本發(fā)明屬于變速箱齒輪的制造技術領域，特別涉及一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法。

背景技術：

齒輪傳動是廣泛采用的一種傳動方式，然而其在嚙合過程中由于彈性形變或者加工誤差使得實際嚙合從齒面偏離了理論曲線，由此導致產生振動合噪聲，通過修形可以有效減緩上述問題，降低實際形狀變化帶來的偏離，并且使齒面應力分布更加合理。

本發(fā)明結合現(xiàn)行的CAD/CAM設計技術，相對傳統(tǒng)直接實驗的方法，節(jié)約了大量的時間和成本，縮短了產品的研發(fā)周期，使得設計更加高效精準，采用的修形方法修形技術簡單，通用加工設備，降噪效果明顯。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題為：是為了克服現(xiàn)有技術的上述缺陷，提出了一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法，技術簡單、降噪效果顯著。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法，如圖1所示，其特征在于實現(xiàn)步驟如下：

步驟一、通過變速箱噪聲測試臺對初始變速箱進行噪聲測試并輸出噪聲曲線；

步驟二、根據(jù)已給定的齒輪參數(shù)，利用Pro/E軟件建立變速箱斜齒輪的參數(shù)化模型，并進行輪齒的接觸性能分析；

步驟三、采用齒頂修緣的方法，此修形方法涉及修形量、修形長度和修形曲線三個指標，具體計算方法如下：

(1)修形量確定

齒根和齒頂是齒輪最大修形量的產生位置，計算公式為：

e_k＝δ_i+x_max

式中，δ_i為嚙入嚙出時的最大干涉量；x_max為齒輪在嚙入時的最大綜合變形量。

其中，x_max計算公式為：

x_max＝F_d/ΣK_vi

式中，F(xiàn)_d為嚙合力；ΣK_vi為綜合剛度。

由公式可知，嚙合力F_d一定時，綜合剛度ΣK_vi最小，x_max最大。單雙齒交替嚙合的輪齒，在不同嚙合位置時的綜合剛度變化曲線如圖2所示。

(2)修形長度確定

齒廓修形長度由長修形和短修形組成。長修形是由嚙合點B或終點修形到單齒嚙合處C，如圖3所示；短修形是由嚙合起點到長修形的1/2處。

修形長度計算公式為：

L＝(Z-P_b)/2

式中，Z為嚙合線長度；P_b為基節(jié)長度。

(3)修形曲線確定

修形曲線計算公式為：

Δ＝Δ_k(x/L)^b

式中，Δ_k為最大修形量；L為沿嚙合線上測量的界點到嚙合始點或嚙合終點的長度；x為嚙合位置的相對坐標；b為冪指數(shù)，一般取1.0～2.0。

當x∈[0，L]，Δ∈[0，Δ_k]時，即刀具修形齒廓與未修形齒廓在臨界點L處是連續(xù)的，如圖4所示，b＝2。

步驟四、重建變速箱齒輪傳動系統(tǒng)，進行輪齒的接觸性能分析。

步驟五、利用YK7332A數(shù)控成型砂輪磨齒機對斜齒輪進行修形加工，并在噪聲測試臺上進行噪聲測試，獲得很明顯的降噪效果。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比的優(yōu)點在于：

(1)、本發(fā)明結合現(xiàn)行的CAD/CAM設計技術，相對傳統(tǒng)直接實驗的方法，節(jié)約了大量的時間和成本，縮短了產品的研發(fā)周期，使得設計更加高效精準；

(2)、本發(fā)明采用的修形方法修形技術簡單，通用加工設備，降噪效果明顯。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法實現(xiàn)流程圖；

圖2為本發(fā)明中嚙合綜合剛度曲線，其中K_v1為在嚙合位置1時的綜合剛度，K_v2為嚙合位置2時的綜合剛度；

圖3為本發(fā)明中齒輪嚙合載荷分布；

圖4為本發(fā)明中修形參數(shù)示意圖。

具體實施方式

為了清楚說明本方案的技術特點，下面通過一個具體的實施方式，并結合其附圖對本方案進行闡述。

本發(fā)明一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法，具體包括如下步驟：

步驟一、將變速箱安裝在噪聲測試臺上，由參數(shù)控制部分控制電機轉速等相關參數(shù)；將噪聲傳感器分別放置在變速箱前側、左側和右側100mm處，而后通過傳感器采集噪聲信號并傳遞給計算機，計算機通過LMS Test.Lab軟件輸出噪聲數(shù)據(jù)，并生成噪聲曲線；

步驟二、根據(jù)已給定的齒輪參數(shù)(Z₁＝11，Z₂＝34，Z₃＝28，Z₄＝16，Z₅＝72，Z₆＝35，m＝2.5)，利用Pro/E軟件建立變速箱斜齒輪的參數(shù)化模型，并將三維模型導入有限元分析軟件進行輪齒的接觸性能分析；

步驟三、采用齒頂修緣的方法，此修形方法涉及修形量、修形長度和修形曲線三個指標，具體計算方法如下：

(1)修形量確定

齒根和齒頂是齒輪最大修形量的產生位置，計算公式為：

e_k＝δ_i+x_max

式中，δ_i為嚙入嚙出時的最大干涉量；x_max為齒輪在嚙入時的最大綜合變形量。

其中，x_max計算公式為：

x_max＝F_d/ΣK_vi

式中，F(xiàn)_d為嚙合力；ΣK_vi為綜合剛度。

由公式可知，嚙合力F_d一定時，綜合剛度ΣK_vi最小，x_max最大。單雙齒交替嚙合的輪齒，在不同嚙合位置時的綜合剛度變化曲線如圖2所示。

(2)修形長度確定

齒廓修形長度由長修形和短修形組成。長修形是由嚙合點B或終點修形到單齒嚙合處C，如圖3所示；短修形是由嚙合起點到長修形的1/2處。

修形長度計算公式為：

L＝(Z-P_b)/2

式中，Z為嚙合線長度；P_b為基節(jié)長度。

(3)修形曲線確定

修形曲線計算公式為：

Δ＝Δ_k(x/L)^b

式中，Δ_k為最大修形量；L為沿嚙合線上測量的界點到嚙合始點或嚙合終點的長度；x為嚙合位置的相對坐標；b為冪指數(shù)，一般取1.0～2.0。

當x∈[0，L]，Δ∈[0，Δ_k]時，即刀具修形齒廓與未修形齒廓在臨界點L處是連續(xù)的，如圖4所示，b＝2。

經計算各齒輪的修形量為Z₁＝0.01mm，Z₂＝0.02mm，Z₃＝0.01mm，Z₄＝0.03mm，Z₅＝0.02mm，Z₆＝0.01mm。

步驟四、重建變速箱齒輪傳動系統(tǒng)，進行輪齒的接觸性能分析，和步驟二結果進行對比。

步驟五、利用YK7332A數(shù)控成型砂輪磨齒機對齒輪進行修形，輸入齒輪幾何參數(shù)、齒根過渡曲線參數(shù)、齒形修形參數(shù)、磨削參數(shù)和砂輪的修整參數(shù)，進行齒輪修行工作。

步驟六、根據(jù)步驟一要求在噪聲測試臺上進行噪聲測試，并輸出修形后噪聲曲線，和之前進行對比，獲得很明顯的降噪效果。

本發(fā)明并不僅限于上述具體實施方式，本領域普通技術人員在本發(fā)明的實質范圍內做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本發(fā)明的保護范圍。