[发明专利]一种基于实测载荷谱的弧齿锥齿轮修形齿面的修形方法

摘要

本发明涉及一种基于实测载荷谱的弧齿锥齿轮修形齿面的修形方法，属于机械设计技术领域。该方法根据实测载荷谱，经过统计分析获得载荷分布，进而根据弧齿锥齿轮加载接触分析获得齿面应力分布，通过应力‑强度干涉原理建立以齿面接触失效概率为准则的评价模型，采用某种多维变量优化方法进行迭代计算，求解失效概率最小的弧齿修形齿面。与现有修形方案相比，本发明综合考虑了载荷大小和循环次数对齿面修形的影响，将以往名义载荷下的定性评价、考虑单一因素的基于经验的修形齿面及修形方法，改进到针对实测载荷谱下的定量评价、考虑多因素的修形齿面及迭代优化方法。经试验证明，采用该方法获得的修形齿面可有效提高弧齿锥齿轮的可靠性和承载能力。

主权项

一种基于实测载荷谱的弧齿锥齿轮修形齿面的修形方法，其特征在于，所述修形方法包括如下步骤：步骤S1：以间隔时间t测得弧齿锥齿轮服役周期内的λ个输入载荷，形成时间‑扭矩载荷谱Ti＝T(i·t)，i＝1,2,…,λ，i·t表示采样时刻，经过统计分析得到扭矩‑频次载荷谱j＝1,2,…,G；步骤S2：根据齿轮可靠性计算方法确定弧齿锥齿轮的允许强度及其变异系数Cn；步骤S3：设置迭代次数n为1，给定k组齿面作为初始迭代值；步骤S4：令l＝1,2,...,k，针对k组齿面分别在载荷谱的作用下，根据弧齿锥齿轮加载接触分析获得齿面应力‑频次分布f＝f″(σ),σmin≤σ≤σmax，σ表示应力，σmin和σmax分别为σj中的最小、最大值，σj表示在载荷谱j＝1,2,…,G，的作用下，对应载荷平均值得到的啮合周期中的齿面最大应力；步骤S5：通过应力‑强度干涉原理，分别计算在载荷谱作用下每组齿面的失效概率P1,P2,…,Pk，以失效概率作为齿面优劣的评价准则；步骤S6：如果迭代次数n达到预设最大迭代次数N，或者有一组齿面失效概率低于预设值，结束迭代并进入步骤S8；否则进入步骤S7；步骤S7：从k组齿面中，得到满足凸性要求的新的k组齿面将n加1，返回步骤S4；步骤S8：从k组齿面中，找出失效概率最小的齿面输出该齿面并结束计算。