【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及齒輪傳動，具體為一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法。
技術介紹
1、斜齒輪由于其傳動平穩、承載力高等特點，在新能源車輛、風電設備、船舶、直升機等場合得到重要的應用。隨著國防和工業的快速發展，對齒輪系統的減振降噪更是提出更高的要求，而齒輪修形是公認的實現減振降噪的有效方式，齒輪修形技術包括齒廓修形、齒向修形和對角修形三種，相比于其他兩種方式，對角修形僅在齒頂嚙出、齒根嚙入部分選擇合適的修形量、修形區域和修形曲線對齒面進行修整，中間部分不修或者少修，可有效降低嚙入、嚙出時的沖擊力，且有效承載接觸面積大，對齒輪重合度減少較小，因此通過對角修形實現斜齒輪傳動副的減振降噪是十分必要的。
2、由于對角修形的特點，目前關于齒輪對角修形設計并加工的研究相對較少。對角修形的設計主要包括兩種方法：第一種是王憲法在《窄斜齒輪對角修形的最佳修形量計算及修形區域的選擇》提出的對角修形設計公式，并在《窄斜齒輪對角修形方法及降噪效果的研究》通過試驗證明了對角修形齒輪相比不修形齒輪有很好的降噪效果；蔣進科在王憲法提出的對角修形作公式的基礎上，在《高速漸開線圓柱齒輪齒面設計及數控加工技術研究》提出了平面砂輪磨削和錐面砂輪磨削2種方法并進行了詳細地理論推導，并通過qmk50五軸聯動錐面砂輪磨齒機進行了對角修形磨齒試驗驗證，修形量基本達到設計要求，精度并不高。第二種是中國專利號【cn103577713a】公開的斜齒輪副對角修形量的計算方法，尚未進行試驗驗證。
3、由于船舶、直升機等精密裝備對齒輪的精度要求較高，一般要求為4級，
技術實現思路
1、本專利技術的目的是：針對現有技術中并不能通過大平面砂輪實現斜齒輪對角修形的問題，提出一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法。
2、本專利技術為了解決上述技術問題采取的技術方案是：
3、一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，包括以下步驟：
4、步驟一：獲取待修形齒輪，并根據待修形齒輪的旋向確定修形區域，所述根據待修形齒輪的旋向確定修形區域具體為：
5、若待修形齒輪的旋向為左旋向，則左齒面修形區域位于左齒面前端根部和左齒面后端頂部，右齒面修形區域位于右齒面后端根部和右齒面前端頂部；
6、若待修形齒輪的旋向為右旋向，則左齒面修形區域位于左齒面前端頂部和左齒面后端根部，右齒面修形區域位于右齒面前端根部和右齒面后端頂部；
7、其中，左齒面和右齒面分別為，面對輪齒時，以齒槽為參照物，齒面位于齒槽左側為左齒面，齒面位于齒槽右側為右齒面；
8、步驟二：確定齒頂修形終止位置與齒根修形終止位置，所述齒頂修形終止位置為齒頂圓，所述齒根修形終止位置的確定步驟為：
9、首先，根據齒輪嚙合原理，確定從動輪的齒頂圓和嚙合線的交點，并以該交點至主動輪圓心的距離rk1為半徑，得到一個圓，將該圓進行延伸，得到與齒輪厚度相同的圓柱，圓柱面與齒面的交線，即為齒根修形終止位置；
10、步驟三：給定齒頂和齒根端面上的修形高度，并結合嚙合方程，得到齒頂和齒根修形終止位置上的修形長度，齒頂和齒根端面上的修形高度以及齒頂和齒根修形終止位置上的修形長度，即為修形區域；
11、步驟四：將齒頂修形齒面/齒根修形齒面進行離散化，并確定齒頂/齒根修形區域內每個離散點與齒頂分界線的距離，之后，根據齒頂/齒根修形區域內每個離散點與齒頂分界線/齒根分界線的距離，并結合修形曲線的階次，得到齒頂修形齒面/齒根修形齒面某一離散點的修形量e1，所述齒頂分界線為標準齒面和齒頂修形齒面的分界線，所述齒根分界線為標準齒面和齒根修形齒面的分界線；
12、步驟五：基于齒條刀模型，并利用齊次坐標變換和齒輪嚙合方程，建立大平面砂輪模型，所述大平面砂輪模型中砂輪的工作端面和斜齒條刀的側刀面重合，砂輪的工作端面用于加工齒輪的工作齒廓，砂輪圓周處的過渡圓弧用于加工齒輪的過渡曲面；
13、步驟六：基于齒條刀模型、齒頂修形量以及齒根修行量，并根據展成法加工標準漸開線齒輪和對角修形原理，通過使齒輪工件在齒輪切向方向的運動距離與齒輪工件軸瞬時加工轉角的規律變化，等效轉化為大平面砂輪的大小相等，且方向相反的附加運動，實現對角修形加工，進而實現斜齒輪加工。
14、進一步的，所述距離rk1表示為：
15、
16、其中，rb1表示主動輪的基圓半徑，rb1＝rp1cosαt，rb2表示從動輪的基圓半徑，rb2＝rp2cosαt，rp1表示主動輪分度圓半徑，rp1＝mnz1/2cosβ，rp2表示從動輪分度圓半徑，rp2＝mnz2/2cosβ，αt表示端面壓力角，αt＝arctan(tanαn/cosβ)，αn表示主從動輪法面壓力角，mn表示主從動輪法面模數，β表示主從動輪分度圓螺旋角，z1表示主動輪齒數，z2表示從動輪齒數，k1表示從動輪的齒頂圓與嚙合線的交點，n1，n2，n1表示理論齒面點坐標的法矢。
17、進一步的，所述步驟三中，給定齒頂和齒根端面上的修形高度，并結合嚙合方程，得到齒頂和齒根修形終止位置上的修形長度的具體步驟為：
18、△abc、△def分別表示齒頂修形區域和齒根修形區域，其中，ab、de表示齒輪端面上的修形高度，bc、ef表示齒面接觸線的旋轉投影，即修形起始線，ac、df表示修形終止線上的修形長度，w表示輪齒寬度，g點表示a點與bc作垂線的交點，h點表示d點與ef作垂線的交點；
19、獲取齒面旋轉投影，之后，取xa軸位于齒寬中線上，za軸位于齒輪軸線上，za1軸位于分度圓上，xa2軸位于齒頂接觸線的法線方向，xa3軸位于齒根接觸線的法線方向；
20、在齒頂修形區域△abc中，給定齒頂端面上的修形高度ab，則在zaoaxa坐標系中b點坐標為：
21、
22、其中，xai、zai(i＝a,b,c…)分別表示坐標系zaoaxa中不同點對應的x、z坐標分量；
23、設zaoaxa坐標系中b點對應于齒輪動坐標系sa-xayaza中的位矢rb、法矢nb，rb和nb表示為：
24、
25、其中，r0(u,l)、n0(u,l)表示b點在齒條刀參考坐標系sb-xbybzb中的位矢和法矢，u、l表示齒條刀齒面參數，mdb(β)表示b點從齒條刀參考坐標系sb-xbybzb到齒條刀動坐標系sd-xdydzd的坐標變換，表示b點從齒條刀動坐標系sd-xdydzd到齒輪動坐標系sa-xaya本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述距離rk1表示為：
3.根據權利要求1所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述步驟三中，給定齒頂和齒根端面上的修形高度，并結合嚙合方程，得到齒頂和齒根修形終止位置上的修形長度的具體步驟為：
4.根據權利要求1所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述齒頂修形齒面/齒根修形齒面某一離散點的修形量E1的獲取步驟為：
5.根據權利要求1所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述大平面砂輪模型中砂輪不同位置圓半徑之間的關系表示為：
6.根據權利要求5所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述大平面砂輪模型中動坐標系原點取在砂輪工作端面中心Os處，則砂輪端面表示為：
7.根據權利要求5所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述大平面砂輪模型中砂輪圓周過渡圓弧處表面表示為：
8.根據權利
9.根據權利要求8所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述大平面砂輪磨削標準齒面過程具體為：將砂輪工作端面和圓周過渡圓弧面在砂輪動坐標系Ss-xsyszs中表示的位矢Rs和法矢Ns，位矢Rs和法矢Ns分別經過矩陣變換式中平移、旋轉坐標變換轉換到工件齒輪動坐標系S1-x1y1z1中，并通過matlab中fsolve函數求解非線性嚙合方程，求解出未知參數，進而得到理論齒面點坐標的位矢R1和法矢N1；
10.根據權利要求9所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述對角修形過程具體為：
...【技術特征摘要】
1.一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述距離rk1表示為：
3.根據權利要求1所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述步驟三中，給定齒頂和齒根端面上的修形高度，并結合嚙合方程，得到齒頂和齒根修形終止位置上的修形長度的具體步驟為：
4.根據權利要求1所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述齒頂修形齒面/齒根修形齒面某一離散點的修形量e1的獲取步驟為：
5.根據權利要求1所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述大平面砂輪模型中砂輪不同位置圓半徑之間的關系表示為：
6.根據權利要求5所述的一種斜齒輪對角修形大平面砂輪加工方法，其特征在于所述大平面砂輪模型中動坐標系原點取在砂輪工作端面中心os處，則砂輪端面表示為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：賈海濤，邵鋼，
申請(專利權)人：中國船舶集團有限公司第七零三研究所，
類型：發明
國別省市：
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