变安装距齿轮齿条磨损量计算方法及参数优化方法技术

本发明专利技术涉及齿轮齿条技术领域，尤其是涉及一种变安装距齿轮齿条磨损量计算方法及参数优化方法。所述变安装距齿轮齿条磨损量计算方法包括：确定变安装距齿轮齿条传动过程中任意啮合点处的法向载荷和对应的滑移距离；基于安装距步长和滑移距离步长，将连续的磨损过程进行离散化处理，并确定变安装距齿轮齿条总的磨损量。根据本发明专利技术的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法及参数优化方法，可以解决齿轮齿条在变安装距情况下的磨损量的计算问题，能够准确确定齿轮齿条在变安装距情况下的磨损量。定齿轮齿条在变安装距情况下的磨损量。定齿轮齿条在变安装距情况下的磨损量。

【技术实现步骤摘要】
变安装距齿轮齿条磨损量计算方法及参数优化方法


[0001]本专利技术涉及齿轮齿条
，尤其是涉及一种变安装距齿轮齿条磨损量计算方法及参数优化方法。

技术介绍

[0002]齿轮齿条机构是一种广泛应用的传动机构，在一般情况下，齿轮齿条的安装距是固定不变的，因此，在现有的齿轮齿条机构设计中，在确定齿轮齿条的磨损量时是将安装距作为定量来考虑的。
[0003]然而，在一些情况下，齿轮齿条的安装距会发生变化，例如，在山地轨道交通的齿轨驱动齿轮齿条中，齿轮齿条的安装距会随着车轮的磨损不断减小，这会对齿轮齿条的磨损量产生影响，而齿轮齿条的磨损量将直接影响齿轮齿条啮合传动的准确性和平稳性，因此，在这样的情况下，仍然将安装距作为定量来确定齿轮齿条的磨损量，将使得磨损量的计算结果不准确。

技术实现思路

[0004]鉴于现有的齿轮齿条磨损量确定方式无法准确确定变安装距情况下的磨损量的问题，本专利技术提供一种变安装距齿轮齿条磨损量计算方法及参数优化方法。根据本专利技术的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法及参数优化方法，可以准确确定齿轮齿条在变安装距情况下的磨损量。根据本专利技术的磨损量关键影响因子及影响趋势，可以优化齿轮齿条的参数，延长齿轮齿条的使用寿命。
[0005]根据本专利技术的第一方面提供一种变安装距齿轮齿条磨损量计算方法。所述变安装距齿轮齿条磨损量计算方法包括：确定变安装距齿轮齿条传动过程中任意啮合点处的法向载荷和对应的滑移距离，基于安装距步长和滑移距离步长，将连续的磨损过程进行离散化处理，并确定变安装距齿轮齿条总的磨损量。
[0006]可选地，可以通过以下方式确定任意啮合点处的法向载荷：给定齿轮的任意安装距，确定所述安装距相对最小安装距的变化量；根据所述变化量，确定齿轮在所述安装距任意啮合点处的啮合曲率半径；根据所述齿轮的啮合曲率半径，确定所述法向载荷。
[0007]可选地，根据所述变化量，确定齿轮在所述安装距任意啮合点处的啮合曲率半径，可以包括：根据所述变化量，确定齿轮齿条的啮合点位于第一位置处的所述齿轮的第一曲率半径；根据所述第一曲率半径，确定齿轮在所述安装距任意啮合点处的啮合曲率半径，其中，所述第一位置为在所述安装距下齿条的齿顶与所述齿轮齿条的啮合线相交的位置；所述第一曲率半径为所述安装距下的最小曲率半径。
[0008]可选地，可以通过以下方式确定所述第一曲率半径：确定齿轮模数、齿轮齿数、齿轮压力角、齿轮变位系数和齿条的齿顶高系数、齿条的齿顶圆角影响系数；根据所述安装距的变化量以及所述齿轮模数、齿轮齿数、齿轮压力角、齿轮变位系数和齿条的齿顶高系数、齿条的圆角影响系数，确定所述第一曲率半径。
[0009]可选地，可以通过以下方式确定任意啮合点的滑移距离：确定在所述安装距下所述齿条在第二位置的单侧齿面滑移距离，其中，所述单侧齿面滑移距离为由所述齿条单侧齿面啮合最高点和啮合最低点确定的齿廓距离；根据所述齿条在第二位置的单侧齿面滑移距离，确定任意啮合点处的滑移距离，其中，所述第二位置为在所述安装距下齿轮的齿顶与所述齿轮齿条的啮合线相交的位置；也可在所述第一位置确定齿条单侧齿面的滑移距离，计算结果相同。
[0010]可选地，确定在所述安装距下所述齿条在第二位置的单侧齿面滑移距离，可以包括：确定齿轮模数、齿轮齿数、齿轮变位系数、齿轮压力角、齿轮的齿顶高系数和齿条的齿顶高系数、齿条的齿顶圆角影响系数；根据所述安装距的变化量以及所述齿轮模数、齿轮齿数、齿轮变位系数、齿轮压力角、齿轮的齿顶高系数和齿条的齿顶高系数、齿条的齿顶圆角影响系数，确定所述单侧齿面滑移距离。
[0011]可选地，基于安装距步长和滑移距离步长，将连续的磨损过程进行离散化处理，并确定整个变安装距过程齿轮齿条的磨损量的过程包括：将所述安装距的总变化量划分为多个变化量区间；根据所述多个变化量区间中的每个变化量区间，确定与每个变化量区间对应的区间滑移距离；针对每个变化量区间，将与变化量区间对应的区间滑移距离划分为多个滑移区间；根据所述多个滑移区间中的每个滑移区间，确定与每个滑移区间对应的区间法向载荷；根据所述区间滑移距离和所述区间法向载荷，确定对应每个滑移区间的齿轮齿条的磨损量；针对每个变化量区间，将与变化量区间对应的所有滑移区间的齿轮齿条的磨损量累加，得到对应每个变化量区间的齿轮齿条的磨损量；针对安装距的总变化量，将所有变化量区间对应的齿轮齿条的磨损量累加，得到对应安装距总变化量的齿轮齿条的磨损量，其中，所述安装距的总变化量为齿轮齿条最大安装距与最小安装距的差值。
[0012]根据本专利技术的第二方面提供一种齿轮齿条参数优化方法，所述齿轮齿条参数优化方法包括：根据本专利技术的第一方面所述的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法，确定不同参数下变安装距齿轮齿条传动磨损量；根据不同参数下所述变安装距齿轮齿条传动磨损量，确定对所述变安装距齿轮齿条传动磨损量产生影响的关键影响因子以及所述关键影响因子对磨损量的影响趋势；根据所述关键影响因子和所述影响趋势，优化齿轮齿条的参数。
[0013]可选地，所述关键影响因子包括变位系数、齿轮齿数和压力角，其中，所述变位系数对所述变安装距齿轮齿条传动磨损量的影响权重大于所述齿轮齿数对所述变安装距齿轮齿条传动磨损量的影响权重，并且大于所述压力角对所述变安装距齿轮齿条传动磨损量的影响权重。
[0014]可选地，所述关键影响因子包括变位系数，所述影响趋势为所述变位系数与所述变安装距齿轮齿条传动磨损量呈负相关，其中，根据所述关键影响因子和所述影响趋势，优化齿轮齿条的参数，可以包括：确定最小安装距范围，根据所述最小安装距范围，选用具有使磨损量最小化的齿轮齿数和变位系数，优化齿轮齿条参数。
[0015]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0017]图1示出了齿轮齿条的在变安装距情况下的位置变化的示意图；
[0018]图2示出了根据本专利技术的示例性实施例的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法的示意性流程图；
[0019]图3示出了根据本专利技术的示例性实施例的齿轮齿条的啮合示意图；
[0020]图4示出了根据本专利技术的示例性实施例的齿轮齿条在齿轮的曲率半径为第一曲率半径时的啮合位置的示意图；
[0021]图5示出了根据本专利技术的示例性实施例的齿轮齿条在齿轮的曲率半径为第二曲率半径时的啮合位置的示意图；
[0022]图6示出了根据本专利技术的示例性实施例的齿轮齿条在变安装距情况下在齿轮齿顶啮合的示意图；
[0023]图7示出了根据本专利技术的示例性实施例的确定变安装距齿轮齿条磨损量的步骤的示意性流程图；
[0024]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变安装距齿轮齿条磨损量计算方法，其特征在于，所述变安装距齿轮齿条磨损量计算方法包括：确定变安装距齿轮齿条传动过程中任意啮合点处的法向载荷和对应的滑移距离；基于安装距步长和滑移距离步长，将连续的磨损过程进行离散化处理，并确定变安装距齿轮齿条总的磨损量。2.根据权利要求1所述的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法，其特征在于，通过以下方式确定任意啮合点处的法向载荷：给定齿轮的任意安装距，确定所述安装距相对最小安装距的变化量；根据所述变化量，确定齿轮的在所述安装距任意啮合点处的啮合曲率半径；根据所述齿轮的啮合曲率半径，确定所述法向载荷。3.根据权利要求2所述的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法，其特征在于，根据所述变化量，确定齿轮在所述安装距任意啮合点处的啮合曲率半径，包括：根据所述变化量，确定齿轮齿条的啮合点位于第一位置处的所述齿轮的第一曲率半径；根据所述第一曲率半径，确定齿轮在所述安装距任意啮合点处的啮合曲率半径，其中，所述第一位置为在所述安装距下齿条的齿顶与所述齿轮齿条的啮合线相交的位置；所述第一曲率半径为所述安装距下的最小曲率半径。4.根据权利要求3所述的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法，其特征在于，通过以下方式确定所述第一曲率半径：确定齿轮模数、齿轮齿数、齿轮压力角、齿轮变位系数和齿条的齿顶高系数、齿条的齿顶圆角影响系数；根据所述安装距的变化量以及所述齿轮模数、齿轮齿数、齿轮压力角、齿轮变位系数和齿条的齿顶高系数、齿条的圆角影响系数，确定所述第一曲率半径。5.根据权利要求1所述的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法，其特征在于，通过以下方式确定任意啮合点的滑移距离：确定在所述安装距下所述齿条在第二位置的单侧齿面滑移距离，其中，所述单侧齿面滑移距离为由所述齿条单侧齿面啮合最高点和啮合最低点确定的齿廓距离；根据所述齿条在第二位置的单侧齿面滑移距离，确定任意啮合点处的滑移距离，其中，所述第二位置为在所述安装距下齿轮的齿顶与所述齿轮齿条的啮合线相交的位置。6.根据权利要求5所述的变安装距齿轮齿条磨损量计算方法，其特征在于，确定在所述安装距下所述齿条在第二位置的单侧齿面滑移距离，包括：确定齿轮模数、齿轮齿数、齿轮变位系数、齿轮压力角、齿轮的齿顶高系数和齿条的齿顶高系数、齿条的齿顶圆角影响系数；根据所述安装距的变化量以及所述齿轮模数、齿轮齿数、齿轮变位系数、齿轮压力角、齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐颖杰，郑鹏，刘云峰，程亚红，郑显润，王文秀，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：