[发明专利]一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮边缘接触分析方法，涉及摆线锥齿轮领域。尤其涉及一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法。

背景技术

摆线锥齿轮作为螺旋锥齿轮的两大齿制之一，具有传动平稳、承载能力高、硬齿面刮削技术等特点，特别适用于大功率和大扭矩重载传动领域，是重型高档数控机床、汽车传动系统、航空航天装备等重要领域中的核心传动部件。现代机械传动系统逐步沿着高速、精密方向发展，摆线锥齿轮作为传动系统中的关键传动部件，其振动特性对于传动系统性能的影响非常关键。因此，研究摆线锥齿轮振动特性对于设计和制造精度、高耐久性、低噪声等高效传动部件有着重要的实用价值和学术意义。锥齿轮啮合性能的好坏,对齿轮副的几何曲面提出了很高的要求,一般加工中,需要反复试切、对滚、修正,调整接触区啮合情况,才能得到满意的传动效果。而齿轮的传动性能实质上是对接触区的位置要求极高,是否发生边缘接触、脱齿等均须予以考虑。早期，国内外许多学者采用线性方程组的方法来研究齿轮边缘接触，该方法忽略了接触过程中的非线性因素，计算误差较大；若采用有限元接触分析方法，在工程应用中计算工作量太大；若采用基于弹性力学的迭代方法，依然不能得到理想的结果。

为解决上述问题，本发明提出一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法。本方法不仅为摆线齿锥齿轮传动系统的减振降噪提供理论支持，而且为制造高精度、高承载能力的摆线锥齿轮，提升摆线锥齿轮传动系统的传动精度、寿命及可靠性提供参考。

发明内容

本发明的目的是提供一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法，该方法根据摆线齿锥齿轮接触分析及对滚模型，针对齿轮副齿顶接触和齿端接触情况，建立摆线锥齿轮副的边缘接触分析数学模型,采用三元Newton-Raphson法仿真求解齿轮传动时的边缘接触区、运动误差曲线,为完善接触分析以及优化此类接触情况提供了理论基础。

为实现上述目的，本发明采用的技术手段是一种摆线锥齿轮边缘接触分析方法。本方法的特点在于从摆线锥齿轮理论啮合点出发，将其共轭接触点之间距离公式进行V-H-J调整，最后模拟摆线锥齿轮副对滚，研究和分析边缘接触对摆线锥齿轮传动特性的影响规律。发明内容包括三部分：第一建立齿轮副在共轭接触条件下，摆线齿锥齿轮副轮齿接触数学模型；第二确定齿轮齿顶边缘接触区；第三是模拟摆线锥齿轮副对滚，研究和分析边缘接触对摆线锥齿轮传动特性的影响规律。

与现有的齿轮边缘接触分析方法相比，本发明具有以下优点：

1、通过建立齿轮副在共轭接触条件下线齿锥齿轮副轮齿接触数学模型，为制造高精度、高承载能力的摆线锥齿轮提供理论支持。

2、本发明方法通过弹性力学中的赫兹应力接触理论确定齿轮齿顶边缘接触区，提高了其计算精度、减少了计算工作量。

3、通过模拟摆线锥齿轮副对滚，研究和分析边缘接触对摆线锥齿轮传动特性影响规律，为提升摆线锥齿轮传动系统的传动精度、寿命及可靠性提供参考。

附图说明

图1摆线锥齿轮边缘接触分析方法的流程图；

图2边缘接触分析程序框图；

图3T=800N·m时不考虑边缘接触下接触迹线；

图4T=800N·m时不考虑边缘接触下传递误差；

图5T=800N·m时考虑边缘接触下接触迹线；

图6T=800N·m时考虑边缘接触下传递误差；

图7T=1500N·m时考虑边缘接触下接触迹线；

图8T=1500N·m时考虑边缘接触下传递误差。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明进行进一步说明。

如图1所示为摆线锥齿轮边缘接触分析方法的流程图，图2为边缘接触分析程序框图，本发明方法主要由以下三个方面分析的。

第一，在共轭接触条件下建立齿轮副摆线齿锥齿轮副轮齿接触数学模型。

（1）产形面上的瞬时共轭啮合点的径矢