【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械设计加工领域，具体涉及一种延长齿轮使用寿命的方法。
技术介绍
1、利用滚刀加工齿轮的时候对齿轮的齿顶倒角，是为了去除滚齿加工时在齿顶产生的较大翻边毛刺，使齿顶的边缘平滑，从而减轻两个齿轮在啮合过程中齿轮a的齿顶与齿轮b的齿根的表面接触应力过大而产生的应力集中情况，提高齿轮的耐久性和寿命。这就需要根据齿轮相关参数设计出符合要求的滚刀。
2、目前在设计滚刀法向齿形倒角刃参数的时候，为了提高设计工作的效率，通常先将齿轮齿顶需要倒角的区域看作一个规则的三角形，再对倒角刃压力角和倒角刃起始点高度这两个滚刀法向齿形倒角刃参数进行估算。
3、但是利用这种设计方法制造出来的滚刀对齿轮进行加工，加工出的齿轮在啮合过程中经常会发生边缘接触效应，导致齿轮出现点蚀剥落现象，严重影响齿轮的使用寿命。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术对应的不足，提供一种延长齿轮使用寿命的方法，通过对滚刀的严谨设计，使加工出的齿轮齿顶边缘平滑，符合真实的设计要求，大大降低了齿轮在啮合过程中发生边缘接触效应的概率，最大程度的避免了点蚀剥落现象的发生，使齿轮的使用寿命得到巨大的提高。
2、本专利技术的目的是采用下述方案实现的：一种延长齿轮使用寿命的方法，包括以下步骤：
3、1)建立倒角刃端面压力角设计方程组，利用待加工齿轮的参数计算出倒角刃端面压力角γ20t的设计值，确定倒角刃压力角γ20的设计值；
4、2)建立用于确定倒角刃起始点高度h
5、3)将倒角刃压力角γ20、倒角刃起始点高度h20的设计值作为滚刀法向齿形倒角刃参数的设计参数，制造滚刀；
6、4)用制造出的滚刀对待加工齿轮进行加工，使加工后的齿轮的使用寿命得到提高。
7、优选地，所述倒角刃压力角设计值的获取方式如下：
8、1-1)根据待设计的倒角刃端面压力角γ20t与倒角刃ef对应的倒角刃渐开线的节圆的端面齿厚sw20t，以及该倒角刃ef对应的倒角刃渐开线的基圆直径dbc之间的几何关系，利用待加工齿轮的参数建立倒角刃端面压力角设计方程组，用于计算待设计的倒角刃ef对应的渐开线在齿顶的倒角弧长的实际设计值t'c与该齿顶倒角弧长的目标设计值tc之差的绝对值e；
9、1-2)利用步骤1-1)得到的倒角刃端面压力角设计方程组，采用二分法进行迭代计算，得到该倒角刃端面压力角设计方程组满足收敛准则时待设计的倒角刃端面压力角γ20t的取值，作为待设计的倒角刃端面压力角γ20t的设计值；
10、1-3)根据待设计的倒角刃端面压力角γ20t的设计值计算得到滚刀倒角刃压力角的设计值。
11、优选地，所述倒角刃端面压力角设计方程组如下所示：
12、e＝|tc-t'c|
13、
14、dbc＝dw·cosγ20t
15、
16、dp＝da-2hc
17、式中，e为倒角刃ef对应的渐开线在齿顶的倒角弧长的实际设计值t'c与齿顶倒角弧长的目标设计值tc之差的绝对值，tc为齿顶倒角弧长的目标设计值，t'c为倒角刃ef对应的渐开线在齿顶的倒角弧长在e收敛过程中的取值(收敛过程中是一个变量)，sat为主刀刃de对应的主刀刃渐开线的齿顶圆的端面齿厚，sa20t为滚刀倒角刃ef对应的倒角刃渐开线的齿顶圆的端面齿厚,swt为待加工齿轮的节圆段端面齿厚，dw为待加工齿轮的节圆直径,da为待加工齿轮的齿顶圆直径，γa20t为滚刀倒角刃ef对应的倒角刃渐开线的齿顶圆的端面压力角，γ20t为待设计的倒角刃端面压力角，dbc为倒角刃ef对应的倒角刃渐开线的基圆直径，sw20t为倒角刃ef对应的倒角刃渐开线的节圆的端面齿厚，spt为主刀刃de对应的主刀刃渐开线的倒角起始圆的端面齿厚，dp为主刀刃de对应的主刀刃渐开线的倒角起始圆直径，hc为待加工齿轮的齿顶倒角高，γp20t为倒角刃ef对应的倒角刃渐开线上倒角起始点p点处的端面压力角，αpt为主刀刃de对应的主刀刃渐开线的倒角起始圆直径的端面压力角，αwt为待加工齿轮的节圆端面压力角，αat为主刀刃de对应的主刀刃渐开线的齿顶圆的端面压力角。
18、优选地，所述收敛准则的数学表达式如下所示：
19、e＜ε
20、式中，e为倒角刃ef对应的渐开线在齿顶的倒角弧长的实际设计值t'c与齿顶倒角弧长的目标设计值tc之差的绝对值，ε为计算精确度对应的目标值；
21、优选地，所述滚刀倒角刃压力角的计算公式如下所示：
22、
23、式中，γ20为滚刀倒角刃压力角的设计值，γ20t为倒角刃端面压力角的设计值，βw为待加工齿轮的节圆螺旋角。
24、优选地，所述关键点坐标设计方程组的建立方式，以及利用待加工齿轮的参数计算出倒角刃起始点高度h20的设计值的具体方式如下所示：
25、2-1)以待加工齿轮的圆心为原点，在齿轮端面上建立二维坐标系，并依次将滚刀法向齿形的主刀刃de、倒角刃ef投影在该二维坐标系上，分别形成第一直线lb、第二直线lbc；
26、2-2)使待加工齿轮的主刀刃渐开线与第一直线lb相切于点a，过a点作相切于主刀刃渐开线的基圆db的第一切线l1，并使倒角刃渐开线与第二直线lbc相切于点b，过b点作相切于倒角刃渐开线的基圆dbc的第二切线l2；
27、2-3)根据第一切线l1，第二切线l2在二维坐标系中的几何关系，分别得到对应的第一直线方程、第二直线方程；
28、2-4)联立第一直线方程、第二直线方程、主刀刃de对应的主刀刃渐开线方程、倒角刃ef对应的倒角刃渐开线方程，形成关键点坐标设计方程组；
29、2-5)利用关键点坐标设计方程组采用二分法进行迭代计算，得到用于计算倒角刃起始点高度h20设计值的关键点坐标a、b的取值；
30、2-6)根据第一直线lb、第二直线lbc在二维坐标系中与关键点坐标a、b的几何关系，利用关键点坐标a、b的取值，计算得到第一、第二直线分别对应的第一截距b1、第二截距b2的取值；
31、2-7)根据第一直线lb、第二直线lbc的交点在二维坐标系中与第一截距b1、第二截距b2的几何关系，利用第一截距b1、第二截距b2的取值，计算得到第一直线lb、第二直线lbc的交点在二维坐标系中的横坐标(即该交点与y轴的距离)；
32、2-8)根据第一直线lb、第二直线lbc的交点在二维坐标系中的横坐标与倒角刃起始点高度h20在二维坐标系中的几何关系，利用第一直线lb、第二直线lbc的交点在二维坐标系中的横坐标，计算得到倒角刃起始点高度h20。
33、优选地，所述关键点坐标设计方程组如下所示：
34、
35、
36、cta0＝inv本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述倒角刃压力角设计值的获取方式如下：
3.根据权利要求2所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述倒角刃端面压力角设计方程组如下所示：
4.根据权利要求2所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述收敛准则的数学表达式如下所示：
5.根据权利要求2所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述滚刀倒角刃压力角的计算公式如下所示：
6.根据权利要求1所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述关键点坐标设计方程组的建立方式，以及利用待加工齿轮的参数计算出倒角刃起始点高度h20的设计值的具体方式如下所示：
7.根据权利要求6所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述关键点坐标设计方程组如下所示：
8.根据权利要求6所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述第一截距b1、第二截距b2的取值采用下列公式进行计算：
9.根据权利要求6所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，
10.根据权利要求6所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述倒角刃起始点高度h20的设计值采用下列公式进行计算：
...【技术特征摘要】
1.一种延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述倒角刃压力角设计值的获取方式如下：
3.根据权利要求2所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述倒角刃端面压力角设计方程组如下所示：
4.根据权利要求2所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述收敛准则的数学表达式如下所示：
5.根据权利要求2所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述滚刀倒角刃压力角的计算公式如下所示：
6.根据权利要求1所述延长齿轮使用寿命的方法，其特征在于，所述关键点坐标设计方程组的建立方式...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖彬雄，李先平，孙宇，李亚娟，胡敏，王继博，吴盛斌，左进，
申请(专利权)人：重庆青山工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。