[发明专利]一种降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法

权利要求书

1.一种降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：该方法步骤如下：

步骤(1)、根据未修形锥齿轮及修形锥齿轮的加工原理，分别建立锥齿轮加工的三维数学模型；

步骤(2)、得到未修形锥齿轮及修形锥齿轮的齿面方程；

步骤(3)、利用MATLAB/maple软件编写齿面点计算程序，得到齿面点；

步骤(4)、基于Pro/E建立锥齿轮的三维实体模型，建立锥齿轮LTCA加载接触有限元分析模型，添加载荷、边界条件及接触对，进行有限元分析计算；

步骤(5)、以轴向错位误差为例，预先给定锥齿轮轴向错位误差，分别建立LTCA有限元加载接触分析模型，获取齿面接触迹及传动误差曲线；

步骤(6)、对传动误差曲线进行对比分析，得出结论。

2.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(1)中的未修形锥齿轮的加工原理是基于刨齿加工原理的，修形锥齿轮的加工原理采用磨床进行磨削加工的方式进行的。

3.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(2)中的刀具产形面位失方程r_c＝[0,l,d,1]，法矢方程n_c＝[1,0,0]，式中l,d为刀刃上某点在刀具坐标系的位置参数。

4.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(2)中的刀具坐标系到未修形齿轮坐标系的坐标转换矩阵M_1c＝M_1b·M_bm·M_mg·M_ga·M_ac，式中

其中，α为被加工齿轮的压力角，为摇台转角，δ_f为被加工齿轮的根锥角，φ为齿轮毛坯转角。

5.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(2)中的齿轮毛坯转角φ与摇台转角满足关系式式中I_f为机床滚比。

6.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(2)中的未修形锥齿轮的齿面位矢法矢式中为转动子矩阵，n_c(l,d)为产形面的法矢，为产形面到齿轮的坐标转换矩阵，为摇台转角，l,d为刀刃上某点在刀具坐标系的位置参数。

7.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(2)中的啮合方程式中其中V_m为相对速度，为机床坐标系中的位矢，r_c(l,d)为产形面的位矢，为产形面坐标到机床坐标的坐标转换矩阵，n_c(l,d)为产形面的法矢，为摇台转角，l,d为刀刃上某点在刀具坐标系的位置参数。

8.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(2)中的未修形锥齿轮的齿面方程是基于未修形锥齿轮的齿面方程的，但是需要建立抛物线关系式式中为摇台转角。

9.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(3)中的齿面点求解程序采用fsolve算法进行编程迭代求解。

10.根据权利要求1所述的降低安装误差对齿轮传动副敏感性的齿面修形方法，其特征在于：所述步骤(4)中的锥齿轮LTCA加载接触有限元分析模型为五齿对加载接触分析模型，网格单元为C3D10，载荷边界条件为150N·m的扭矩，幅值曲线设置为阶段函数曲线，分析步设置为稳态分析步；所述步骤(5)中的轴向错位误差为0.5mm，分析计算得到齿面接触迹及传动误差曲线；所述步骤(6)中的比较未修形齿轮与修形齿轮的传动误差曲线幅值大小、接触迹图，得出结论。