[发明专利]准双曲面齿轮设计方法及准双曲面齿轮

权利要求书

1.一种设计准双曲面齿轮的方法，所述准双曲面齿轮包括一对齿轮，所述一对齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述方法包括：

(a)设定准双曲面齿轮的轴交角∑、偏置距E、以及传动比i_o；

(b)基于所述轴交角∑、所述偏置距E、以及所述传动比i_o来计算作为所述第一齿轮和所述第二齿轮的相对角速度的轴线的瞬时轴线S、相对于所述第一齿轮的旋转轴线和所述第二齿轮的旋转轴线的公垂线v_c、所述瞬时轴线S与所述公垂线v_c之间的交点C_s、以及所述瞬时轴线S相对于所述第二齿轮的所述旋转轴线的倾斜角Γ_s，以确定用于规格的计算的坐标系C₁、C₂和C_s；

(c)设定三个变量，所述三个变量包括所述第一齿轮的分度圆半径R_1w和所述第二齿轮的分度圆半径R_2w中的一个、所述第一齿轮的螺旋角ψ_pw和所述第二齿轮的螺旋角ψ_gw中的一个、以及所述第一齿轮的节锥角γ_pw和所述第二齿轮的节锥角Γ_gw中的一个；

(d)基于在步骤(c)中设定的所述三个变量，计算设计基准点P_w和在步骤(c)中未设定的另外三个变量，所述设计基准点P_w是所述第一齿轮和所述第二齿轮的节锥的公共接触点；

(e)设定所述第二齿轮的工作侧齿面的接触法线g_wD；

(f)设定所述第二齿轮的非工作侧齿面的接触法线g_wC；以及

(g)基于所述设计基准点P_w、在步骤(c)中设定的所述三个变量、所述第二齿轮的所述工作侧齿面的所述接触法线g_wD、以及所述第二齿轮的所述非工作侧齿面的所述接触法线g_wC来计算所述准双曲面齿轮的规格。

2.一种设计准双曲面齿轮的方法，所述准双曲面齿轮包括一对齿轮，所述一对齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述方法包括：

(a)设定准双曲面齿轮的轴交角∑、偏置距E、以及传动比i_o；

(b)基于所述轴交角∑、所述偏置距E、以及所述传动比i_o来计算作为所述第一齿轮和所述第二齿轮的相对角速度的轴线的瞬时轴线S、相对于所述第一齿轮的旋转轴线和所述第二齿轮的旋转轴线的公垂线v_c、所述瞬时轴线S与所述公垂线v_c之间的交点C_s、以及所述瞬时轴线S相对于所述第二齿轮的所述旋转轴线的倾斜角Γ_s，以确定用于规格的计算的坐标系C₁、C₂和C_s；

(c)设定三个变量，所述三个变量包括所述第一齿轮的分度圆半径R_1w和所述第二齿轮的分度圆半径R_2w中的一个、所述第一齿轮的螺旋角ψ_pw和所述第二齿轮的螺旋角ψ_gw中的一个、以及所述第一齿轮的节锥角γ_pw和所述第二齿轮的节锥角Γ_gw中的一个；

(d)基于在步骤(c)中设定的所述三个变量，计算设计基准点P_w和在步骤(c)中未设定的另外三个变量，所述设计基准点P_w是所述第一齿轮和所述第二齿轮的节锥的公共接触点；

(e)计算经过所述设计基准点P_w且平行于所述瞬时轴线S的节锥母线L_pw；

(f)设定所述第二齿轮的内圆半径R_2t和外圆半径R_2h；

(g)设定所述第二齿轮的工作侧齿面的接触法线g_wD；

(h)计算基准平面S_H与所述接触法线g_wD之间的交点P_0D以及所述交点P_0D绕齿轮轴线的半径R_20D，所述基准平面S_H是正交于所述公垂线v_c并经过所述交点C_s的平面；

(i)计算作为由所述节锥母线L_pw和所述接触法线g_wD限定的平面的作用面S_wD相对于所述公垂线v_c的倾斜角所述接触法线g_wD在所述作用面S_wD上的相对于所述瞬时轴线S的倾斜角ψ_sw0D、以及所述接触法线g_wD上的一个齿距P_gwD；

(j)设定临时第二齿轮节锥角Γ_gcone，并基于所述内圆半径R_2t和所述外圆半径R_2h计算所述工作侧齿面的接触率m_fconeD；

(k)设定所述第二齿轮的非工作侧齿面的接触法线g_wC；

(l)计算作为正交于所述公垂线v_c并经过所述交点C_s的平面的所述基准平面S_H与所述接触法线g_wC之间的交点P_0C以及所述交点P_0C绕所述齿轮轴线的半径R_20C；

(m)计算作为由所述节锥母线L_pw和所述接触法线g_wC限定的平面的作用面S_wC相对于所述公垂线v_c的倾斜角所述接触法线g_wC在所述作用面S_wC上的相对于所述瞬时轴线S的倾斜角ψ_sw0C、以及所述接触法线g_wC上的一个齿距P_gwC；

(n)设定临时第二齿轮节锥角Γ_gcone，并基于所述内圆半径R_2t和所述外圆半径R_2h计算所述非工作侧齿面的接触率m_fconeC；

(o)对所述工作侧齿面的接触率m_fconeD和所述非工作侧齿面的接触率m_fconeC进行比较，并判断这些接触率是否为预定值；

(p)当所述工作侧的接触率和所述非工作侧的接触率为所述预定值时，以在步骤(c)或步骤(d)中获得的所述第二齿轮节锥角Γ_gw代替所述临时第二齿轮节锥角Γ_gcone；

(q)当所述工作侧的接触率和所述非工作侧的接触率不是所述预定值时，改变所述临时第二齿轮节锥角Γ_gcone并从步骤(g)重新执行；

(r)基于所述第一齿轮的分度圆半径R_1w和所述第二齿轮的分度圆半径R_2w中的在步骤(c)中设定的一个、所述第一齿轮的螺旋角ψ_pw和所述第二齿轮的螺旋角ψ_gw中的在步骤(c)中设定的一个、以及在步骤(p)中被替换的所述第二齿轮节锥角Γ_gw，重新确定：所述设计基准点P_w；未在步骤(c)中设定的所述第一齿轮的分度圆半径R_1w和所述第二齿轮的分度圆半径R_2w中的另一个；未在步骤(c)中设定的所述第一齿轮的螺旋角ψ_pw和所述第二齿轮的螺旋角ψ_gw中的另一个；以及所述第一齿轮节锥角γ_pw；以及

(s)基于在步骤(c)中设定的规格、在步骤(r)中重新确定的规格、所述第二齿轮的所述工作侧齿面的所述接触法线g_wD、以及所述第二齿轮的所述非工作侧齿面的所述接触法线g_wC来计算所述准双曲面齿轮的规格。