[发明专利]一种非圆斜齿齿轮设计方法

说明书

本申请实施例公开了一种非圆斜齿齿轮设计方法，涉及齿轮设计领域。该方法包括：建立非圆斜齿齿轮和圆形斜齿产形轮的三维运动关系；根据所述三维运动关系得到所述非圆斜齿齿轮的齿面包络方程；建立所述圆形斜齿产形轮的齿面方程，并得到所述非圆斜齿齿轮与所述圆形斜齿产形轮的齿面啮合方程；根据所述齿面包络方程、所述圆形斜齿产形轮的齿面方程和所述齿面啮合方程得到所述非圆斜齿齿轮的齿面方程。通过上述方法，可以提升获得非圆斜齿齿轮的齿面的精度，并使获取过程更加简单。

技术领域

本申请涉及齿轮设计领域，更具体地，涉及一种非圆斜齿齿轮设计方法。

背景技术

齿轮传动是机械传动中最重要的传动形式之一，非圆斜齿齿轮可以以变传动比进行传动，且啮合平稳，承载能力大。非圆斜齿齿轮的实际模型是通过加工得到的，要建立精确的非圆斜齿齿轮实体模型，最有效的方法是根据加工原理获得非圆斜齿齿轮的齿面。

现有技术中，获得非圆斜齿齿轮的齿面的方法存在精度较低、获取过程复杂等问题。目前，对于非圆斜齿齿轮的设计通常需要利用三维设计软件对非圆斜齿齿轮进行仿真，该种方式只能获得非圆斜齿齿轮的齿面的几何模型，无法得到非圆斜齿齿轮的齿面数学模型，因此该种方式得到的齿面模型精度较低。专利CN105889456B示出了另一种设计非圆曲线齿齿轮的方法，在齿面包络法的基础上得到了包络方程以及啮合方程，理论上可得到精度较高的齿面数学模型，但在这种方法中，包络方程非常复杂，且难以得到啮合方程的具体形式，因此难以也得到非圆斜齿齿轮的齿面方程的具体形式。

因此，传统的获得非圆斜齿齿轮的齿面的方法存在精度较低、获取过程复杂等问题。

发明内容

本申请提出了一种非圆斜齿齿轮设计方法，通过使圆形斜齿产形轮绕固定的回转中心进行自转，使非圆斜齿齿轮进行自转和平移运动，并使圆形斜齿产形轮与非圆斜齿齿轮的节点固定，建立非圆斜齿齿轮与圆形斜齿产形轮的三维运动关系，得到形式较为简单的齿面包络方程，并建立圆形斜齿产形轮的齿面方程，以及得到非圆斜齿齿轮与圆形斜齿产形轮的齿面啮合方程的具体形式，最终得到精度较高的非圆斜齿齿轮的齿面数学模型。如此可以提升获得非圆斜齿齿轮的齿面的精度，并使获取过程更加简单。

本申请提供了一种非圆斜齿齿轮设计方法，该方法包括：建立非圆斜齿齿轮和圆形斜齿产形轮的三维运动关系；根据所述三维运动关系得到所述非圆斜齿齿轮的齿面包络方程；建立所述圆形斜齿产形轮的齿面方程，并得到所述非圆斜齿齿轮与所述圆形斜齿产形轮的齿面啮合方程；根据所述齿面包络方程、所述圆形斜齿产形轮的齿面方程和所述齿面啮合方程得到所述非圆斜齿齿轮的齿面方程。

综上所述，本申请至少具有如下技术效果：

1.本申请通过使圆形斜齿产形轮绕固定的回转中心进行自转，使非圆斜齿齿轮进行自转和平移运动，并使圆形斜齿产形轮与非圆斜齿齿轮在端面上的节点固定，建立非圆斜齿齿轮与圆形斜齿产形轮的三维运动关系，得到形式较为简单的齿面包络方程，进而使获得非圆斜齿齿轮的齿面方程的过程更加简单。

2.本申请通过得到非圆斜齿齿轮与圆形斜齿产形轮的齿面啮合方程的具体形式，进而使获得非圆斜齿齿轮的齿面方程的过程更加简单。

3.本申请通过齿面包络方程、圆形斜齿产形轮的齿面方程，以及齿面啮合方程得到非圆斜齿齿轮的齿面的具体数学模型，进而提升获得的非圆斜齿齿轮的齿面的精度。

4.本申请通过利用圆形斜齿产形轮对非圆斜齿齿轮进行加工，能够设计节曲线内凹的非圆斜齿齿轮，还可以设计内啮合的非圆斜齿齿轮，在多种形状的非圆斜齿齿轮设计中具有较高的适应性和灵活性。

5.本申请通过使节点与圆形斜齿产形轮的回转轴固定，可以使圆形斜齿产形轮从同一方向退刀，以避免退刀干涉，在应用于齿轮加工时操作更加便捷。

因此，本申请提供的方案可以缓解获得非圆斜齿齿轮的齿面的方法中存在的精度较低、获取过程复杂等问题。

附图说明