[发明专利]一种非对称齿轮的精确设计和修形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非对称齿轮的精确设计和修形方法。

背景技术

齿轮传动是重要的机械传动方式之一，目前实际用于工业生产的主要是渐开线的对称齿轮。非对称齿轮在传递过程中，既能够满足对称齿轮的定传动比和可变中心距的要求，同时能够提高承载能力，具有更好的动力学特性，因此，在大扭矩和高转速的传动系统中具有很好的应用前景，具有很好的研究价值。

非对称齿轮工作齿侧和非工作齿侧具有不同的压力角及齿根圆弧，在实际的设计过程中，可以根据承载要求对工作齿侧和非工作齿侧进行设计。齿轮在啮合的过程中，由于存在啮合误差和安装误差，进而产生噪声和振动问题，因此加工的齿轮需要进行齿轮修形。

对于齿条型刀具加工的非对称齿轮，齿轮齿廓是根据齿条刀具与齿轮刀具的啮合而成形的。因此，可以通过啮合理论得到非对称齿轮的齿廓设计。传统修形齿轮的制造，一般是先加工出未修形的齿轮，然后再进行修形加工，加工工序较复杂，效率低下，精度低，并且后期的修形加工会破坏齿轮的完整性，金属内部流线被切断，齿轮的强度会降低，使用寿命减短。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种非对称齿轮的精确设计和修形方法，实现在设计阶段的非对称齿轮的模型建立和渐开线修形。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种非对称齿轮的精确设计和修形方法，包括以下步骤：

S1、根据齿条刀具的结构得到齿条刀具的齿廓方程；齿条刀具的一个齿的工作齿侧和非工作齿侧具有不同的压力角和齿根圆弧，对刀具进行压力角修形，使刀具的工作齿侧具有两个不同的压力角；

S2、根据齿条刀具的运动规律将齿条刀具的齿廓方程进行坐标变换，得到齿轮坐标系下的齿条刀具方程；

S3、根据齿条刀具和齿轮的啮合规律得到啮合方程；

S4、根据齿条刀具方程和啮合方程确定非对称齿轮的齿廓方程；

S5、根据齿廓数据，进行三维建模。

上述方案中，齿条刀具非工作齿侧直线段DE对应成形的非对称齿轮的渐开线齿廓为：

x2=(-l1sinα1-ρ1cosα1-rjφ)cosφ+(l1cosα1-ha1*m+rj)sinφy2=(l1sinα1+ρ1cosα1+rjφ)sinφ+(l1cosα1-ha1*m+rj)cosφφ=-(l1+ρ1cosα1sinα1-ha1*mcosα1)/(rjsinα1)]]>