圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法技术

本发明专利技术公开了一种圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法，包括以下步骤：1)、以齿形展开图来定义水平坐标和垂直坐标，建立圆柱齿轮齿廓修形的数学模型,求解圆柱齿轮齿廓修形方程；2)、齿向修形在测量圆柱展开平面中定义，以齿线长度方向为横坐标，建立圆柱齿轮齿向修形的数学模型,求解圆柱齿轮齿向修形方程；3)、以圆柱齿轮中心为坐标系原点，建立齿轮端面齿形曲线的数学模型，求解圆柱齿轮端面齿形的曲线方程；4)、根据圆柱齿轮端面齿形的曲线方程和齿向修形方程，求解圆柱齿轮齿面方程和法矢方程。本发明专利技术利用渐开线齿轮的特点，求得微观修形后的渐开线圆柱齿轮齿面，解决圆柱齿轮啮合噪音的问题。噪音的问题。噪音的问题。

【技术实现步骤摘要】
圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法


[0001]本专利技术涉及齿轮设计
，具体涉及一种圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法。

技术介绍

[0002]渐开线圆柱齿轮在啮合过程中，由于轴系变形、箱体变形以及轴承游隙，会导致齿轮存在错位，会导致齿轮在实际工作过程中存在偏载，从而导致齿轮啮合噪音较大，要改善齿轮的啮合噪音需要对齿轮齿面进行微观修形来改善噪音。
[0003]关于渐开线圆柱齿轮的齿面修形已经有了一些研究，现有的齿面修形方法主要有多种，一种是齿轮齿廓鼓形修形，这种方法可以改善齿高方向的偏载，缺点是修形表达不够全面，改善啮合噪音有限；一种是齿轮齿廓齿顶修形，这种方法可以减小啮入啮出冲击，缺点是修形表达不够全面，改善啮合噪音有限；一种是齿轮齿廓齿根修形，这种方法同齿轮齿廓齿顶修形一样，可以减小啮入啮出冲击，缺点是修形表达不够全面，改善啮合噪音有限。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法，本专利技术利用渐开线齿轮的特点，求得微观修形后的渐开线圆柱齿轮齿面，解决圆柱齿轮啮合噪音的问题。
[0005]解决上述问题的技术方案如下：
[0006]圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法，包括以下步骤：
[0007]1)、以齿形展开图来定义水平坐标和垂直坐标，建立圆柱齿轮齿廓修形的数学模型,求解圆柱齿轮齿廓修形方程；
[0008]2)、齿向修形在测量圆柱展开平面中定义，以齿线长度方向为横坐标，建立圆柱齿轮齿向修形的数学模型,求解圆柱齿轮齿向修形方程；
[0009]3)、以圆柱齿轮中心为坐标系原点，建立齿轮端面齿形曲线的数学模型，求解圆柱齿轮端面齿形的曲线方程；
[0010]4)、根据圆柱齿轮端面齿形的曲线方程和齿向修形方程，求解圆柱齿轮齿面方程和法矢方程。
[0011]采用上述技术方案的有益效果：
[0012]1.该计算方法通过修形后的端截形齿形曲线，绕着中心线做螺旋运动，计算求得微观修形后的渐开线圆柱齿轮齿面，为解决齿轮啮合噪音提供方法，能适用各种不同齿面的渐开线圆柱齿轮产品。
[0013]2.该计算方法的修形表达较为全面，应用灵活。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的流程图；
[0015]图2为本专利技术齿廓鼓形修形的示意图；
[0016]图3为本专利技术齿廓齿顶修缘的示意图；
[0017]图4为本专利技术齿廓压力角修形的示意图；
[0018]图5为本专利技术齿向修形的示意图；
[0019]图6为本专利技术端面齿形曲线示意图。
具体实施方式
[0020]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而非全部的实施例。通过参考附图描述的实施例为示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能简单地理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]下面结合附图对本专利技术进行详细说明。
[0022]如图1至图6所示，本专利技术的圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法，包括以下步骤：
[0023]1)以齿形展开图来定义水平坐标和垂直坐标，建立圆柱齿轮齿廓修形的数学模型,求解圆柱齿轮齿廓修形方程。
[0024]步骤1)中求解圆柱齿轮齿廓修形方程如下：
[0025]1‑
1)对齿廓评定范围进行二次抛物线鼓形修形，方程如下：
[0026][0027]式中，δ
PC
为齿廓二次抛物鼓形量，ρ
ST
为齿廓修形评价起始点，ρ
END
为齿廓修形评价终止点，ρ
M
为齿廓修形评价中点，Δρ为齿廓修形量，ρ为齿轮展长。
[0028]步骤1)中齿轮齿廓最高点在评定范围的中心ρ
M
可根据以下方程计算：
[0029]ρ
M
＝(ρ
ST
+ρ
END
)/2。
[0030]1‑
2)对齿廓顶部进行二次抛物线齿顶修缘，方程如下：
[0031][0032]式中，δ
PT
为齿廓二次抛物齿顶修缘量，ρ
T
为齿廓齿顶修缘的起始点；
[0033]1‑
3)对齿廓评定范围进行压力角修形，方程如下：
[0034][0035]式中，δ
PA
为齿廓压力角修形量；
[0036]1‑
4)根据步骤1
‑
1)、1
‑
2)、1
‑
3)，得到渐开线圆柱齿轮齿廓修形的表达方程：
[0037][0038]2)齿向修形在测量圆柱展开平面中定义，以齿线长度方向为横坐标，建立圆柱齿轮齿向修形的数学模型,求解圆柱齿轮齿向修形方程。
[0039]步骤2)求解圆柱齿轮齿向修形方程如下：
[0040][0041]式中，δ
L
为齿轮齿向修形鼓形量，β
L
为测量圆柱上的螺旋角，b齿轮齿宽，L为齿线长度，V齿向修形量。
[0042]3)以圆柱齿轮中心为坐标系原点，建立齿轮端面齿形曲线的数学模型，求解圆柱齿轮端面齿形的曲线方程。求解圆柱齿轮端面齿形的曲线方程如下：
[0043][0044]式中，r
b
为齿轮的基圆半径，u为曲线参数，σ0为齿轮基圆齿槽半角，x0为齿轮端面齿形曲线x方向的分量，y0为齿轮端面齿形曲线y方向的分量，Δρ为齿廓修形量；
[0045]4)根据圆柱齿轮端面齿形的曲线方程和齿向修形方程，求解圆柱齿轮齿面方程和法矢方程。求解圆柱齿轮齿面的方程为：
[0046][0047]式中，x0为齿轮端面齿形曲线x方向的分量，y0为齿轮端面齿形曲线y方向的分量，θ为齿轮端面齿形曲线旋转角度，β
L
为测量圆柱上的螺旋角，L为齿线长度，V齿向修形量，X为齿轮齿面X方向坐标，Y为齿轮齿面Y方向坐标，Z为齿轮齿面Z方向坐标。
[0048]步骤4)中齿轮端面齿形曲线旋转角度θ可根据以下方程计算：
[0049][0050]S＝e+Lsinβ
L
+Vcosβ
L
[0051]式中，e为测量圆柱上齿宽中间截面的端面齿槽宽的一半，S为测量圆柱展开平面中齿轮的弧长；
[0052]步骤4)中齿面法矢根据以下方程计算：
[0053][0054]其中，
[0055][0056][0057]式中，为齿轮齿面的法矢向量，N
X
为齿轮齿面法矢的X方向的分量，
[0058]N
Y
为齿轮齿面法矢的Y方向的分量，N
Z
为齿轮齿面法矢的Z方向的分量，为齿轮齿面Y方向分量对u参数求偏导，为齿轮齿面X方向分量对u本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、以齿形展开图来定义水平坐标和垂直坐标，建立圆柱齿轮齿廓修形的数学模型,求解圆柱齿轮齿廓修形方程；2)、齿向修形在测量圆柱展开平面中定义，以齿线长度方向为横坐标，建立圆柱齿轮齿向修形的数学模型,求解圆柱齿轮齿向修形方程；3)、以圆柱齿轮中心为坐标系原点，建立齿轮端面齿形曲线的数学模型，求解圆柱齿轮端面齿形的曲线方程；4)、根据圆柱齿轮端面齿形的曲线方程和齿向修形方程，求解圆柱齿轮齿面方程和法矢方程。2.根据权利要求1所述的圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的方法，其特征在于，步骤1)中建立渐开线圆柱齿轮齿廓修形的数学模型如下：1
‑
1)对齿廓评定范围进行二次抛物线鼓形修形，方程如下：式中，δ
PC
为齿廓二次抛物鼓形量，ρ
ST
为齿廓修形评价起始点，ρ
END
为齿廓修形评价终止点，ρ
M
为齿廓修形评价中点，Δρ为齿廓修形量，ρ为齿轮展长；1
‑
2)对齿廓顶部进行二次抛物线齿顶修缘，方程如下：式中，δ
PT
为齿廓二次抛物齿顶修缘量，ρ
T
为齿廓齿顶修缘的起始点；1
‑
3)对齿廓评定范围进行压力角修形，方程如下：式中，δ
PA
为齿廓压力角修形量；1
‑
4)根据步骤1
‑
1)、1
‑
2)、1
‑
3)，得到渐开线圆柱齿轮齿廓修形的表达方程：3.根据权利要求2所述的圆柱渐开线齿轮齿廓齿向修形的计算方法，其特征在于：步骤1)中齿轮齿廓最高点在评定范围的中心ρ
M
可根据以下方程计算：ρ
M
＝(ρ
ST
+ρ
END
)/2。4.根据权利要求1所述的圆柱渐开线齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈方，罗会兵，唐祥华，李小粉，李先平，孙宇，陈瑶，叶鑫，
申请(专利权)人：重庆青山工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：