[发明专利]一种渐开线直齿圆柱齿轮副的齿向修形方法及与其配套的专用参数化CAD系统

摘要

本发明公开了一种渐开线直齿圆柱齿轮副的齿向修形方法及与其配套的专用参数化CAD系统，其齿向修形方法的主要步骤包括：建立通用的复合齿向修形曲线，然后采用正交试验方法，利用得到的若干条复合齿向修形曲线一一进行齿轮模拟齿向修形，并进行仿真传动试验后，以筛选出最优仿真传动试验结果所对应的那条复合齿向修形曲线。与之配套的专用参数化CAD系统，将齿向修形后的渐开线直齿圆柱齿轮副实体建模、啮合仿真分析以及提取齿向修形齿轮副的啮合性能等过程融入到一个系统中，其功能全、使用方便，可以高效率地用于齿轮研发的辅助设计。本发明的齿向修形方法通用性强、修形质量稳定可靠；CAD系统功能全、操作简单。

主权项

1.一种渐开线直齿圆柱齿轮副的齿向修形方法，仅对齿轮副中的一个齿轮进行齿向修形，该齿轮命名为齿轮A；齿轮副中的另一个齿轮命名为齿轮B；其特征在于，所述齿轮A的复合齿向修形曲线满足如下通式(1)：通式(1)中：0＜α＜1，1≤β≤3、1≤λ≤3；cc为齿轮A沿齿宽方向的最大修形量，10μm≤cc≤40μm；bc为远离鼓形中心一侧的齿轮端面到鼓形中心截面的距离；当齿轮的两个端面到鼓形中心截面的距离相等时，即为齿宽的一半；bci为复合齿向修形曲线上任意一点Pi点所在的轮齿截面到鼓形中心截面的距离；cci为复合齿向修形曲线上任意一点Pi点所在轮齿截面的渐开线齿廓曲线对应的修形量；所述齿轮A的复合齿向修形曲线是采用正交试验方法得到的，具体方法如下：将上述α、β、λ、cc、bc分别取具体数值并代入上述通式(1)得到若干条复合齿向修形曲线、再利用该若干条复合齿向修形曲线一一进行齿轮A的模拟齿向修形，并将模拟齿向修形后的齿轮A与齿轮B进行仿真传动试验后，筛选出最优仿真传动试验结果所对应的那条复合齿向修形曲线；所述正交试验方法的具体步骤如下：(1)、以上述通式(1)中的α、β、λ、cc、bc作为正交试验的5个影响因素，然后以这5个影响因素作为列、将每一影响因素划分为5个水平作为行，按照L25(56)的排布方式得到正交试验表；其中：α、β、λ、cc的数据是在各自的取值范围内，五等分后分别得到的五个具体数值；bc的数据是将bc±2mm这一数值范围五等分后得到的五个具体数值；(2)、从所得到的正交试验表中分别调取一行数据，并带入上述通式(1)，得到一条备选复合齿向修形曲线，总计得到25条备选复合齿向修形曲线；(3)、结合齿轮副的结构参数、工况参数、材料参数，利用上述25条备选复合齿向修形曲线分别对齿轮A进行模拟齿向修形，并对齿向修形后的齿轮副进行仿真传动模拟试验；然后，筛选出最优的仿真传动模拟试验结果，该最优的仿真传动模拟试验结果所对应的那条备选复合齿向修形曲线，即为齿轮A的复合齿向修形曲线；上述结构参数包括：齿轮A齿数、齿轮B齿数、模数、压力角、齿轮A变位系数、齿轮B变位系数、齿轮A齿宽、齿轮B齿宽、齿顶高系数、顶系系数、小轮轴当量直径、轴承跨距、制造安装误差、齿轮A齿宽中点到轴承跨距中点的距离、齿轮A轴孔直径、齿轮B轴孔直径、齿轮A轴孔倒角、齿轮B轴孔倒角；上述工况参数包括：主动轮转速、主动轮输入转矩、使用系数、动载系数、总载荷系数；上述材料参数包括：齿轮A弹性模量、齿轮A泊松比、齿轮A密度、齿轮B弹性模量、齿轮B泊松比、齿轮B密度、齿轮副接触疲劳极限。