專利名稱：一種雙接觸齒輪旋動(dòng)干涉量的計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪加工余量的計(jì)算方法，具體涉及ー種雙接觸齒輪旋動(dòng)干涉量的計(jì)算方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的圓柱齒輪是純漸開線齒面， 這種純漸開線齒面的圓柱齒輪其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、カロエ容易，在機(jī)械傳動(dòng)中得到了廣泛應(yīng)用。但是純漸開線齒面的圓柱齒輪的齒面疲勞強(qiáng)度和抗彎曲強(qiáng)度小，在嚙合時(shí)噪聲大，齒面容易磨損，使用壽命短。齒面由漸開線和過(guò)渡曲線構(gòu)成的齒輪，齒面疲勞強(qiáng)度和抗彎曲強(qiáng)度好、嚙合時(shí)噪聲小，提高了齒輪強(qiáng)度和使用壽命。但是由漸開線與過(guò)渡曲線構(gòu)成的齒面，在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合時(shí)存在過(guò)渡曲線與漸開線的干渉。其干渉量的大小是確定滾刀沉切量、剃齒刀修形量的方向及修形量的大小的關(guān)鍵參數(shù)，準(zhǔn)確的滾刀沉切量、剃齒刀修形量的方向及修形量的大小是保證齒輪具有優(yōu)良特性和高的齒輪強(qiáng)度和使用壽命的重要途徑，試驗(yàn)方法確定干渉量準(zhǔn)確性高，但需要加工齒輪，建立試驗(yàn)臺(tái)，配備相應(yīng)精度的測(cè)試設(shè)備，時(shí)間長(zhǎng)費(fèi)用高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供ー種不需要加工齒輪、時(shí)間短費(fèi)用低的齒面由漸開線和過(guò)渡曲線構(gòu)成的雙接觸齒輪旋動(dòng)干涉量的計(jì)算方法。本發(fā)明的雙接觸齒輪旋動(dòng)干涉量的計(jì)算方法，其特征在于所述的計(jì)算方法其步驟如下A、建立模型I)依據(jù)使用要求，選取配對(duì)齒輪G和齒輪H的參數(shù)齒輪G :齒數(shù)Z1、模數(shù)ml、壓カ角α I、螺旋角β I、齒頂圓直徑dal、根圓直徑dil、節(jié)圓直徑djl ；齒輪H:齒數(shù)Z2、模數(shù)m2、壓カ角α2、螺旋角β 2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑di2、節(jié)圓直徑dj2 ；齒輪G與齒輪H兩齒輪的安裝中心距為Dtl ;2)根據(jù)上述選定的齒輪參數(shù)，在計(jì)算機(jī)屏幕上任選一點(diǎn)為齒輪G的固定中心點(diǎn)po2，其坐標(biāo)為xo2、yo2，在計(jì)算機(jī)上建立齒輪G與齒輪H旋動(dòng)嚙合的動(dòng)態(tài)模型；B、計(jì)算a )給定最大步長(zhǎng)qmax和步長(zhǎng)zdsdb )計(jì)算齒輪H的中心點(diǎn)podd的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)xddi、yddp計(jì)算式為Qi=Qi-I+Zdsdqi > qmax時(shí)，轉(zhuǎn)到C計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ ;qi < q_ 時(shí)，計(jì)算:Xddi= (xo2-D0*cos((q i /dj2) *2*0. 017453293))
yddi=(yo2-D0*sin((q i /dj2)*2*0. 017453293))式中i=l、2、3、4____q0=0qj步長(zhǎng)變量po2齒輪G的中心點(diǎn)X02、yo2齒輪G的中心點(diǎn)po2的X、Y坐標(biāo)pod齒輪H的動(dòng)態(tài)中心點(diǎn)Xddi, Yddi齒輪H的動(dòng)態(tài)中心點(diǎn)podd的X、Y坐標(biāo) 回到b 重復(fù)計(jì)算 xddi、yddi ；c )計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ，計(jì)算式為Θ =(zdsd/djl)*2d )計(jì)算公轉(zhuǎn)角度δ，計(jì)算式為δ = (zdsd/dj2) *2e )通過(guò)以上動(dòng)態(tài)計(jì)算，獲得齒輪G與齒輪H轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合時(shí)，齒輪H的動(dòng)態(tài)中心點(diǎn)podd的坐標(biāo)xddi、知屯和計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ及公轉(zhuǎn)角度δ，在計(jì)算機(jī)屏幕上自動(dòng)形成齒輪H的漸開線部分與齒輪G過(guò)渡曲線部分相互干涉的干涉斑，直接測(cè)量出干涉斑的寬度和弧長(zhǎng)，即得到了旋動(dòng)干涉量的大小。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是快速直觀的獲得齒輪旋動(dòng)干涉量，計(jì)算時(shí)間短，準(zhǔn)確性高，應(yīng)用此干涉量確定的滾齒刀沉切量、剃齒刀修形方向及修形量的大小，由此加工的齒輪精度高，齒面疲勞強(qiáng)度提高了 30%、抗彎曲強(qiáng)度提高了 15% ;兩齒輪嚙合時(shí)噪聲降低了 5 10分貝，減少了兩齒輪嚙合時(shí)的磨損，提高了齒輪的使用壽命。


圖I為齒輪G和齒輪H嚙合的示意圖。圖2為齒輪G和齒輪H旋動(dòng)嚙合的軌跡示意圖。圖中3、干涉斑，LI、寬度，L2、弧長(zhǎng)。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I本發(fā)明的雙接觸齒輪旋動(dòng)干涉量的計(jì)算方法，其計(jì)算步驟如下A、建立模型I)依據(jù)使用要求，確定配對(duì)齒輪G和齒輪H的參數(shù)為A齒輪齒數(shù)Zl=35、模數(shù)ml=5. 5、壓力角α 1=20°螺旋角β 1=15° 40’29”、齒頂圓直徑dal=206. 2齒根圓直徑di 1=176. 392毫米、節(jié)圓直徑dj 1=192. 227毫米；B齒輪齒數(shù)Z2=35、模數(shù)m2=5.5、壓力角α2=20°螺旋角β2=15° 40’29”、齒頂圓直徑da2=206. 2、齒根圓直徑di2=176. 392毫米、節(jié)圓直徑dj2=192. 227毫米；齒輪G與齒輪H兩齒輪的安裝中心距Dtl = 192. 227毫米；2)根據(jù)上述選定的齒輪參數(shù)，在計(jì)算機(jī)屏幕上任選一點(diǎn)為齒輪G的固定中心點(diǎn)po2，其坐標(biāo)為xo2=437. 219、yo2=143. 169，在計(jì)算機(jī)上建立齒輪G與齒輪H旋動(dòng)嚙合的動(dòng)態(tài)模型；B、計(jì)算a )給定最大步長(zhǎng)qmax=40毫米和步長(zhǎng)zdsd=30毫米b )計(jì)算齒輪H的中心點(diǎn)podd的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)xddi、yddp計(jì)算式為i =1q^qo+30qi=30
qj < 40 計(jì)算Xdd1= (437. 219-192. 227*cos ((30/192. 227) *2*0. 017453293))Ydd1= (143. 169-192. 227*sin ((30/192. 227) *2*0. 017453293))Xdd1=28O. 992 毫米 yddfH3. 169 毫米i=2 時(shí)q2=30+30=60q2 > 40時(shí)，轉(zhuǎn)到C計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ ;c )計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ，計(jì)算式為；Θ =(zdsd/djl)*2=30/192. 227*2=0. 31213097 (弧度)d)計(jì)算公轉(zhuǎn)角度δ，計(jì)算式為δ = (zdsd/dj2) *2=30/192. 227*2=0. 31213097 (弧度)e )通過(guò)以上動(dòng)態(tài)計(jì)算，獲得齒輪G與齒輪H轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合時(shí)，齒輪H的動(dòng)態(tài)中心點(diǎn)podd的坐標(biāo)xdd1=280. 992毫米、169毫米和計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ =0. 31213097(弧度)及公轉(zhuǎn)角度S =0.31213097(弧度)，在計(jì)算機(jī)屏幕上自動(dòng)形成齒輪H的漸開線部分與齒輪G過(guò)渡曲線部分相互干涉的干涉斑3,直接測(cè)量出干涉斑3的寬度Ll=L 3暈米和弧長(zhǎng)L2=2. 5毫米，即得到了旋動(dòng)干涉量的大小。實(shí)施例2A、建立模型I)依據(jù)使用要求，確定配對(duì)齒輪G和齒輪H的參數(shù)A齒輪齒數(shù)Zl=33、模數(shù)ml=5. 5、壓力角α 1=20°螺旋角β 1=15° 40’29”、齒頂圓直徑dal=194. 8根圓直徑di 1=165. 2毫米、節(jié)圓直徑dj 1=180. 322毫米；B齒輪齒數(shù)Z2=31、模數(shù)m2=5.5、壓力角α2=20°螺旋角β2=15° 40’29”、齒頂圓直徑da2=183. 4齒根圓直徑di2=153. 8毫米、節(jié)圓直徑dj2=169. 3毫米；齒輪G與齒輪H兩齒輪的安裝中心距Dtl = 174. 858毫米；2)根據(jù)上述選定的齒輪參數(shù)，在計(jì)算機(jī)屏幕上任選一點(diǎn)為齒輪G的固定中心點(diǎn)po2，其坐標(biāo)為xo2=439. 043、yo2=155. 413，在計(jì)算機(jī)上建立齒輪G與齒輪H旋動(dòng)嚙合的動(dòng)態(tài)模型；B、計(jì)算
α )給定最大步長(zhǎng)qmax=70和步長(zhǎng)zdsd=30b )計(jì)算齒輪H的中心點(diǎn)podd的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)xddi、yddi,計(jì)算式為i =1qi=30Q1 < 70 計(jì)算Xdd1= (439. 043-174. 858*cos ((30 /169. 3) *2*0. 017453293))Ydd1= (155. 413-174. 858*sin ((30/169. 3) *2*0. 017453293))xdd1=264. 185 γ ^ δδ. 394i=2q2= (qj+zdsd) =30+30q2=60q2 < 70 時(shí)，計(jì)算 i=2 時(shí)的 xdd2、ydd2 ；xdd2= (439. 043-174. 858*cos ((60/169. 3) *2*0. 017453293))ydd2=(155. 413-174. 858*sin ((60/169. 3) *2*0. 017453293))xdd2=264. 188 ydd2=155. 375i=3q3= (q2+zdsd) =60+30q3=90q3 > 70時(shí)，轉(zhuǎn)到c計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ ；c )計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ，計(jì)算式為；Θ =(zdsd/djl)*2=30/180. 322*2=0. 332738102 (弧度)d)計(jì)算公轉(zhuǎn)角度δ，計(jì)算式為δ = (zdsd/dj2) *2=30/169. 393*2=0. 3542059 (弧度)e )通過(guò)以上動(dòng)態(tài)計(jì)算，獲得齒輪G與齒輪H轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合吋，齒輪H的的動(dòng)態(tài)中心點(diǎn)podd 的坐標(biāo) Xdd1 = 264. 185 毫米、γ ^ δδ. 394 毫米，xdd2=264. 188 毫米、ydd2=155. 375毫米和計(jì)算自轉(zhuǎn)角度0 =0.332738102 (弧度)及公轉(zhuǎn)角度δ =0. 3542059 (弧度)，在計(jì)算機(jī)屏幕上自動(dòng)形成齒輪H的漸開線部分與齒輪G過(guò)渡曲線部分相互干渉的干渉斑3，直接測(cè)量出干涉斑3的寬度Ll=L 6暈米和弧長(zhǎng)L2=2. 3暈米，即得到了旋動(dòng)干涉量的大小。
權(quán)利要求
1.ー種雙接觸齒輪旋動(dòng)干涉量的計(jì)算方法，其特征在于所述的計(jì)算方法其步驟如下 A、建立模型 1)依據(jù)使用要求，選取配對(duì)齒輪G和齒輪H的參數(shù) 齒輪G :齒數(shù)Z1、模數(shù)ml、壓カ角α 、螺旋角β I、齒頂圓直徑dal、根圓直徑dil、節(jié)圓直徑djl ； 齒輪H:齒數(shù)Z2、模數(shù)m2、壓カ角α2、螺旋角β 2、齒頂圓直徑da2、齒根圓直徑di2、節(jié)圓直徑dj2 ； 齒輪G與齒輪H兩齒輪的安裝中心距為Dtl ； 2)根據(jù)上述選定的齒輪參數(shù)，在計(jì)算機(jī)屏幕上任選一點(diǎn)為齒輪G的固定中心點(diǎn)po2，其坐標(biāo)為xo2、yo2，在計(jì)算機(jī)上建立齒輪G與齒輪H旋動(dòng)嚙合的動(dòng)態(tài)模型； B、計(jì)算 a )給定最大步長(zhǎng)qmax和步長(zhǎng)zdsd b )計(jì)算齒輪H的中心點(diǎn)podd的動(dòng)態(tài)坐標(biāo)Xddpyddi,計(jì)算式為 Qi=Qi-I+Zdsd Qi > Qmax時(shí)，轉(zhuǎn)到C計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ ; Qi < Qmax時(shí)，計(jì)算Xddi= (xo2-D0*cos ((q ^ /dj2) *2*0. 017453293))yddi=(yo2-D0*sin((q ^ /dj2)*2*0. 017453293)) 式中i=l、2、3、4.... Qo=O Qi步長(zhǎng)變量 ρο2齒輪G的中心點(diǎn) xo2、yo2齒輪G的中心點(diǎn)po2的X、Y坐標(biāo) podd齒輪H的動(dòng)態(tài)中心點(diǎn) Xddpyddi齒輪H的動(dòng)態(tài)中心點(diǎn)podd的X、Y坐標(biāo) 回到b重復(fù)計(jì)算q” Xddi、yddi ；； c)計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ，計(jì)算式為Θ =(zdsd/djl)*2 d)計(jì)算公轉(zhuǎn)角度し計(jì)算式為 δ=(zdsd/dj2)*2 e )通過(guò)以上動(dòng)態(tài)計(jì)算，獲得齒輪G與齒輪H轉(zhuǎn)動(dòng)嚙合吋，一組齒輪H的動(dòng)態(tài)中心點(diǎn)podd的坐標(biāo)Xddpyddi和計(jì)算自轉(zhuǎn)角度Θ及公轉(zhuǎn)角度δ，在計(jì)算機(jī)屏幕上自動(dòng)形成齒輪H的漸開線部分與齒輪G過(guò)渡曲線部分相互干渉的干渉斑(3)，直接測(cè)量出干渉斑的寬度LI和弧長(zhǎng)L2，即得到了旋動(dòng)干渉量的大小。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙接觸齒輪旋動(dòng)干涉量的計(jì)算方法，其要點(diǎn)是由配對(duì)齒輪的參數(shù)在計(jì)算機(jī)上建立兩個(gè)齒輪旋動(dòng)嚙合的動(dòng)態(tài)模型；通過(guò)計(jì)算旋動(dòng)齒輪的中心點(diǎn)動(dòng)態(tài)坐標(biāo)和齒輪的自轉(zhuǎn)角度及公轉(zhuǎn)角度，就可得到兩個(gè)齒輪旋動(dòng)嚙合時(shí)，在計(jì)算機(jī)屏幕上自動(dòng)形成齒輪漸開線部分與另一齒輪過(guò)渡曲線部分相互干涉的干涉斑，直接測(cè)量出干涉斑的寬度和弧長(zhǎng)，即得到了旋動(dòng)干涉量的大小。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是快速直觀的獲得齒輪旋動(dòng)干涉量，計(jì)算時(shí)間短，準(zhǔn)確性高，為雙接觸齒輪精加工提供了準(zhǔn)確的沉切量、修形方向及修形量的大小，加工的齒輪精度高，齒面疲勞強(qiáng)度好；兩齒輪嚙合時(shí)噪聲小，減少了兩齒輪嚙合時(shí)的磨損，提高了齒輪的使用壽命。
文檔編號(hào)F16H55/08GK102691773SQ20121018334
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月6日
發(fā)明者劉金生, 厲海祥, 張金鳳, 文貴華, 趙尚吾 申請(qǐng)人:株洲齒輪有限責(zé)任公司