CN109185432A - 一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，它包括以下步骤：S1，获取人字齿轮副的相关数据；S2，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿的中心距误差；S3，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值；S4，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮安装位置的距离；S5，计算人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差。本发明可快速准确计算支撑变形引起的人字齿轮的中心距误差和轴线夹角误差，计算方法简单，满足了人字齿轮接触分析的要求。

Description

一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法

技术领域

本发明涉及齿轮传动系统技术领域，具体地说是一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法。

背景技术

人字齿轮具有重合度高，轴向载荷小，承载能力高，工作平稳等优点，被广泛应用于高速重载传动中，齿轮支撑系统在工作载荷下的变形将引起传动误差的变化，进而影响齿轮系统的动态特性，准确快速计算由于支撑变形引起的误差对于预言设计齿轮的啮合特性，缩短产品试制周期，降低试制成本，提高产品质量具有重要的工程意义。

将支撑变形转化为安装误差能够有效的为人字齿轮接触分析提供数据支持，与其它齿轮相比，人字齿轮存在左右两端轮齿，如何将人字齿轮的支撑变形转化为安装误差目前几乎没有相应的方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，能够快速准确地计算支撑变形引起的人字齿轮的中心距误差和轴线夹角误差。

本发明解决其技术问题采取的技术方案是：

本发明实施例提供的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其特征是，所述计算方法包括以下步骤：

S1，获取人字齿轮副的相关数据；

S2，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿的中心距误差；

S3，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值；

S4，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮安装位置的距离；

S5，计算人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤S1中，所述人字齿轮副的相关数据包括：人字齿轮左右齿面的齿宽b、中间连接圆柱的长度H、人字齿轮主动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₁，人字齿轮主动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₂，人字齿轮从动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₃，人字齿轮从动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₄。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤S2中，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿的中心距误差的具体过程为：

通过人字齿轮中心距误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮左端轮齿的中心距误差ΔE₁，通过人字齿轮中心距误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮右端轮齿的中心距误差ΔE₂。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述人字齿轮中心距误差计算公式为：

ΔE＝|Δ_a-Δ_b| (1)

式中，ΔE为人字齿轮中心距误差，Δ_a为人字齿轮主动轮安装位置的变形量，Δ_b为人字齿轮从动轮安装位置的变形量。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤S3的具体过程为：通过式(2)所示的人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值计算公式计算得到人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值ΔE_E，

ΔE_E＝|ΔE₂-ΔE₁| (2)

式中，ΔE_E为人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值，ΔE₁为人字齿轮主从动轮左端轮齿的中心距误差，ΔE₂为人字齿轮主从动轮右端轮齿的中心距误差。

作为本实施例一种可能的实现方式，在步骤S4中，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮安装位置的距离的具体过程为：

通过人字齿轮安装位置的距离计算公式计算得到支撑变形后人字齿轮主动轮安装位置的距离L₁，通过人字齿轮安装位置的距离计算公式计算得到支撑变形后人字齿轮从动轮安装位置的距离L₂。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述人字齿轮安装位置的距离计算公式为：

式中，L为人字齿轮安装位置的距离，b为人字齿轮左右齿面的齿宽，H为中间连接圆柱的长度，Δ_c为人字齿轮左端轮齿安装位置的变形量，Δ_d为人字齿轮右端轮齿安装位置的变形量。

作为本实施例一种可能的实现方式，所述步骤S5的具体过程为：通过式(4)所示的人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差δ，

式中，δ为人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差，L₁为支撑变形后人字齿轮主动轮安装位置的距离，L₂为支撑变形后人字齿轮从动轮安装位置的距离，ΔE_E为人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值。

本发明实施例的技术方案可以具有的有益效果如下：

本发明实施例技术方案的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，通过获取人字齿轮副的相关数据，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿的中心距误差，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮安装位置的距离，计算人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差。本发明可快速准确计算支撑变形引起的人字齿轮的中心距误差和轴线夹角误差，计算方法简单，满足了人字齿轮接触分析的要求。

附图说明

图1是根据一示例性实施例示出的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法的流程图；

图2是根据一示例性实施例示出的支撑变形前人字齿轮主从动轮在齿轮箱中的安装示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的支撑变形前后人字齿轮主从动轮的安装位置变化示意图；

图2和图3中符号表示：1、人字齿轮主动轮，2、人字齿轮从动轮，A、支撑变形前人字齿轮主动轮左端轮齿的安装位置，B、支撑变形前人字齿轮主动轮右端轮齿的安装位置，C、支撑变形前人字齿轮从动轮左端轮齿的安装位置，D、支撑变形前人字齿轮从动轮右端轮齿的安装位置，A’、支撑变形后人字齿轮主动轮左端轮齿的安装位置，B’、支撑变形后人字齿轮主动轮右端轮齿的安装位置，C’、支撑变形后人字齿轮从动轮左端轮齿的安装位置，D’、支撑变形后人字齿轮从动轮右端轮齿的安装位置，A”B”、A’B’的平行线，Δ₁、人字齿轮主动轮左端轮齿安装位置的变形量，Δ₂、人字齿轮主动轮右端轮齿安装位置的变形量，Δ₃、人字齿轮从动轮左端轮齿安装位置的变形量，Δ₄、人字齿轮从动轮右端轮齿安装位置的变形量。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。

本发明提供了一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，如图1所示，它包括以下步骤：S1，获取人字齿轮副的相关数据；S2，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿的中心距误差；S3，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值；S4，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮安装位置的距离；S5，计算人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差。

本发明实施例提供的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其具体实现过程包括以下步骤：

步骤1，获取人字齿轮副的相关数据：人字齿轮左右齿面的齿宽b、中间连接圆柱的长度H、人字齿轮主动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₁，人字齿轮主动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₂，人字齿轮从动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₃，人字齿轮从动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₄，如表1所示，支撑变形前人字齿轮主从动轮在齿轮箱中的安装示意图如图2所示，支撑变形前后人字齿轮主从动轮的安装位置变化示意图如图3所示，图2和图3中符号表示：1、人字齿轮主动轮，2、人字齿轮从动轮，A、支撑变形前人字齿轮主动轮左端轮齿的安装位置，B、支撑变形前人字齿轮主动轮右端轮齿的安装位置，C、支撑变形前人字齿轮从动轮左端轮齿的安装位置，D、支撑变形前人字齿轮从动轮右端轮齿的安装位置，A’、支撑变形后人字齿轮主动轮左端轮齿的安装位置，B’、支撑变形后人字齿轮主动轮右端轮齿的安装位置，C’、支撑变形后人字齿轮从动轮左端轮齿的安装位置，D’、支撑变形后人字齿轮从动轮右端轮齿的安装位置，A”B”、A’B’的平行线，Δ₁、人字齿轮主动轮左端轮齿安装位置的变形量，Δ₂、人字齿轮主动轮右端轮齿安装位置的变形量，Δ₃、人字齿轮从动轮左端轮齿安装位置的变形量，Δ₄、人字齿轮从动轮右端轮齿安装位置的变形量。

表1

步骤2：使用步骤1中的人字齿轮主动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₁，人字齿轮从动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₃，通过式(5)所示的人字齿轮中心距误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮左端轮齿的中心距误差ΔE₁，使用步骤1中的人字齿轮主动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₂，人字齿轮从动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₄，通过式(5)所示的人字齿轮中心距误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮右端轮齿的中心距误差ΔE₂。

ΔE＝|Δ_a-Δ_b| (5)

式中，ΔE为人字齿轮中心距误差，Δ_a为人字齿轮主动轮安装位置的变形量，Δ_b为人字齿轮从动轮安装位置的变形量。

步骤3：使用步骤2中计算的人字齿轮主从动轮左端轮齿的中心距误差ΔE₁，人字齿轮主从动轮右端轮齿的中心距误差ΔE₂，通过式(6)所示的人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值计算公式计算得到人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值ΔE_E。

ΔE_E＝|ΔE₂-ΔE₁| (6)

式中，ΔE_E为人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值，ΔE₁为人字齿轮主从动轮左端轮齿的中心距误差，ΔE₂为人字齿轮主从动轮右端轮齿的中心距误差。

步骤4：使用步骤1中的人字齿轮左右齿面的齿宽b，中间连接圆柱的长度H，人字齿轮主动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₁，人字齿轮主动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₂，通过式(7)所示的人字齿轮安装位置的距离计算公式计算得到支撑变形后人字齿轮主动轮安装位置的距离L₁，使用步骤1中的人字齿轮左右齿面的齿宽b，中间连接圆柱的长度H，人字齿轮从动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₃，人字齿轮从动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₄，通过式(7)所示的人字齿轮安装位置的距离计算公式计算得到支撑变形后人字齿轮从动轮安装位置的距离L₂。

式中，L为人字齿轮安装位置的距离，b为人字齿轮左右齿面的齿宽，H为中间连接圆柱的长度，Δ_c为人字齿轮左端轮齿安装位置的变形量，Δ_d为人字齿轮右端轮齿安装位置的变形量。

步骤5：使用步骤4中计算的支撑变形后人字齿轮主动轮安装位置的距离L₁，支撑变形后人字齿轮从动轮安装位置的距离L₂，步骤3中计算的人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值ΔE_E，通过式(8)所示的人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差δ。

式中，δ为人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差，L₁为支撑变形后人字齿轮主动轮安装位置的距离，L₂为支撑变形后人字齿轮从动轮安装位置的距离，ΔE_E为人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值。

人字齿轮主从动轮左端轮齿的中心距误差ΔE₁，人字齿轮主从动轮右端轮齿的中心距误差ΔE₂，人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值ΔE_E，支撑变形后人字齿轮主动轮安装位置的距离L₁，支撑变形后人字齿轮从动轮安装位置的距离L₂，人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差δ的计算结果如表2所示。

表2

本发明通过获取人字齿轮副的相关数据，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿的中心距误差，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮安装位置的距离，计算人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差。本发明可快速准确计算支撑变形引起的人字齿轮的中心距误差和轴线夹角误差，计算方法简单，满足了人字齿轮接触分析的要求，其实施的有益效果也是显而易见的。

以上所述只是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，所述安装误差包括中心距误差和轴线夹角误差，其特征是，所述计算方法包括以下步骤：

S1，获取人字齿轮副的相关数据；

S2，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿的中心距误差；

S3，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值；

S4，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮安装位置的距离；

S5，计算人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差。

2.如权利要求1所述的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其特征是，在步骤S1中，所述人字齿轮副的相关数据包括：人字齿轮左右齿面的齿宽b、中间连接圆柱的长度H、人字齿轮主动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₁，人字齿轮主动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₂，人字齿轮从动轮左端轮齿安装位置的变形量Δ₃，人字齿轮从动轮右端轮齿安装位置的变形量Δ₄。

3.如权利要求1所述的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其特征是，在步骤S2中，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮左右端轮齿的中心距误差的具体过程为：

通过人字齿轮中心距误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮左端轮齿的中心距误差ΔE₁，通过人字齿轮中心距误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮右端轮齿的中心距误差ΔE₂。

4.如权利要求3所述的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其特征是，

所述人字齿轮中心距误差计算公式为：

ΔE＝|Δ_a-Δ_b| (1)

式中，ΔE为人字齿轮中心距误差，Δ_a为人字齿轮主动轮安装位置的变形量，Δ_b为人字齿轮从动轮安装位置的变形量。

5.如权利要求1所述的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其特征是，所述步骤S3的具体过程为：通过式(2)所示的人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值计算公式计算得到人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值ΔE_E，

ΔE_E＝|ΔE₂-ΔE₁| (2)

式中，ΔE_E为人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值，ΔE₁为人字齿轮主从动轮左端轮齿的中心距误差，ΔE₂为人字齿轮主从动轮右端轮齿的中心距误差。

6.如权利要求1所述的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其特征是，在步骤S4中，计算支撑变形后人字齿轮主从动轮安装位置的距离的具体过程为：

通过人字齿轮安装位置的距离计算公式计算得到支撑变形后人字齿轮主动轮安装位置的距离L₁，通过人字齿轮安装位置的距离计算公式计算得到支撑变形后人字齿轮从动轮安装位置的距离L₂。

7.如权利要求6所述的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其特征是，

所述人字齿轮安装位置的距离计算公式为：

式中，L为人字齿轮安装位置的距离，b为人字齿轮左右齿面的齿宽，H为中间连接圆柱的长度，Δ_c为人字齿轮左端轮齿安装位置的变形量，Δ_d为人字齿轮右端轮齿安装位置的变形量。

8.如权利要求1所述的一种将人字齿轮支撑变形转化为安装误差的方法，其特征是，所述步骤S5的具体过程为：通过式(4)所示的人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差计算公式计算得到人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差δ，

式中，δ为人字齿轮主从动轮的轴线夹角误差，L₁为支撑变形后人字齿轮主动轮安装位置的距离，L₂为支撑变形后人字齿轮从动轮安装位置的距离，ΔE_E为人字齿轮主从动轮左右端轮齿中心距的差值。