[发明专利]一种螺旋锥齿轮的综合啮合刚度的获取方法

说明书

本发明涉及一种螺旋锥齿轮的综合啮合刚度的获取方法，所述方法具体为：S1：基于多齿对和啮合状态分析，结合给定的齿轮的位移转角和目标齿对在理论啮合位置处的转角，获取产生接触的单齿对；S2：基于单齿对之间的贯入量、单齿对之间的啮合刚度，获得所有产生接触的齿对的分配载荷；S3：基于单齿对之间的变形量和分配载荷，获取多齿啮合状态下的综合啮合刚度。本发明结合了齿对之间的贯入量，更加的贴近实际情况，因此获得了缩小了与实际的误差。

技术领域

本发明涉及齿轮设计技术领域，具体涉及螺旋锥齿轮的接触分析。

背景技术

在实际的传动过程中，由于螺旋锥齿轮的重合度高，通常会处于单齿与多齿交替啮合的状态。多齿啮合状态下齿轮的综合刚度无法简单从单齿啮合刚度直接导出。目前最常见的综合刚度求解方法是考虑多齿啮合状态下重合度的影响，对单齿刚度进行叠加获得。在实际的多齿啮合状态下，载荷会在啮合齿对之间进行分配，各齿对之间分配载荷随着转角的变化而发生变化，刚度也随载荷的变化而变化，这导致在考虑多齿啮合状态下的单齿啮合刚度较单纯的单齿啮合刚度小。所以仅按理论重合度进行单纯的刚度叠加计算，并不满足多齿啮合的变形协调原理，会导致计算结果偏差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋锥齿轮的综合啮合刚度的获取方法，以解决现有技术不满足多齿啮合的变形协调原理，会导致计算结果偏差较大的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种螺旋锥齿轮的综合啮合刚度的获取方法，所述方法具体为：

S1：基于多齿对和啮合状态分析，结合给定的齿轮的位移转角和目标齿对在理论啮合位置处的转角，获取产生接触的单齿对；

S2：基于单齿对之间的贯入量、单齿对之间的啮合刚度，获得所有产生接触的齿对的分配载荷；

S3：基于单齿对之间的变形量和分配载荷，获取多齿啮合状态下的综合啮合刚度。

进一步，所述S1具体为：选择满足下式的齿对；

f(θ)-E_i(θ_i)≥0；

其中，θ表示给定的齿轮的位移转角；E_i(θ_i)表示传动误差，其中i＝1,2,3；θ₂表示给定的目标齿对在理论啮合位置处的转角；θ_nt表示啮合点处法矢与圆周切矢方向的角度，R_c表示啮合点所处圆周的半径；

其中，θ₁、θ₂和θ₃存在如下关系：

Z_G为大轮或者小轮齿数，θ₁表示给定的目标齿对的前序齿对的转动角度，θ₃表示给定的目标齿对的后序齿对的转动角度。

进一步，所述S2具体为：

S21：判断λ_i(θ)是否大于0，若大于0，则进入S22，反之则令F_ni＝0，进入S24；

S22：给定初始分配载荷F_ni和迭代的步长ΔF_N；

S23：基于S22的F_Ni，获取单齿啮合刚度K_GPi，然后判断F_Ni是否满足下式，若满足，则进行S24，否则令F_Ni＝F_Ni+ΔF_N，重新进行S22；