[发明专利]一种非垂直交错轴齿轮及其建模方法

权利要求书

1.一种非垂直交错轴齿轮，其特征在于：包括相互啮合的第一直锥齿轮和第二直锥齿轮，其中，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴不相交，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴既不平行也不垂直，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿向线均为直线。

2.一种非垂直交错轴齿轮建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：计算第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿向线方程；

S2：计算第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿廓线方程；

S3：根据第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿向线方程和第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿廓线方程分别通过三维软件创建第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的模型并装配。

3.根据权利要求1所述的非垂直交错轴齿轮建模方法，其特征在于：齿向线方程根据第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴之间的最近距离、第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿数、第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴的空间夹角和齿向线的长度进行计算。

4.根据权利要求3所述的非垂直交错轴齿轮建模方法，其特征在于：第一直锥齿轮的齿向线方程的计算公式为：

第二直锥齿轮的齿向线方程的计算公式为：

其中，x₁,y₁分别表示第一直锥齿轮的齿向线上点的坐标，x₂,y₂分别表示第二直锥齿轮的齿向线上点的坐标，w₁和w₂分别表示第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴，a表示第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴之间的最近距离，z₁和z₂分别表示第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿数，Σ表示w₁和w₂的空间夹角，t表示齿向线的长。

5.根据权利要求1所述的非垂直交错轴齿轮建模方法，其特征在于：第一直锥齿轮的齿廓线方程为：

其中，中间变量Q_1x、Q_1y和Q_1w的计算公式为：

第二直锥齿轮的齿廓线方程为：

其中，中间变量Q_2x、Q_2y和Q_2w的计算公式为：

式中，α表示啮合角，x₁,y₁分别表示第一直锥齿轮的齿廓线上点的坐标，x₂,y₂分别表示第二直锥齿轮的齿廓线上点的坐标，w₁和w₂分别表示第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴，t表示齿向线的长，设定两齿轮在空间的位置关系为：第一直锥齿轮与坐标系O₁固联，第二直锥齿轮与坐标系O₂固联，齿轮的瞬时轴通过两齿轮轴最短距离连线的x轴O点，则a₁表示直线OO₁的长度，a₂表示直线OO₂的长度，γ₁表示瞬时轴与w₁的夹角，γ₂表示瞬时轴与w₂的夹角，ρ(θ)表示共法线长，θ表示齿轮的转动角度。

6.根据权利要求1所述的非垂直交错轴齿轮建模方法，其特征在于：步骤S3中齿轮模型的创建方法为：根据齿廓线方程计算齿向线上各离散点的坐标，由三维软件创建齿向线上每个离散点齿廓线的啮合点，连接啮合点得到齿廓线，由齿廓线创建齿面，由两齿面创建齿型，最后再将齿形阵列生成齿轮。