[发明专利]一种全工序法弧齿锥齿轮的设计方法

说明书

本发明提供了一种全工序法弧齿锥齿轮的设计方法，解决全工序法加工弧齿锥齿轮时齿面接触特征双面同步调整困难的问题，可以实现弧齿锥齿轮的高效、高质制造，经过验证齿面分区交界处光滑连接、且两齿面接触区均位于齿面中部，呈现内对角，且噪声声压68分贝，完全符合实际设计要求，有效的解决了全工序法加工弧齿锥齿轮双面接触特征同步调整困难的行业难题。

技术领域

本发明涉及弧齿锥齿轮加工方法，特别涉及一种全工序法弧齿锥齿轮的设计方法。

背景技术

弧齿锥齿轮以其噪音低、传动平稳、承载能力强、可靠性高等高性能优点而成为汽车、工程机械等装备中的重要传动件。汽车领域作为弧齿锥齿轮用量最大、最重要的应用领域，车辆齿轮占齿轮市场总额的62％。全工序法作为其主要加工方法，具有加工效率高、投资成本低、几何精度一致性好、轮齿强度高、可高速干切削等一系列优点，是现代弧齿锥齿轮制造技术的发展趋势，但依据现有全工序法加工弧齿锥齿轮一种全工序法弧齿锥齿轮的设计方法中参考点设置单一的原因，导致精确预控正车面、倒车面接触特征协同调整困难，存在一定的局限性。

目前齿轮副切齿计算都是大轮配置小轮，由小轮的刀盘参数和机床调整参数来保证齿轮副的接触特征。现有的全工序法设计方法中大轮加工方法与“五刀法”一致，其主要是通过设置大轮正车面的一个参考点计算出一组正车面机床调整参数；与此同时，求出与大轮正车面相啮合的小轮正车面的机床调整参数，随之小轮倒车面的的机床调整参数也被确定，切齿过程中同时加工出轮齿齿槽两侧；因为全工序法加工小轮只有一组加工调整参数，会造成在实际工作中一对齿面接触特征较好，而另一对齿面的接触特征较差的情况，如下图1所示。通过修正其中一个参数进而调整齿面接触性能，将影响两面的接触特征，很难使得两面的接触特征同步获得精确预控，很难满足现代高性能弧齿锥齿轮高效、高质的市场需求。

发明内容

本发明提供了一种全工序法弧齿锥齿轮的设计方法，其目的是为了解决背景技术中指出的问题。

为了达到上述目的，本发明的实施例提供了一种全工序法弧齿锥齿轮的设计方法，包括：

将大轮的正车面和倒车面分别划分为大端区、中间区、小端区三个区域，并分别在上述每个区域选取一个参考点，分别为并且在大轮的倒车面依照划分区域每个区域内选取一个参考点，分别为

将小轮正车面划分为大端区、中间区、小端区三个区域，在小轮齿面选取三个参考点，分别为P₁²、P₂²、P₃²，其小轮齿面不同区域的三个参考点由大轮齿面参考点或者小轮产形轮通过啮合方程确定；

针对每个参考点进行如下设计：

S1.确定需要的齿轮副的设计参数，并且通过节锥参数之间的几何关系计算齿轮副的几何参数，通过轮刀盘参数计算出大轮产形轮参数；

S2.S2.结合啮合方程(v₁₂n＝0)计算大轮机床调整参数和曲率参数；

其中：v₁₂为两运动曲面的相对运动速度；根据S2所得机床加工参数以及刀盘与大轮的相对位置关系，确定其相对运动角速度从而求得相对运动速度v₁₂；

n为两运动曲面的公法矢；确定S2所得刀盘参数建立刀盘产形轮数学模型，从而确定参考点法矢n。

S3.根据啮合方程计算小轮工艺齿面参考点处曲率参数及单位法矢；

S4.结合小轮刀盘参数计算出小轮产形轮参数；

S5.结合啮合方程计算出小轮切齿齿面参考点处曲率参数及单位法矢；