齿轮建模方法和齿轮建模装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种齿轮建模方法和装置，其中齿轮建模方法包括以下步骤：生成齿条刀具和齿轮坯料的模型；利用齿条刀具和齿轮坯料的模型，通过模拟齿条刀具相对齿轮坯料进行齿轮加工的切削运动，获得齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置；进而确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置；进而确定在每个模拟切削瞬间相对应的齿轮坯料上的被切削点的位置；进而获得齿轮的齿形轮廓；根据齿形轮廓，生成齿轮的模型。本发明专利技术的建模方法基于齿条刀具加工包络的过程，能真实反映出实际加工出来的齿根过度曲线的形状，建模精度高；同时可以实现蜗轮的建模。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械传动零件领域，具体而言，涉及一种齿轮建模方法和齿轮建模装置。
技术介绍
随着数控加工齿轮技术的发展，现在对于具有复杂齿面的齿轮加工也逐步得到实现，但数控技术加工齿轮，首先要输入符合数控加工要求的高精度坐标参数。目前对于一些具有复杂齿面的齿轮，要得到齿面的坐标参数，主要手段是通过计算机进行复杂的共轭方程求解或者离散法求交再曲面弥合的繁琐运算来获得的，耗费时间太长，且得到的齿面精度较低，不能很好的反应复杂共轭齿面间的啮合质量。因此，为获得符合数控加工要求的高精度坐标参数而建立齿轮的三维实体模型变得越来越有必要。为较快获得高精度齿轮的三维实体，高效正确的齿轮建模方法是基础。目前，齿轮建模方法主要有两种一、用渐开线方程来创建端面轮齿齿廓一按照特定曲线路径扫略该轮齿齿廓形成一个完整的轮齿实体一按照齿数阵列该轮齿实体一所得轮齿实体与基圆实体进行布尔运算得到最终齿轮。二、用渐开线方程来创建端面齿槽齿廓一创建齿轮坯料实体一将齿槽齿廓沿特定曲线扫略去除轮坯实体上的材料形成完整的齿槽特征一按照齿数对该齿槽特征进行阵列得到最终齿轮。但是上述两种方法均存在以下缺陷第一种和第二种建模方法在创建齿轮的齿根过度曲线时，均将该齿根过度曲线简化成为圆弧，这样做的后果是，没能真实的反应机加工齿轮的实际形状，而齿根过渡曲线的形状对应力集中的影响很大，所以，上述两种建模方法均存在建模精度不高的问题。另外，上述两种建模方法通过先得到齿轮齿廓或齿槽齿廓，再进行扫略、阵列等步骤得到最终的齿轮。这两种方法的适用范围是在任意两个端面的齿形相同或成比例的齿轮，比如直齿圆柱齿轮、斜齿轮以及锥齿轮等，但是对于蜗轮等任意两个端面的齿形既不相同也不成比例的齿轮，上述两中建模方法都无法实现。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种齿轮建模方法和齿轮建模装置，以解决现有技术中建模精度不高的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种齿轮建模方法，包括以下步骤生成齿条刀具和齿轮坯料的模型；利用齿条刀具和齿轮坯料的模型，通过模拟齿条刀具相对齿轮坯料进行齿轮加工的切削运动，获得齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置；根据齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置， 确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置；根据每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置，确定在每个模拟切削瞬间相对应的齿轮坯料上的被切削点的位置；根据在每个模拟切削瞬间相对应的齿轮坯料上的被切削点的位置，获得齿轮的齿形轮廓；根据齿形轮廓，生成齿轮的模型。进一步地，通过以下步骤确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置获取齿条刀具上的预定齿形在每个模拟切削瞬间的位置相对齿轮的分度圆的纯滚动的角度； 根据纯滚动的角度得到纯滚动的弧长；根据纯滚动的弧长得到齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域；根据齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域确定每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置。进一步地，通过以下公式得到齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域以及每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种齿轮建模方法，其特征在于，包括以下步骤：生成齿条刀具和齿轮坯料的模型；利用所述齿条刀具和齿轮坯料的模型，通过模拟所述齿条刀具相对所述齿轮坯料进行齿轮加工的切削运动，获得所述齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置；根据所述齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置，确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置；根据所述每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置，确定在每个模拟切削瞬间相对应的所述齿轮坯料上的被切削点的位置；根据在每个模拟切削瞬间相对应的所述齿轮坯料上的被切削点的位置，获得所述齿轮的齿形轮廓；根据所述齿形轮廓，生成所述齿轮的模型。

【技术特征摘要】
1.一种齿轮建模方法，其特征在于，包括以下步骤 生成齿条刀具和齿轮坯料的模型；利用所述齿条刀具和齿轮坯料的模型，通过模拟所述齿条刀具相对所述齿轮坯料进行齿轮加工的切削运动，获得所述齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置；根据所述齿条刀具上的预定齿形上的各点在每个模拟切削瞬间的位置，确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置；根据所述每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置，确定在每个模拟切削瞬间相对应的所述齿轮坯料上的被切削点的位置；根据在每个模拟切削瞬间相对应的所述齿轮坯料上的被切削点的位置，获得所述齿轮的齿形轮廓；根据所述齿形轮廓，生成所述齿轮的模型。2.根据权利要求1所述的齿轮建模方法，其特征在于，通过以下步骤确定在每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置获取所述齿条刀具上的预定齿形在每个模拟切削瞬间的位置相对所述齿轮的分度圆的纯滚动角度；根据所述纯滚动角度得到所述纯滚动的弧长；根据所述纯滚动的弧长得到所述齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域；根据所述齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域确定每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置。3.根据权利要求2所述的齿轮建模方法，其特征在于，通过以下公式得到所述齿条刀具的预定齿形在每个模拟切削瞬间的工作区域以及每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置 其中，所述Pm为所述齿条刀具节线上齿宽的一半，所述m为所述齿轮的模数，所述χ为所述齿轮的径向变位系数，所述au为所述齿条刀具的齿形角，所述s为所述纯滚动弧长， 所述r2为所述齿轮的分度圆半径，所述θ为所述纯滚动角度，所述ha为所述齿条刀具的齿顶高，所述hf为所述刀具的齿根高，所述Xl，71为每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置。4.根据权利要求2所述的齿轮建模方法，其特征在于，通过以下步骤确定所述每个模拟切削瞬间相对应的所述齿轮坯料上的被切削点的位置将所述齿条刀具的预定齿形在所述每个模拟切削瞬间发生切削的切削点的位置建模在第一坐标系中得到所述齿条刀具的切削点坐标；将所述齿条刀具的切削点坐标进行坐标变换到第二坐标系以得到所述齿轮坯料上的被切削点的坐标以得到所述齿轮坯料上的被切削点的位置。5.根据权利要求4所述的齿轮建模方法，其特征在于，所述坐标变换为通过以下公式获得cos 汐-sin^ -r2 sin ^ + 5 cos θM =sin θ cos θ r2 cos ^ + 5 sin ^ 0 0 1VV1=My, 1其中，所述M为所述第一坐标系到所述第二坐标系的转换矩阵，所述s为所述纯滚动弧长，所述巧为所述齿轮的分度圆半径，所述θ为所述纯滚动角度，所述Xl，y...

【专利技术属性】
技术研发人员：程爱明，杨轩，王文平，
申请(专利权)人：北京经纬恒润科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11