一种斜齿轮自由齿面设计方法技术

本发明专利技术公开了一种斜齿轮自由齿面设计方法。根据齿轮副的基本参数，从齿条刀具面推导出齿轮副理论齿面的位置矢量和法向矢量。在轮齿的旋转投影面上沿齿廓、齿向方向分别取N1、N2个控制点，确定其修形位置和修形量，将N1×N2个控制点的理论位置矢量和对应的修形量，沿着理论齿面的法矢方向进行叠加，实现斜齿轮副修形齿面的自由设计。借助二阶连续双三次NURBS曲面拟合齿面离散点的坐标，生成了高精度的数字化齿面。建立数字化齿面轮齿接触分析模型，获得啮合印痕和传动误差曲线，分析齿轮副传动啮合性能。

【技术实现步骤摘要】
一种斜齿轮自由齿面设计方法
本专利技术属于齿轮传动
，特别涉及一种斜齿轮自由齿面设计方法。
技术介绍
齿轮传动是机械装备的重要构件之一，其设计方法和制造技术在一定程度上代表了一个国家的制造业水平。齿轮传动动力学的发展已经有上百年的历史，齿轮振动和以减振为目标的齿面修形在齿轮设计和制造技术中始终占有重要地位，但随着工业发展，齿轮转速越来越高、载荷越来越大，齿轮减振降噪和修形技术虽然不断有所进展，但还是远远不能满足要求。例如高速航空齿轮，其动力学设计始终放在首位。因此，进一步研究齿轮修形和减振降噪技术仍然具有非常重要的现实意义。齿面修形技术围绕着修形长度、修形量和修形曲线来研究，现有的齿轮修形方法主要有齿廓修形、齿向修形、三维修形，以及对角修形和高阶传动误差修形等。轮齿接触分析是对轻载状况下齿轮副啮合过程进行数值仿真的一种重要分析方法，分析获得的接触区域的大小、形状、位置和传动误差等衡量齿轮副传动质量的重要综合性技术指标，判断修形后的齿轮副啮合性能是否满足设计要求。目前，齿面修形设计存在如下的问题：针对不同的修形方式，需要分别设计和推导修形齿面模型，建立轮齿接触分析模型，才能获得修本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种斜齿轮自由齿面设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据齿轮副的基本参数，借助齐次坐标变换和空间啮合理论，从齿条刀具面推导出斜齿轮理论齿面的位置矢量和法向矢量；(2)在轮齿旋转投影面的工作齿面范围内，沿齿廓、齿向方向分别取N1、N2个控制点，确定其修形位置和修形量，将N1×N2个控制点的理论位置矢量和修形量沿着理论法矢方向进行叠加，获得修形齿面；(3)借助二阶连续的双三次NURBS曲面拟合齿面离散点的坐标，生成数字化齿面；(4)建立数字化齿面轮齿接触分析模型，获得齿面印痕和传动误差曲线。

【技术特征摘要】
1.一种斜齿轮自由齿面设计方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据齿轮副的基本参数，借助齐次坐标变换和空间啮合理论，从齿条刀具面推导出斜齿轮理论齿面的位置矢量和法向矢量；(2)在轮齿旋转投影面的工作齿面范围内，沿齿廓、齿向方向分别取N1、N2个控制点，确定其修形位置和修形量，将N1×N2个控制点的理论位置矢量和修形量沿着理论法矢方向进行叠加，获得修形齿面；(3)借助二阶连续的双三次NURBS曲面拟合齿面离散点的坐标，生成数字化齿面；(4)建立数字化齿面轮齿接触分析模型，获得齿面印痕和传动误差曲线。2.根据权利要求1所述的一种斜齿轮自由齿面设计方法，其特征在于，步骤(1)具体步骤如下：采用假想齿条刀具面Σt展成加工齿轮的理论齿面Σp，齿条刀具向左移动rpφ的同时被加工齿轮转动φ，rp为被加工齿轮的分度圆半径；轮齿理论工作齿面的位置矢量和法向矢量分别为式中，ut为齿条刀切削点的位置，lt为齿条刀沿齿向方向的长度，am为齿槽宽一半；xn为变位系数，远离节线时为正，靠近齿轮中心线时为负；αn为法向压力角，β为螺旋角；齿轮加工转角3.根据权利要求2所述的一种斜齿轮自由齿面设计方法，其特征在于，步骤(2)具体步骤如下：轮齿旋转投影面的横坐标h＝z，纵坐标为将代入到位置矢量Rt中即获得工作齿面和过渡曲面的交界线；按照设计要求，分别在齿廓和齿向方向各取N1、N2个控制点，其坐标和修形量分别为(hij,vij)，δ(hij,vij)(i＝1,2,...,N1；j＝1,2,...,N2)，将N1×N2个控制点的理论位置矢量和修形量沿着理论法矢方向进行叠加，获得修形齿面，其表达式为：Rm(...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏进展，阎志强，王远庆，常乐浩，贺朝霞，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61