿面点坐标，因此可以得到完整的齿面模型；适用于根切等极限情况；可以得到一对任意模数的、完全共轭啮合的、精确的弧齿锥齿轮副模型。

【技术实现步骤摘要】
一种用于数控加工的弧齿锥齿轮的建模方法
本专利技术涉及弧齿锥齿轮
，具体涉及一种用于数控加工的弧齿锥齿轮的建模方法。
技术介绍
弧齿锥齿轮是螺旋锥齿轮传动中的一类，被广泛应用于汽车、航空航天、矿山、机床、仪器等机械传动领域。随着数控加工技术的进步和多轴联动数控机床的广泛应用，弧齿锥齿轮也越来越多地采用多轴联动数控加工中心进行加工，尤其是大模数的弧齿锥齿轮。因此，对弧齿锥齿轮的几何模型的精度要求也越来越高。现有的弧齿锥齿轮建模方法多是基于离散齿面点进行构建的，获得方法有：根据Gleason加工方法的展成加工过程求解啮合方程、仿真切削获得和测量实际齿面点的坐标。第一种最为精确，应用最多。但是目前的齿面点求解及建模方法存在以下问题：(1)依据Gleason加工方法进行建模时，机床调整参数众多，求解复杂，不利于编程计算；(2)只能得到近似共轭即呈点接触的弧齿锥齿轮副，无法得到完全共轭的齿轮副三维模型；(3)用啮合方程求解齿面点坐标，只能求得参与啮合部分的齿面点坐标，无法求解齿根过渡曲面上的齿面点坐标，而且当发生根切等极限情况时，用啮合方程无法求解。以上几个方面的缺陷，都影响到弧齿锥齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于数控加工的弧齿锥齿轮的建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、根据弧齿锥齿轮的轮坯参数求解仿真切齿的参数：所述弧齿锥齿轮的轮坯参数包括弧齿锥齿轮的外锥距Re、中点锥距Rm、中点螺旋角β和大端齿槽厚Ee，所述仿真切齿的参数包括仿真切齿的齿线半径rD、产形轮中心到齿线中心的距离e和产形轮齿线转角λ，其中，所述产形轮的齿线转角是指将平面产形轮的凹面齿线绕产形轮轴线旋转到与凸面齿线重合时所转过的角度；rD＝Re

【技术特征摘要】
1.一种用于数控加工的弧齿锥齿轮的建模方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、根据弧齿锥齿轮的轮坯参数求解仿真切齿的参数：所述弧齿锥齿轮的轮坯参数包括弧齿锥齿轮的外锥距Re、中点锥距Rm、中点螺旋角β和大端齿槽厚Ee，所述仿真切齿的参数包括仿真切齿的齿线半径rD、产形轮中心到齿线中心的距离e和产形轮齿线转角λ，其中，所述产形轮的齿线转角是指将平面产形轮的凹面齿线绕产形轮轴线旋转到与凸面齿线重合时所转过的角度；rD＝Re步骤二、按照仿真切齿时的相对位置关系建立仿真切齿坐标系：所述仿真切齿坐标系包括产形轮固定坐标系Sg、轮坯的固定坐标系Sw、与产形轮齿面所在圆锥的轴线固联的动坐标系St、与产形轮轴线固联的动坐标系Sd、与轮坯轴线固联的动坐标系Sp；上述各坐标系之间的位置关系为：轮坯的固定坐标系Sw由产形轮固定坐标系Sg绕其自身Xg轴顺时针旋转90°+δ得到，δ为弧齿锥齿轮的节锥角；与产形轮轴线固联的动坐标系Sd由产形轮固定坐标系Sg绕其自身Zg轴逆时针转ψ得到，ψ是产形轮的总转角，ψ是关于产形轮转角φg的函数；与产形轮齿面所在圆锥的轴线固联的动坐标系St由与产形轮轴线固联的动坐标系Sd沿其自身Yd轴平移距离e得到；与轮坯轴线固联的动坐标系Sp由轮坯的固定坐标系Sw绕其自身Zw轴顺时针转φ得到，φ为轮坯的转角；并根据上述的各坐标系之间的位置关系得到各个坐标系之间的变换关系Mdt，Mgd，Mgw，Mwp；Mdt表示与产形轮齿面所在圆锥的轴线固联的动坐标系St到与产形轮轴线固联的动坐标系Sd的变换关系；Mgd表示与产形轮轴线固联的动坐标系Sd到产形轮固定坐标系Sg的变换关系；Mgw表示轮坯的固定坐标系Sw到产形轮固定坐标系Sg的变换关系；Mwp表示与轮坯轴线固联的动坐标系Sp到轮坯的固定坐标系Sw的变换关系；步骤三、齿面离散化并构建齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙月海，李论，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12