[发明专利]一种包络插削的高阶多段变形椭圆齿轮副参数化设计方法

权利要求书

1.一种包络插削的高阶多段变形椭圆齿轮副参数化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、对所述高阶多段变形椭圆齿轮副进行参数解耦；

步骤2、利用离散数值点拟合插齿刀轮廓数学模型，所述离散数值点包括至少一个插齿刀齿廓特征点和至少一个插齿刀齿廓随机数值点；

步骤3、构建高阶多段变形椭圆齿轮副插削联动数学模型；

步骤4、确定插齿刀的插削弧度步长g；

步骤5、通过虚拟插削对待加工高阶多段变形齿轮进行插削加工，从待加工的高阶多段变形齿轮上的初始插削点沿加工方向通过弧长累加的方式开始计算待加工的高阶多段变形齿轮节曲线弧长S_i，当S₁≥g时插刀进行第一次插削；

步骤6、当第一次插削完成后,继续对待加工高阶多段变形齿轮节曲线的弧长进行累加，当S_i≥ig，对插齿刀进行第i次插削；

步骤7、重复步骤5直至整个高阶多段变形齿轮插削完成。

2.根据权利要求1所述的一种包络插削的高阶多段变形椭圆齿轮副参数化设计方法，其特征在于，所述待加工的高阶多段变形椭圆齿轮节曲线坐标方程为：

所述高阶多段椭圆齿轮节曲线的弧长为：

式中，A为半长轴；k为偏心率；式中：n为阶数；N为分段数；j＝1,2,3,...N，为段序号；m_j为每段变性系数，且r_ij为第i周期第j段极径、m_n为法向模数、z为齿数、β_c为螺旋角。

3.根据权利要求2所述的一种包络插削的高阶多段变形椭圆齿轮副参数化设计方法，其特征在于，所述直齿轮螺旋角β_c＝0，斜齿轮螺旋角范围为8≤β_c≤15。

4.根据权利要求1所述的一种包络插削的高阶多段变形椭圆齿轮副参数化设计方法，其特征在于，所述解耦后的高阶多段变形椭圆齿轮副传动比函数：

i_12(ij)(a,A₁,K₁,n₁,m_j)＝i₁₂+i_12(ij)(a)+i_12(ij)(A₁)+i_12(ij)(k₁)+i_12(ij)(n₁)+i_12(ij)(m_1j)

式中：i₁₂常数项、i_12(ij)(x)中的各项为非耦合项，表示变量x单独变化对总体传动比函数的影响、a为中心距、A₁为主动轮半长轴、k₁为主动轮偏心率、n₁为主动轮阶数、N₁为主动轮分段数、m_1j为主动轮变性系数、m_n为法面模数、β_c为螺旋角、z为主动轮齿数。

5.根据权利要求4所述的一种包络插削的高阶多段变形椭圆齿轮副参数化设计方法，其特征在于，所述虚拟插削加工采用插齿刀恒转速法，获得高阶多段变形椭圆齿轮副插削联动数学模型，且

其中o_ao_b为所述高阶多段变形椭圆齿轮副转心距离、为总转角、v_x为插刀与齿坯端面让刀运动速度、w_a为齿坯转动角速度、w_b为插齿刀转动角速度。