[发明专利]渐开线斜齿轮副齿宽修形动力学模型建立方法

说明书

本发明提供了一种渐开线斜齿轮副齿宽修形动力学模型建立方法，包括以下步骤：采用多项式函数修形方法修形斜齿轮副的齿轮齿宽；将斜齿轮副沿齿宽方向离散成N个宽度相等的薄片齿轮副；通过计算处于啮合状态的薄片齿轮副的动态啮合力叠加和获得斜齿轮副的综合动态啮合力；通过计算处于啮合状态的薄片齿轮副的偏摆力矩叠加和获得斜齿轮副的综合摆向力矩；建立斜齿轮副的动力学方程，并将斜齿轮副的综合动态啮合力和斜齿轮副的综合摆向力矩代入动力学方程中。本发明通过将斜齿轮副沿齿宽方向离散成N个宽度相等的薄片齿轮副来计算，提高了齿宽方向不均的齿轮副动态特性准确性。

技术领域

本发明涉及机械动力学技术领域，特别是涉及一种渐开线斜齿轮副齿宽修形动力学模型建立方法。

背景技术

斜齿轮是大功率重载齿轮，对齿轮的强度要求比较高，对于存在齿向啮合偏差载荷分布不均的齿轮副，轮齿啮合中心并不在齿面齿宽方向的齿轮中间，甚至在齿轮运动过程中，啮合中心在齿宽方向左右变动。因此，难以分析这种由齿宽方向不均引起的齿轮副动态特性规律。

因此，如何提高齿宽方向不均的齿轮副动态特性准确性为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明目的是提供一种渐开线斜齿轮副齿宽修形动力学模型建立方法，能够提高齿宽方向不均的齿轮副动态特性准确性。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种渐开线斜齿轮副齿宽修形动力学模型建立方法，包括以下步骤：

采用多项式函数修形方法修形斜齿轮副的齿轮齿宽；

将所述斜齿轮副沿齿宽方向离散成N个宽度相等的薄片齿轮副；

通过计算处于啮合状态的所述薄片齿轮副的动态啮合力叠加和获得所述斜齿轮副的综合动态啮合力；

通过计算处于啮合状态的所述薄片齿轮副的偏摆力矩叠加和获得所述斜齿轮副的综合摆向力矩；

建立所述斜齿轮副的动力学方程，并将所述斜齿轮副的综合动态啮合力和所述斜齿轮副的综合摆向力矩代入所述动力学方程中。

在一个具体实施方案中，所述多项式函数的修形量公式为：

式中，Δ_d,i代表齿宽方向任意位置修形量，d_i为所述斜齿轮齿面上距离中心位置长度，s为多项式函数的弯曲指数，b为齿向修形长度，Δ_d为齿向修形量，d为齿宽，1≤s≤5。

在另一个具体实施方案中，处于啮合状态的所述薄片齿轮副的齿轮瞬时压力角为：

α_L＜α_t,i＜α_U；

α_L为所述斜齿轮的最小压力角，α_t,i为所述薄片齿轮副的齿轮瞬时压力角，i＝1,2分别代表所述斜齿轮副中的两个斜齿轮，α_U为所述斜齿轮的最大压力角。

在另一个具体实施方案中，所述斜齿轮副的综合动态啮合力计算公式为：

式中，为所述斜齿轮副的综合动态啮合力，F_m,i为第i对薄片齿轮副在啮合线方向上的动态啮合力。

在另一个具体实施方案中，每对薄片齿轮副在啮合线方向上的动态啮合力计算公式为：