[发明专利]非标准渐开线齿轮传动分析方法

说明书

一种非标准渐开线齿轮传动系统的分析方法，用标准渐开线齿轮副对非标准渐开线齿轮副进行替换后，针对标准渐开线齿轮副利用分析软件进行分析以反应对应的非标准渐开线齿轮副的性能；所述标准渐开线齿轮副在啮合点处的受力与非标准渐开线齿轮副在啮合点处的受力接近。将替代过程用计算的方式来完成，避免了目前由于非标齿轮不能直接仿真分析而在从设计、试制、到批量化生产的过程中，都需要经过大量的实物进行试验验证而成本高昂、效率低下、速度极慢的问题，因而能够节约大量的人力物力，使非标齿轮能够快速进入量产，大大降低了非标齿轮的生产成本。

技术领域

本发明涉及一种齿轮传动分析方法，具体涉及一种非标准渐开线齿轮传动系统的分析方法。

背景技术

国内外的专家在对渐开线齿形进行变形研究时，有不少研究人员发现非标准渐开线齿轮在某些方面的性能要明显优于标准渐开线齿轮，由于目前市场主流传动分析软件都是基于标准渐开线齿轮编译，计算齿轮副受力结果时，采用的都是标准渐开线齿轮进行计算，其计算结果与非标准渐开线齿轮副的受力结果相差很大，因此不能直接用于非标准渐开线齿轮副的仿真分析。所以对于非标准渐开线齿轮，一直以来由于缺乏有效的仿真及分析手段，导致这类非标准渐开线齿轮、或者含有这类齿轮的传动系统在从设计、试制、到批量化生产的过程中，需要经过大量的试验验证，难以像标准渐开线齿轮一样实现快速量产，同时，传动系统中的轴承、壳体等重要零部件，因为无法获得准确的齿轮啮合力，传动分析软件对其受力结果的计算也是不准确的，无法通过仿真技术提前得知这些重要零部件是否满足设计要求。因此，即使这类非标准齿轮副或者传动系统有着相对于标准渐开线齿轮有着明显的优越性，但高昂的试验成本、生产效率低下、量产化的速度极慢等特点给这类非标准渐开线齿轮的应用推广带来巨大的困难。所以,找到等效替代方法使得传动分析软件可以对含有特殊齿制齿轮的齿轮箱进行前期设计分析工作就显得十分迫切。

通过对国内文件进行搜索,发现有相关专利申请:如申请号CN201110138126.1,名称为渐开线斜齿轮的高精度建模方法的发明专利公开了一种斜齿轮的建模过程,以渐开线斜齿轮的基本原理和齿条与齿轮的啮合为基础，进行推导出适用于三维软件的公式。

上述专利是一种齿轮的建模方法，属于齿轮加工制造前的设计步骤，而不能用于对已经设计出或加工好的既有齿轮进行受力分析，这与本申请中对既有非标准渐开线齿轮进行仿真分析以检测齿轮性能的目的完全不同。

发明内容

本发明为解决当前缺少对非标准渐开线齿轮传动系统进行受力情况的仿真分析的问题，提出了一种非标准渐开线齿轮传动系统的分析方法，采用一系列方法将传动系统中的非标准渐开线齿轮用一对在啮合时受力情况相同的标准渐开线齿轮替换后，再进行仿真分析。

本发明为解决上述问题所采用的技术手段为：一种非标准渐开线齿轮传动系统的分析方法，用标准渐开线齿轮副对非标准渐开线齿轮副进行替换后，针对标准渐开线齿轮副利用分析软件进行分析以反应对应的非标准渐开线齿轮副的性能；所述标准渐开线齿轮副在啮合点处的受力与非标准渐开线齿轮副在啮合点处的受力接近。

进一步地，所述标准渐开线齿轮副在啮合点处的受力与非标准渐开线齿轮副在啮合点处的受力接近是指：标准渐开线齿轮副在啮合点处的圆周力与被替换的非标准渐开线齿轮副在啮合点处的圆周力相同，标准渐开线齿轮副在啮合点处的轴向力、径向力与被替换的非标准渐开线齿轮副在啮合点处的轴向力、径向力接近。

进一步地，用标准渐开线齿轮副对非标准渐开线齿轮副进行替换是指：根据非标准渐开线齿轮副在啮合点处的受力情况设定标准渐开线齿轮的齿数、中心距、传递扭矩，选取分度圆螺旋角、法向模数、法向压力角的初始值；根据使用需要设定各数值的误差范围；根据上述取值迭代计算得到分度圆螺旋角、法向模数、法向压力角的准确值。

进一步地，设定标准渐开线齿轮副的齿数、中心距、传递扭矩与非标准渐开线齿轮副的齿数、中心距、传递扭矩相等；选取标准渐开线齿轮副的分度圆螺旋角、法向模数、法向压力角的初始值分别与非标准渐开线齿轮副的分度圆螺旋角、法向模数、法向压力角的值相等。