[发明专利]一种双曲线差速齿轮高精度成形制造方法

说明书

本发明涉及高精度差速齿轮制造领域，尤其是涉及一种双曲线差速齿轮高精度成形制造方法，其能够通过对试验产品就进行变形齿面测量、接触分析、补偿计算并最终得到能弥补制造误差的双曲线差速齿轮模具，解决了采用常规的锻压成形方法进行双曲线差速齿轮加工时，由于齿轮加工模具的变形、热胀冷缩、工作变形等因素影响，双曲线差速齿轮的制造精度不高的问题，同时，采用本发明双曲线差速齿轮高精度成形制造方法制造出的双曲线差速齿轮，在使用过程中接触性能好，工作精度高，满足了人们对双曲线差速齿轮的高精度、高性能的生产使用需要。

技术领域

本发明涉及高精度差速齿轮制造领域，尤其是涉及一种双曲线差速齿轮高精度成形制造方法。

背景技术

差速器齿轮，又可以叫半轴齿轮，一般为直齿锥齿轮，其安装在差速壳内，可以在汽车行驶转弯过程中起到差速作用，双曲线差速齿轮是一种采用双曲线廓形的新型齿轮差速齿轮，由于独特的双曲线型设计，在使用时，它的使用接触性能较渐开线齿轮而言有较大的提高，但是，双曲线差速齿轮对安装和制造误差较为敏感，通常情况下，采用常规的锻压成形方法进行双曲线差速齿轮加工时，由于齿轮加工模具的变形、热胀冷缩、工作变形等因素影响，双曲线差速齿轮的制造精度不高，同时，制造后的双曲线差速齿轮的使用接触性能也较差，不能满足人们对其高精度、高性能的安装使用需要。

发明内容

本发明的目的是设计并提供一种双曲线差速齿轮高精度成形制造方法，其在具体的操作使用过程中，能够通过对试验产品就进行变形齿面测量、接触分析、补偿计算并最终得到能弥补制造误差的双曲线差速齿轮模具，进而实现双曲线差速齿轮的高精度、高性能成形制造。

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

为了实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种双曲线差速齿轮高精度成形制造方法，包括如下工作步骤：

S 1、试验齿面的加工

S11、首先，基于双曲线圆锥齿轮理论数学模型建立双曲线圆锥齿轮的齿面数学模型，理论齿面的数学方程如下式所示：

其中，为双曲线转角函数，为双曲线锥角函数，按双曲线方程给出；为齿廓沿齿高方向的参数，为齿廓沿半径方向的参数；

S12、根据上述S1.1中的齿面方程，基于齿轮的基本参数，开展双曲线齿轮设计；

S2、试验齿面的测量

S21、可通过测量成形齿面的齿面偏差，得到该工艺和产品条件下齿面精度的演化规律，为了精确得到齿面的变形量，在坐标测量中心，采用如下所示的方法进行变形测量；图中小圆点为待测量点，测量点的数量为行列，每个测量点定义为，，根据齿面方程，每个点的理论位置为：

和为参数在测量区域的开始和结束坐标值，和为参数在测量区域的开始和结束坐标值。根据即可在坐标测量中心开展齿面偏差测量，得到齿面的真实偏差，得到的偏差采用下式矩阵表达：

式中为偏差矩阵，对应为点的偏差；

S22、采用多项式对偏差曲面进行拟合，得到偏差函数

式中,,,,,,,,,,,,,, 和为每段偏差的拟合系数，

偏差曲面的微分为：

其中，上式右上角系数，为偏差值对不同参数的一阶和二阶微分；

从而拟合系数基于如下连续性条件确定：

最终偏差曲面可表示为：

除此之外，每个齿的齿厚偏差设为，基于中点偏差求出，从而可得到平均齿厚偏差按下式求解

从而最终侧量的齿面，设为，可按下式求解得到

式中为齿面的法向量，可按下式求解