[发明专利]一种滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种减速器分析方法，具体涉及一种滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法，属于减速产品技术领域。

背景技术

滤波减速器是一种新型渐开线少齿差精密减速器，作为大传动比、高效率的减速器，其传动效率、可靠性及传动精度在很大程度上由齿面润滑状态及齿轮啮合传动的动力学特性决定，因此深入研究滤波减速器齿面润滑及动力学特性，探讨修形方法对滤波减速器动力学性能的影响，对提高减速器的综合性能具有理论指导意义和工程实用价值；现有技术中在用有限元软件建立了滤波减速器多齿啮合模型的基础上，分析了齿廓修形对轮齿啮入啮出冲击及齿顶刮行的影响，但并未考虑不同的修形量及齿面摩擦因素，另外，对直齿轮齿根动应力进行了分析，指出齿面摩擦因素对接触应力有显著影响。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法，研究对比滤波减速器在齿面无摩擦与有摩擦情况下的轮齿啮合冲击情况，并在混合润滑状态下，分析齿廓修形参数对减速器啮合冲击的影响，为滤波减速器的进一步优化设计提供理论依据。

（二）技术方案

本发明的滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法，包括以下步骤：

第一步：针对滤波减速器的啮合冲击问题，综合考虑转速、负载和真实齿面粗糙度等因素的影响，建立反映减速器实际工况的混合润滑数学模型；

第二步：给出混合润滑状态下摩擦因数的计算方法，对不同转速下齿轮啮入点的润滑状态进行了数值计算；

第三步：提出针对减速器实际工况的齿廓修形方法，建立减速器有限元模型，并分析齿面摩擦、齿廓修形及润滑状态对减速器啮合冲击的影响。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明的滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法，研究对比滤波减速器在齿面无摩擦与有摩擦情况下的轮齿啮合冲击情况，并在混合润滑状态下，分析齿廓修形参数对减速器啮合冲击的影响，为滤波减速器的进一步优化设计提供理论依据。

具体实施方式

一种滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法，包括以下步骤：

第一步：针对滤波减速器的啮合冲击问题，综合考虑转速、负载和真实齿面粗糙度等因素的影响，建立反映减速器实际工况的混合润滑数学模型；

第二步：给出混合润滑状态下摩擦因数的计算方法，对不同转速下齿轮啮入点的润滑状态进行了数值计算；

第三步：提出针对减速器实际工况的齿廓修形方法，建立减速器有限元模型，并分析齿面摩擦、齿廓修形及润滑状态对减速器啮合冲击的影响；结果表明：在混合润滑状态下，齿面摩擦因数随转速增大而减小；相比无摩擦接触，齿面有摩擦接触可明显降低齿轮的啮合冲击，改善齿轮的接触状态，因此在滤波减速器的啮合冲击研究中，齿面摩擦因素不可或缺。

本发明的滤波减速器的啮合冲击分析与修形方法，基于滤波减速器齿轮的精确几何模型，将真实的齿面形貌引入到齿轮混合润滑模型中，深入探讨了混合润滑状态下齿面摩擦因数的计算方法，计算结果显示，减速器齿面的摩擦因数随转速增大而减小，这对滤波减速器的传动效率研究具有重要意义；分析了齿面摩擦因数对滤波减速器动力学性能的影响，结果表明润滑油膜的存在可明显改善滤波减速器的动力学性能，因此，在滤波减速器的修形与啮合冲击研究中齿面摩擦因素不可或缺；将真实工况下的齿面润滑状况引入到滤波减速器的有限元模型，在动力学范畴内分析研究了不同齿廓修形量对减速器啮合冲击及齿面接触状态的影响规律；针对设定的滤波减速器工况的分析结果表明，理想的齿廓修形可以明显改善滤波减速器的动力学性能，当输出齿轮修形量为46um、双联齿轮修形量为30um时动力学性能最好，而过小、过大的修形量并不能达到改善减速器动力学性能的目的；不同的润滑状态对滤波减速器的啮合冲击有较大的影响，在宽转速范围内的滤波减速器动力学性能与转速成负相关关系，这一结果对修形滤波减速器的工况选择应具有指导意义。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。