【技術實現步驟摘要】
本專利技術主要涉及減速器，具體涉及一種減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法。
技術介紹
1、減速器中輔助結構的裝配結果對螺旋錐齒輪嚙合印痕有很大的影響，裝配后齒輪軸軸向安裝誤差、軸交角安裝誤差、軸線共面誤差等諸多誤差會直接引起螺旋錐齒輪副嚙合印痕的變化，其嚙合性能對裝配誤差十分敏感，螺旋錐齒輪的準確嚙合直接影響減速器的裝配質量，進而影響駕駛的平穩性及傳動系統的使用壽命。
2、針對裝配誤差與嚙合性能的分析，借助螺旋錐齒輪傳統的設計計算方法，對含有螺旋錐齒輪副的中減模型進行諸多簡化，或者使用經驗公式來進行近似的處理，極易導致計算結果與實際情況不符，難以實現高性能的設計要求。
3、目前減速器裝配過程中還存在以下問題：1.通過經驗增減墊片，對接觸印痕的偏移只能定性判斷，裝調精度較低；2.裝調迭代次數多，周期長，效率較低。
技術實現思路
1、本專利技術要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本專利技術提供一種提高減速器裝配效率和質量的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法。
2、為解決上述技術問題，本專利技術提出的技術方案為：
3、一種減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，包括步驟：
4、s1、基于零件二維圖紙，建立減速器機匣-軸承-螺旋錐齒輪一體化有限元仿真模型；
5、s2、基于減速器機匣-軸承-螺旋錐齒輪一體化有限元仿真模型得到有限元仿真結果，再從有限元仿真結果中提取裝配誤差，對工作齒面和非工作齒面進行相交、相離和相切狀態的求解，
6、s3、通過等距離散主體印痕搜索步長和二分離散邊緣印痕搜索步長，獲取接觸印痕和齒隙數據；
7、s4、基于接觸印痕和齒隙數據來預測裝配后齒輪的嚙合性能。
8、優選地，步驟s2的具體過程為：
9、s21、在catia中導入主、從動齒輪，根據裝配參數及誤差進行定位；
10、s22、以弦截法迭代旋轉步長，沿工作旋向對輸入齒輪進行旋轉，使輸入齒輪與輸出齒輪工作齒面快速相切或相交；判斷工作齒面的位置狀態，相切進入下一步分析；如果相交則利用指數搜索和二分搜索調整旋轉方向及步長，直至達到相切狀態；
11、s23、將輸入和輸出齒輪按傳動比同時旋轉一定角度進行迭代分析，判斷齒面接觸點是否存在；如果前后兩對齒面均相離，說明此接觸點存在，分析齒面正在嚙合，得到正確的嚙合位置。
12、優選地，步驟s21的具體過程為：
13、將輸入齒輪和輸出齒輪調整到理論裝配位置，然后把輸入齒輪軸向誤差p、輸出齒輪軸向誤差g、軸間距誤差e和軸交角誤差α這四項誤差分解到齒輪坐標系下，調整其原點以及x，y，z三個軸的方向；輸入齒輪坐標系定位參數為：原點(-e，psin(σ+α)，-pcos(σ+α),x軸向量(1，0，0)，y軸向量(0，cos(σ+α)，(sinσ+α))，z軸向量(0，-(sinσ+α),cos(σ+α))其中σ為軸交角；輸出齒輪坐標系沿z軸方向平移軸向誤差的距離即可；
14、選取3對工作齒面與2對非工作齒面，共10個齒面進行“接合”操作，并將中工作齒面進行“可變偏移”，偏移距離為齒面涂料厚度的相反數減去0.00635mm，然后對輸入齒輪和輸出齒輪中間工作齒面的輪廓進行“多重提取”，完成模型初始化工作。
15、優選地，在步驟s23中判斷齒面接觸點是否存在時，如果前齒面相交，后齒面相離，說明該接觸點不存在，此時分析齒面尚未進入嚙合區，應繼續旋轉一定角度，搜尋下一個相切位置；如果前齒面相離，后齒面相交，說明該接觸點不存在，此時分析齒面已脫離嚙合區，需要反向旋轉。
16、優選地，步驟s3中獲取齒隙數據的具體過程為：當工作齒面相切且處于真實嚙合位置，輸入齒輪中間工作齒面與偏移齒面會相交產生橢圓交線，利用addnewdatums函數將旋轉過程中產生的交線進行消參并保存；同時反向旋轉輸入齒輪，使非工作齒面達到相切狀態，反饋從工作齒面相切到非工作齒面相切輸入齒輪旋轉的角度，即可獲得嚙合過程的全齒隙。
17、優選地，步驟s3中獲取接觸印痕的具體過程為：中間印痕采取等距離散，旋轉步長為1°，邊緣印痕采取二分離散，初始旋轉步長為0.01°，將印痕集旋轉到初始位置并將其分別投影到輸入齒輪和輸出齒輪中間工作齒面上；通過測量印痕與齒面輪廓的距離，獲得接觸印痕位置信息。
18、優選地，步驟s1的具體過程為：在catia軟件中，利用實測齒面點坐標建立真實模型；找到在齒輪節錐面與齒寬中面交線，截取凹凸面之間的弧線，以弧線中點和節錐面切線方向為參考建立平面，過中點并沿齒面法向做直線，獲取直線與凹凸齒面之間兩個交點間的距離，通過二分法進行迭代，旋轉凹面或凸面，直至中點法向弦齒厚與實際測量值誤差符合要求；再導入齒坯并切除齒槽，完成齒輪建模；在abaqus中建立減速器機匣-軸承-螺旋錐齒輪一體化有限元仿真模型。
19、優選地，減速器分為輸入組件、輸出組件和機匣組件；輸入組件有輸入軸、輸入圓錐滾子軸承、導油螺套、輸入圓柱滾子軸承、輸入端蓋、輸入密封座和輸入軸承預緊螺母；輸入軸與輸入端蓋之間通過單列圓錐滾子軸承和圓柱滾子軸承連接，約束輸入軸的徑向的移動和旋轉自由度；通過預緊螺母對軸承預緊，進而定位軸上各零件，并控制軸承游隙；由于錐齒輪所受的軸向力必然向機匣之外，通過圓錐滾子軸承，其軸向移動也被約束，僅余繞軸的旋轉自由度；軸承與襯套，軸承與輸入軸之間，均采用過盈連接裝配；
20、輸出組件有輸出軸、輸出齒輪、雙列圓錐滾子軸承、圓柱滾子軸承和輸入端蓋，由輸出齒輪承接來自輸入組件的力矩，通過鍵傳遞給輸出軸；通過軸承預緊螺母實現軸上各零件定位并控制軸承游隙，通過過盈裝配的雙列圓錐滾子軸承和圓柱滾子軸承保證輸出軸僅余繞軸旋轉的自由度；雙列圓錐滾子軸承外環通過螺母－螺柱副固定在端蓋，圓柱滾子軸承外環通過螺母－螺柱副固定在機匣上；機匣組件通過螺母－螺柱副將輸入端蓋，進而將整個輸入組件，固定在機匣上；
21、輸入組件與機匣組件之間具備一定厚度的調整墊片，改變調整墊片厚度調整輸入組件與機匣組件之間的相對位置，進而調整齒輪副的軸向位置；通過螺母－螺柱副將輸出組件固定在機匣上；
22、根據上述裝配關系將零件、組件進行約束，以規則幾何形狀零件采用六面體、不規則幾何形狀采用四面體的方法進行網格劃分，并創建對應的材料模型，得到真實模型。
23、本專利技術還公開了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器運行時執行如上所述方法的步驟。
24、本專利技術進一步公開了一種減速器螺旋錐齒輪裝配仿真系統，包括相互連接的存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被處理器運行時執行如上所述方法的步驟。
25、與現有技術相比，本專利技術的優點在于：
26、本專利技術的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，通過有限元仿真不同裝配工藝參數下齒輪副的裝配誤差，優化了裝配工藝；本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟S2的具體過程為：
3.根據權利要求2所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟S21的具體過程為：
4.根據權利要求2或3所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，在步驟S23中判斷齒面接觸點是否存在時，如果前齒面相交，后齒面相離，說明該接觸點不存在，此時分析齒面尚未進入嚙合區，應繼續旋轉一定角度，搜尋下一個相切位置；如果前齒面相離，后齒面相交，說明該接觸點不存在，此時分析齒面已脫離嚙合區，需要反向旋轉。
5.根據權利要求1或2或3所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟S3中獲取齒隙數據的具體過程為：當工作齒面相切且處于真實嚙合位置，輸入齒輪中間工作齒面與偏移齒面會相交產生橢圓交線，利用AddNewDatums函數將旋轉過程中產生的交線進行消參并保存；同時反向旋轉輸入齒輪，使非工作齒面達到相切狀態，反饋從工作齒面相切到非工作齒面相切輸入齒輪旋轉的角度，即可獲得嚙合過程的全
6.根據權利要求5所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟S3中獲取接觸印痕的具體過程為：中間印痕采取等距離散，旋轉步長為1°，邊緣印痕采取二分離散，初始旋轉步長為0.01°，將印痕集旋轉到初始位置并將其分別投影到輸入齒輪和輸出齒輪中間工作齒面上；通過測量印痕與齒面輪廓的距離，獲得接觸印痕位置信息。
7.根據權利要求1或2或3所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟S1的具體過程為：在CATIA軟件中，利用實測齒面點坐標建立真實模型；找到在齒輪節錐面與齒寬中面交線，截取凹凸面之間的弧線，以弧線中點和節錐面切線方向為參考建立平面，過中點并沿齒面法向做直線，獲取直線與凹凸齒面之間兩個交點間的距離，通過二分法進行迭代，旋轉凹面或凸面，直至中點法向弦齒厚與實際測量值誤差符合要求；再導入齒坯并切除齒槽，完成齒輪建模；在ABAQUS中建立減速器機匣-軸承-螺旋錐齒輪一體化有限元仿真模型。
8.根據權利要求7所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，減速器分為輸入組件、輸出組件和機匣組件；
9.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序在被處理器運行時執行如權利要求1-8中任意一項所述方法的步驟。
10.一種減速器螺旋錐齒輪裝配仿真系統，包括相互連接的存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序在被處理器運行時執行如權利要求1-8中任意一項所述方法的步驟。
...【技術特征摘要】
1.一種減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，包括步驟：
2.根據權利要求1所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟s2的具體過程為：
3.根據權利要求2所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟s21的具體過程為：
4.根據權利要求2或3所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，在步驟s23中判斷齒面接觸點是否存在時，如果前齒面相交，后齒面相離，說明該接觸點不存在，此時分析齒面尚未進入嚙合區，應繼續旋轉一定角度，搜尋下一個相切位置；如果前齒面相離，后齒面相交，說明該接觸點不存在，此時分析齒面已脫離嚙合區，需要反向旋轉。
5.根據權利要求1或2或3所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟s3中獲取齒隙數據的具體過程為：當工作齒面相切且處于真實嚙合位置，輸入齒輪中間工作齒面與偏移齒面會相交產生橢圓交線，利用addnewdatums函數將旋轉過程中產生的交線進行消參并保存；同時反向旋轉輸入齒輪，使非工作齒面達到相切狀態，反饋從工作齒面相切到非工作齒面相切輸入齒輪旋轉的角度，即可獲得嚙合過程的全齒隙。
6.根據權利要求5所述的減速器螺旋錐齒輪裝配仿真方法，其特征在于，步驟s3中獲取接觸印痕的具體過程為：中間印痕采取等距離散，旋轉步長為1°，邊...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李添良，唐喜軍，戴威，鐘源，鄭陽輝，楊柳，鄧明明，
申請(專利權)人：中國航發中傳機械有限公司，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。