[发明专利]基于轮齿热弹性变形和齿轮歪斜变形的圆柱直齿轮齿廓修形方法

摘要

本发明公开了一种基于轮齿热弹性变形和齿轮歪斜变形的圆柱直齿轮齿廓修形方法，步骤为：1基于UG建立齿轮三维模型；2将齿轮三维模型导入有限元软件分析在某工况下齿轮的热弹性耦合变形；3基于UG建立齿轮箱整体三维模型；4将齿轮箱三维模型导入有限元软件分析在某工况下的齿轮箱受力变形；5分析齿轮箱综合变形导致齿面在不同方向的变形量，以及变形特点；6针对热弹性变形以及齿轮不同平面内的歪斜变形对齿面应力的影响特点，考虑到齿廓修形中；7将热弹性变形和齿面在切平面内的歪斜变形考虑在内，得出齿廓修形曲面公式，并进行齿廓修形。本发明提高了高速重载工况下工作的圆柱直齿轮的修形精度，有效改善齿面载荷均布情况，提高齿轮的服役寿命。

主权项

1.一种基于轮齿热弹性变形和齿轮歪斜变形的圆柱直齿轮齿廓修形方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)、基于UG建立齿轮三维模型和齿轮箱整体三维模型；(2)、利用有限元软件Workbench分析轮齿热弹耦合变形、齿轮箱受力变形，得到齿轮热弹性变形量，轴、轴承和箱体轴孔的受力变形量；(3)、分析轮齿热弹性变形对齿轮应力的影响；(4)、分析齿轮由于齿轮箱各组件综合变形所导致的在切平面内发生的歪斜变形量，及其对齿轮应力分布的影响，并分析歪斜变形时的齿面弹性变形量；(5)、综合考虑轮齿热弹性变形和齿面在切平面歪斜时的弹性变形对齿轮进行齿廓修形，齿面歪斜时齿面两端的变形量不同，将热弹性变形量和齿面歪斜时的弹性变形量进行叠加，推导出基于热弹性变形和齿面歪斜变形的齿顶修形曲面方程：0≤x≤L，△_HN≤y≤△_GM式中，z——齿廓修形曲面沿齿宽方向上的任意坐标；x——啮合位置的相对坐标，沿啮合线测量，原点在单双啮合的临界点；β——与齿轮变形规律相关的系数，取1.22；y——是任意修形面MNHG沿齿宽方向任意点处的修形宽度；L——齿端修形长度；b——齿宽；Δ_1max＝δ_1c+δ_1zΔ_2max＝δ_2c+δ_2z式中，Δ_1max、Δ_2max——AE和CF两端的最大修形量，此处为主从齿轮发生偏斜θ_Tx时的热弹变形的综合变形量；δ_1c、δ_1z、δ_2c、δ_2z——接触齿面两端从动轮和主动轮各自的热弹耦合变形量。