[发明专利]弧齿锥齿轮含安装误差的齿面载荷传动误差数值计算方法

摘要

本发明公开了一种弧齿锥齿轮含安装误差的齿面载荷传动误差数值计算方法，在齿面接触分析的基础上求解弧齿锥齿轮在加载和不加载条件下的齿面传动误差，且在求解过程中考虑了安装误差对传动误差的影响，能保证两齿面之间真正发生点接触。为弧齿锥齿轮的设计与分析提供有意义的思路。整个求解过程均可利用数值计算辅助软件予以实现，不存在人为因素导致的偶然性和不确定性，计算过程可通过软件实现。

主权项

1.一种弧齿锥齿轮含安装误差的齿面载荷传动误差数值计算方法，分别计算单齿啮合不加载、加载和双齿啮合不加载、加载状态下考虑安装误差的弧齿锥齿轮传动误差，从而分别得出单齿啮合载荷传动误差和双齿啮合载荷转动误差，包括以下步骤：1、传动误差定义传动误差表示的是在啮合转动过程中，从动轮的实际转角相对于理论转角的差值，即传动误差为：其中，φ1为小轮的转角；φ2为大轮的转角；N1和N2分别为小轮和大轮的齿数；2、单齿啮合不加载状态下的传动误差Δφ1计算2.1)输入机床调整卡参数、基本齿坯设计参数和刀具参数，通过齿面参数化建模，确定大、小齿轮的啮合接触状态以及坐标转换矩阵，大轮考虑安装误差的坐标转换矩阵，求解大、小齿轮精确的齿面初始点；2.2)根据点矢重合、法矢重合以及啮合条件建立啮合接触非线性方程组(TCA方程组)；2.3)计算大轮理论转角，求解大轮理论转角，计算传动误差，求得未知参数；2.4)改变小轮转角，重复步骤2.2)和2.3)，如此循环迭代，直至求出在所需转角支架的大轮实际转角，即可计算出Δφ1；3、单齿啮合加载状态下，由于受载变形引起的传动误差Δ1*计算3.1)求解齿面上接触点K到旋转轴线的距离rk、齿面主曲率δk和接触点K的螺旋角βk和齿面接触力F；3.2)根据主曲率δk和齿面接触力F计算齿面接触椭圆的长半轴a、短半轴b及以及齿面变形量w；3.3)根据上述求解得出的参数，求解在载荷作用下引起的传动误差△1*；4、单齿啮合载荷状态下的传动误差5、双齿啮合不加载状态下的传动误差计算过程和原理与单齿啮合下不加载状态下的计算一样；6、双齿啮合加载状态下的传动误差计算6.1)先根据输入参数确定其中一个齿对0的啮合接触状态和坐标转换矩阵，求解初始点，并建立TCA方程组；6.2)再将齿对0通过坐标变换绕自身轴线旋转一个齿的角度得到齿对1，重新根据输入参数确定其啮合接触状态和坐标变换矩阵，建立TCA方程组；6.3)根据建立的方程组求解方程中所涉及的未知参数变量，包括大轮实际转角和小轮实际转角；6.4)基于求得的大轮实际转角和小轮实际转角，利用单齿啮合不加载计算时的公式计算得出双齿啮合传动的不加载传动误差；6.5)根据齿对0的TCA方程组，求解齿面主曲率δk0、接触点螺旋角βk0、接触点到轴线距离rk0和由于受载变形引起的传动误差STE0；根据齿对1的TCA方程组，求解齿面主曲率δk1、接触点螺旋角βk1、接触点到轴线距离rk1和由于受载变形引起的传动误差STE1；6.5)利用步骤(i)计算出的参数，建立传动误差相等和载荷平衡方程，分别计算出两个啮合齿对上的齿面接触力F0和F1，回代求解可得双齿啮合加载状态下两啮合齿对引起的传动误差。