一种点啮合齿面性能的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种点啮合齿面性能的检测方法，该方法以齿面上的接触点在两个参考方向的移动速度和齿轮副的传动比变化率来检验设计结果的正确性，提出了齿面上的接触点移动速度和齿轮副传动比变化率的理论计算公式，这些公式不包含机床调整参数，只涉及到接触点相对于齿轮副的位置以及齿面的一阶和二阶参数，适用于齿面啮合的任何接触点；利用这些公式，可在不知道齿面具体方程的情况下，只需知道接触点相对于齿轮副的位置以及齿面的一阶和二阶参数，根据需要指定两个方向，就能方便容易地分析确定齿面上接触点的移动方向和齿面啮合传动的传动比变化率，从而检验齿面的啮合传动性能，解决了在齿面设计计算过程中及时检验设计结果正确性的难题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及齿轮传动
，特别是涉及。
技术介绍
曲线齿锥齿轮是汽车、工程机械、坦克、航空航天器、机床、减速器、电动工具等机 械产品以及采矿、采油、轧钢等机械行业中动力传递的核心构件，这类齿轮的齿面是一种通 过失配设计而得到的点接触啮合齿面，简称为点接触齿面或点啮合齿面。这种齿面的啮合 传动理论上在空载情况下为一系列接触点，在受载情况下为一系列接触椭圆。对曲线齿锥 齿轮齿面的啮合传动性能的要求与控制主要表现在三个方面瞬时传动规律、齿面接触点 迹线和接触椭圆长轴尺寸。曲线齿锥齿轮齿面主动设计技术直接以齿面在整个啮合过程中 的瞬时传动规律、齿面接触点迹线和接触椭圆长轴尺寸等啮合传动性能参数作为设计变量 来确定齿面的形状参数，齿面设计不与机床调整参数发生直接联系，这为按照要求的传动 性能来设计点啮合齿面提供了方便。保证齿面设计结果的正确性对于得到满足预期传动性 能要求的齿面是至关重要的。用于检验齿面设计结果正确性的传统技术方法是齿面接触分 析(TCA)，但TCA是一种数值分析方法，需要进行大量的数值计算才能得到分析结果。此外， TCA是以机床的调整参数为基础的，当采用齿面主动设计技术来设计齿面参数时，并不知道 机床的调整参数，因此，在齿面参数设计过程中无法用传统的TCA来分析检验齿面设计结 果的正确性。为了确保通过齿面主动设计技术得到的齿面形状参数能够实现预定的传动性 能，在设计计算过程中用一种有效的方法来及时检验设计结果的正确性是非常必要的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种 点啮合齿面性能的检测方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现， 其特征在于，包括以下步骤A.将单位矢量eal、单位矢量ea2以及单位矢量ea3分别与齿面设计时的小齿轮齿面 E⑴旋转轴线、大齿轮齿面E (2)旋转轴线以及两旋转轴线间的最短距离线重合，并在齿面 设计坐标系中确定单位矢量eal、ea2和ea3的坐标分量；B.将单位矢量etl的方向取为齿面设计预定的接触点移动的方向，使单位矢量et2 在接触点公切面内与单位矢量etl垂直，且满足en = etlXet2, en是接触点处的单位公法线 矢量，并在齿面设计时的坐标系中确定单位矢量etl、et2和en的坐标分量；C.根据齿面设计，确定接触点的位置矢量巧和！^、齿面E⑴(i = 1,2)分别在etl和et2方向的法曲率彳卩和4、齿面E⑴在etl方向的短程挠率.D.根据下式得到K (21)Z21)=C)〈221)-(《))2 ^■nl 一 ^nl "-nl Kd2 ~ Kn2^ gl gl gln2(1)根据下式得到4、4以及^和⑷(i = 1,2)'21'22■⑴—^(21)^(2) _r(21) (2) 11 一凡n2 ^nl‘gl L%\(1) _ ^(21)^.(2)12K,n2⑴ _ ^(21)^(2)_-(21) (2) Tgl Kn221K、nlrm _ ^(21)^(2) _C22 _ "-nl 凡n2c12 —n2 ‘7-! 1'gl'gl ^nl rgl Tglrgl Tgl(21) (1) gl "-n2(2) = ^(21)^(1) _r(21V(l)21nl'glgl ^nl(2) _ ^(21)^(1) _W21)r(l)22=^nl K'n2gl 'glE.根据下式得到i ..—(Wi)(en , ea2，r2 )根据下式得到VP)^21,(21) _ 70=l2\ea2 Xr2 ~ ea\ X 厂 1 ‘(21)根据下式得到^^) = h\ea2 ~ ea\F.根据下式分别得到d^/d约以及d^/d约(i = 1,2)1(0 (21)d^j kdsi1(21)(Ood灼e +C(V21)'t2.(21),,,(21) 'gl 以0-(21)^(21) Ln2 )K(21)t2'glexl):G.根据下式得到和对〉(i = 1,2) hT 二 ^n,eai)-(en,eai,rt-(et2,eai,rt)tJ) hT = 0t2,en,em)~(et2，eai,r,-(etl,eai,r,H.根据下式得到d/21/d灼.di211d 灼(en,ea2,r2) d<pxd (l)如⑴d (2)d (2)d灼d灼d灼 I.若d^/d灼为零，d^/d灼不为零，上d/21/d灼的数值与齿面设计预定的传动比变5化率相同，则齿面设计计算过程和结果正确；反之，则齿面设计计算过程和结果不正确。 与现有技术相比，本专利技术以d^/d灼(i = 1,2 ;j = 1,2)和d/21/d钓的分析计算结果在齿面设计计算过程中及时检验设计结果的正确性；在七？一灼和d‘/d钓的计算公 式中，不包含机床调整参数，只涉及到接触点相对于齿轮副的位置以及齿面的一阶和二阶 参数，适用于齿面啮合的任何接触点。利用这些公式，可在不知道设计齿面具体方程式的 情况下，只需知道接触点相对于齿轮副的位置以及齿面的一阶和二阶参数，根据需要指定 2个方向，就能方便容易地分析确定齿面上接触点的移动方向和齿面啮合传动的传动比变 化率，将这些分析计算结果与设计预定的传动性能相比较就能够及时检验齿面设计的正确 性，即若分析计算结果与设计预定的传动性能一致，表明齿面设计计算过程和结果正确； 反之，若分析计算结果与设计预定的传动性能不一致，则说明齿面设计计算过程和结果不 正确。附图说明图1为本专利技术的齿面相切示意图；图2为本专利技术的齿面接触点位置关系示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术提供，在齿面设计计算过程中及时检验设 计结果的正确性，确保设计得到的齿面形状参数能够实现预定的传动性能。本专利技术包括以 下步骤A.将单位矢量eal、单位矢量ea2以及单位矢量ea3分别与齿面设计时的小齿轮齿面 E⑴旋转轴线、大齿轮齿面E (2)旋转轴线以及两旋转轴线间的最短距离线重合，并在齿面 设计坐标系中确定单位矢量eal、ea2和ea3的坐标分量；B.将单位矢量etl的方向取为齿面设计预定的接触点移动的方向，使单位矢量et2 在接触点公切面内与单位矢量etl垂直，且满足en = etlXet2, en是接触点处的单位公法线 矢量，并在齿面设计时的坐标系中确定单位矢量etl、et2和en的坐标分量；C.根据齿面设计，确定接触点的位置矢量巧和！^、齿面E⑴(i = 1,2)分别在etl和et2方向的法曲率<卩和< 、齿面E⑴在etl方向的短程挠率《.D.根据下式得到K (21) 根据下式得到#、#以及和禮(i = 1,2)( E.根据下式得到i 根据下式得到< 根据下式得到(21) F.根据下式分别得到d^/d钓以及d^/d灼(i = 1,2) H.根据下式得到d/21/d钓 I.若d^/d灼为零，d^/d灼不为零，且d/21/d灼的数值与齿面设计预定的传动比变 化率相同，则齿面设计计算过程和结果正确；反之，则齿面设计计算过程和结果不正确。实施例在图1中，齿面E⑴和E⑵在M点相切接触，etl和et2是接触点公切面内任意两 个相互垂直方向的单位矢量，且满足 =etlXet2，en是接触点处的单位公法线矢量。令 和⑷为齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种点啮合齿面性能的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：Ａ．将单位矢量ｅ↓［ａ１］、单位矢量ｅ↓［ａ２］以及单位矢量ｅ↓［ａ３］分别与齿面设计时的小齿轮齿面∑↑［（１）］旋转轴线、大齿轮齿面∑↑［（２）］旋转轴线以及两旋转轴线间的最短距离线重合，并在齿面设计坐标系中确定单位矢量ｅ↓［ａ１］、ｅ↓［ａ２］和ｅ↓［ａ３］的坐标分量；Ｂ．将单位矢量ｅ↓［ｔ１］的方向取为齿面设计预定的接触点移动的方向，使单位矢量ｅ↓［ｔ２］在接触点公切面内与单位矢量ｅ↓［ｔ１］垂直，且满足ｅ↓［ｎ］据下式得到ｄｉ↓［２１］／ｄφ↓［１］：ｄｉ↓［２１］／ｄφ↓［１］＝１／（ｅ↓［ｎ］，ｅ↓［ａ２］，ｒ↓［２］）（ｈ↓［１］↑［（１）］ｄｓ↓［１］↑［（１）］／ｄφ↓［１］＋ｈ↓［２］↑［（１）］ｄｓ↓［２］↑［（１）］／ｄφ↓［１］－ｉ↓［２１］ｈ↓［１］↑［（２）］ｄｓ↓［１］↑［（２）］／ｄφ↓［１］－ｉ↓［２１］ｈ↓［２］↑［（２）］ｄｓ↓［２］↑［（２）］／ｄφ↓［１］）；Ｉ．若ｄｓ↓［２］↑［（ｉ）］／ｄφ↓［１］为零，ｄｓ↓［１］↑［（ｉ）］／ｄφ↓［１］不为零，且ｄｉ↓［２１］／ｄφ↓［１］的数值与齿面设计预定的传动比变化率相同，则齿面设计计算过程和结果正确；反之，则齿面设计计算过程和结果不正确。＝ｅ↓［ｔ１］×ｅ↓［ｔ２］，ｅ↓［ｎ］是接触点处的单位公法线矢量，并在齿面设计时的坐标系中确定单位矢量ｅ↓［ｔ１］、ｅ↓［ｔ２］和ｅ↓［ｎ］的坐标分量；Ｃ．根据齿面设计，确定接触点的位置矢量ｒ↓［１］和ｒ↓［２］、齿面∑↑［（ｉ）］（ｉ＝１，２）分别在ｅ↓［ｔ１］和ｅ↓［ｔ２］方向的法曲率κ↓［ｎ１］↑［（ｉ）］和κ↓［ｎ２］↑［（ｉ）］、齿面∑↑［（ｉ）］在ｅ↓［ｔ１］方向的短程挠率τ↓［ｇ１］↑［（ｉ）］；Ｄ．根据下式得到κ↑［（２１）］：κ↑［（２１）］＝κ↓［ｎ１］↑［（２１）］κ↓［ｎ２］↑［（２１）］－（τ↓［ｇ１］↑［（２１）］）↑［２］＊＊＊；根据下式得到ｃ↓［１１］↑［（ｉ）］、ｃ↓［１２］↑［（ｉ）］以及ｃ↓［２１］↑［（ｉ）］和ｃ↓［２２］↑［（ｉ）］（ｉ＝１，２）：＊＊＊Ｅ．根据下式得到ｉ↓［２１］：ｉ↓［２１］＝（ｅ↓［ｎ］，ｅ↓［ａ１］，ｒ↓［１］）／（ｅ↓［ｎ］，ｅ↓［ａ２］，ｒ↓［２］）；根据下式得到ｖ↓［０］↑［（２１）］：ｖ↓［０］↑［（２１）］＝ｉ↓［２１］ｅ↓［ａ２］×ｒ↓［２］－ｅ↓［...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴训成，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]