[发明专利]一种转向器变速比齿条的齿面修形方法

说明书

本发明公开了一种转向器变速比齿条的齿面修形方法，包括以下步骤：S1、获得理论产形轮齿面方程；S2、获得理论产形轮齿面和修形产形轮齿面任意位置对应两点之间的偏移量方程；S3、根据变速比齿条在不同传动工况下的瞬时接触线长度和接触点轨迹确定修形参数；S4、根据理论产形轮齿面和修形产形轮齿面修形量，获得修形产形轮齿面的极角方程；S5、根据理论产形轮齿面方程和修形产形轮齿面极角方程，获得修形后的变速比齿条齿面方程。本发明基于变速比齿轮齿条传动特性提出了一种新的利用产形轮修形的变速比齿条齿面修形方法，解决了插齿刀修形方法无法实现变速比齿条修形的问题，修形后的变速比齿条具有良好的传动性能和接触性能等优点。

技术领域

本发明属于非圆齿轮设计技术领域，具体涉及一种转向器变速比齿条的齿面修形方法。

背景技术

齿条是转向器关键构件，其传动性能直接决定了转向器的传动性能，最终影响装备的转向性能。转向器变速比齿条作为非标准齿条，具有复杂的齿面形状，且变速比齿轮齿条接触方式为线接触，而线接触对误差较敏感，因而需对变速比齿条进行修形来减小传动误差、提高传动性能。目前最常见的齿轮修形方法是插齿刀修形，通过改变刀具半径实现，多用于端面齿轮和涡轮修形，由于变速比齿条齿面上所有点处速度相等，该方法并不适用。为此，迫切需要提出变速比齿条新的修形方法。本发明提出了一种变速比齿条产形轮齿面修形方法，目前还没有关于变速比齿条产形轮齿面修形方法的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种转向器变速比齿条的齿面修形方法，它基于齿轮啮合原理，获得变速比产形轮齿面方程，且根据变速比齿轮齿条传动特性，提出了二次函数产形轮齿面修形表示方法，该方法解决了传统插齿刀修形方法无法实现变速比齿条修形的问题，修形后的变速比齿条具有良好的传动性能和接触性能等优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种转向器变速比齿条的齿面修形方法，该方法包括以下步骤：

S1、根据变速比齿条产形轮形状和螺旋运动，获得理论产形轮齿面方程；

S2、确定修形量的表示方法，获得理论产形轮齿面和修形产形轮齿面任意位置对应两点之间的偏移量方程；

S3、根据变速比齿条在不同传动工况下的瞬时接触线长度和接触点轨迹确定修形参数k_m和参数h_m的设计要求；

S4、根据理论产形轮齿面和修形产形轮齿面修形量，获得修形产形轮齿面的极角方程；

S5、根据理论产形轮齿面方程和修形产形轮齿面极角方程，获得修形后的变速比齿条齿面方程。

按上述方案，步骤S1具体为：变速比齿条的产形轮为螺旋渐开线齿轮，产形轮的截面形状为渐开线，则产形轮的齿廓方程可由以下公式获得：

其中，u为渐开线齿轮齿形角，α_k(u)为渐开线齿轮压力角，θ_k(u)为渐开线齿轮展角，v为产形轮齿面任意一点至端截面轴向距离，r_b为渐开线齿轮基圆半径，由以下公式获得：

其中，r_c为节圆半径，α为渐开线齿轮分度圆压力角。

加入螺旋角β_g，理论产形轮齿面上任意位置的齿形角由以下公式可计算获得：

理论产形轮齿面可由产形轮齿廓经过螺旋运动得到，理论产形轮齿面方程由以下公式获得：