准双曲面齿轮的设计与加工共36页

(10)申请公布号 CN 102099598 A(43)申请公布日 2011.06.15C N 102099598 A*CN102099598A*(21)申请号 200980128514.2(22)申请日 2009.07.162008-187965 2008.07.18 JP2008-280558 2008.10.30 JP2009-111881 2009.05.01 JPF16H 1/12(2006.01)F16H 55/08(2006.01)(71)申请人株式会社丰田中央研究所地址日本爱知县申请人丰田自动车株式会社(72)发明人青山隆之 稻垣瑞穗 须浪清一本多捷 柴田好克 宫村宏美(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司 11227代理人魏金霞杨献智(54)发明名称准双曲面齿轮设计方法及准双曲面齿轮(57)摘要改善了准双曲面齿轮的自由度。

基于准双曲面齿轮的轴交角(∑)、偏置距(E)、以及传动比(i o )来计算齿轮轴线(Ⅱ)和小齿轮轴线(Ⅰ)的相对转动中的瞬时轴线(S)、公垂线(v c )、瞬时轴线(S)与公垂线(v c )之间的交点(C s )、以及瞬时轴线(S)相对于齿轮的旋转轴线的倾斜角(Γs )。

基于这些变量，确定基础坐标系(C 1、C 2和C s )，并使用这些坐标系来计算规格。

对于螺旋角、节锥角、以及齿轮和小齿轮的分度圆半径，设定用于齿轮和小齿轮的这些值中的一个并计算设计基准点(P w )。

基于该设计基准点和齿轮的接触法线，计算规格。

齿轮或小齿轮的节锥角能自由选定。

(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2011.01.18(86)PCT申请的申请数据PCT/JP2009/063234 2009.07.16(87)PCT申请的公布数据WO2010/008096 EN 2010.01.21(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 5 页 说明书 32 页 附图 25 页1.一种设计准双曲面齿轮的方法，所述准双曲面齿轮包括一对齿轮，所述一对齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述方法包括：(a)设定准双曲面齿轮的轴交角∑、偏置距E、以及传动比io；(b)基于所述轴交角∑、所述偏置距E、以及所述传动比io来计算作为所述第一齿轮和所述第二齿轮的相对角速度的轴线的瞬时轴线S、相对于所述第一齿轮的旋转轴线和所述第二齿轮的旋转轴线的公垂线vc 、所述瞬时轴线S与所述公垂线vc之间的交点Cs、以及所述瞬时轴线S相对于所述第二齿轮的所述旋转轴线的倾斜角Γs，以确定用于规格的计算的坐标系C1、C2和Cs；(c)设定三个变量，所述三个变量包括所述第一齿轮的分度圆半径R1w和所述第二齿轮的分度圆半径R2w 中的一个、所述第一齿轮的螺旋角ψpw和所述第二齿轮的螺旋角ψgw中的一个、以及所述第一齿轮的节锥角γpw 和所述第二齿轮的节锥角Γgw中的一个；(d)基于在步骤(c)中设定的所述三个变量，计算设计基准点Pw和在步骤(c)中未设定的另外三个变量，所述设计基准点Pw是所述第一齿轮和所述第二齿轮的节锥的公共接触点；(e)设定所述第二齿轮的工作侧齿面的接触法线gwD；(f)设定所述第二齿轮的非工作侧齿面的接触法线gwC；以及(g)基于所述设计基准点Pw、在步骤(c)中设定的所述三个变量、所述第二齿轮的所述工作侧齿面的所述接触法线gwD、以及所述第二齿轮的所述非工作侧齿面的所述接触法线gwC来计算所述准双曲面齿轮的规格。

摆线齿准双曲面齿轮齿面主动设计杜进辅;方宗德;张永振;李建华【摘要】In order to pre-control the meshing performance of cycloid hypoid gears,a conjugate pinion tooth surface was generated by gear theoretical tooth surface.The pinion target tooth surface that meets the preconditions was obtained by modifying the conjugate tooth surface along the contact path and the contact line.The sum of tooth surface normal square errors between pinion theoretical and target tooth surface was calculated. The optimal model was built,setting the modifications of pinion machining parameters as variables and the least sum of square errors between pinion tooth surface and pinion target tooth surface on both sides as object.This optimization model was solved via sequence quadratic program.The validity of this modification method was demonstrated by using a numerical example of a high speed axle gear pair.The results show that the max normal errors on both sides are -4.7μm and -4.67μm,the transmission error deviations are 6.67% and 4%,the max contact path deviations are 0.275 mm and 0.177 mm,the results are found in line with the preconditions.%为预控双面法加工的摆线齿准双曲面齿轮的啮合性能，用大轮理论齿面展成与之共轭的小轮共轭齿面，将小轮共轭齿面沿啮合线方向和接触迹线方向分别进行修形，得到满足预置传动误差曲线以及接触印痕的目标齿面，计算出目标齿面与小轮理论齿面的法向偏差。

在设计和加工准双曲面齿轮时，传统的方法可能存在一些限制和挑战。

然而，在新技术不断涌现的今天，我们有机会探索更先进的方法来解决这些问题。

通过全面评估和深入讨论，我们可以发现一些新的计算方法，为准双曲面齿轮的设计和加工带来新的可能性。

一、准双曲面齿轮的特点和挑战准双曲面齿轮是一种复杂的齿轮类型，其特点包括齿面曲率半径变化大、曲线型式特殊、齿顶和齿根尖锐等，这给设计和加工带来了一定的挑战。

传统的设计方法可能无法完全满足准双曲面齿轮的要求，而传统的加工方法则可能面临加工精度和效率的问题。

二、新方法的探索与应用针对准双曲面齿轮设计和加工的挑战，我们可以探索一些新的方法和技术，以应对这些问题。

可以基于几何学和数学模型，结合计算机辅助设计和制造技术，通过多学科交叉融合，发展出新的设计和加工计算方法。

三、基于数学模型的深入研究在准双曲面齿轮的设计和加工中，数学模型起着关键作用。

通过对数学模型的深入研究和理解，我们可以揭示准双曲面齿轮的特殊曲线型式，探讨曲率半径变化对齿轮性能的影响，从而为设计和加工提供更精确的计算方法。

四、结合计算机辅助设计与制造技术计算机辅助设计与制造技术的应用，为准双曲面齿轮的设计和加工提供了新的可能性。

通过利用计算机软件，可以实现对复杂曲面的精确建模和仿真分析，为准双曲面齿轮的设计和加工提供可靠的支持。

五、个人观点和总结从我的个人观点来看，准双曲面齿轮的设计和加工计算新方法是一个充满挑战和机遇的领域。

通过全面评估和深入探讨，我们可以不断探索新的计算方法，为准双曲面齿轮的设计和加工开辟新的道路。

在这一过程中，我们也可以不断完善自己的理论知识和实践经验，为行业的发展和进步贡献自己的力量。

在总结和回顾本文内容时，我们深入探讨了准双曲面齿轮设计和加工计算新方法的重要性和必要性。

我们从准双曲面齿轮的特点和挑战出发，探讨了新方法的探索与应用，深入研究了数学模型和计算机辅助设计与制造技术的结合，最后共享了个人观点和总结。

准双曲面齿轮机构什么是准双曲面齿轮机构？准双曲面齿轮机构是一种特殊的齿轮传动机构，其传动原理基于两个准双曲面形状的齿轮相互啮合，以实现高精度、高扭矩、低噪音和长寿命等特点。

该机构主要应用于精密仪器、航空航天、汽车工业、医疗设备等领域。

准双曲面齿轮机构的结构准双曲面齿轮机构由两个准双曲面形状的齿轮组成，其中一个为主动齿轮，一个为从动齿轮。

主动齿轮通过电机或其他动力源驱动，从而带动从动齿轮旋转。

两个齿轮的啮合处形成了一个与椭球体相似的“准双曲面”形状，这种形状使得两个齿轮之间可以实现高精度、低噪音和长寿命的传递。

准双曲面齿轮机构的优点1. 高精度：由于准双曲面形状具有良好的啮合性能，因此准双曲面齿轮机构可以实现高精度传动，误差可以控制在0.1毫米以内。

2. 高扭矩：准双曲面齿轮机构的设计使得其可以承受较大的扭矩，因此适用于需要高扭矩传动的场合。

3. 低噪音：准双曲面齿轮机构由于采用了准双曲面形状的齿轮啮合，因此噪音较低，适用于要求低噪音的场合。

4. 长寿命：由于准双曲面齿轮机构采用了优质材料和先进加工技术，因此具有长寿命、不易损坏等特点。

准双曲面齿轮机构的应用1. 精密仪器：准双曲面齿轮机构具有高精度、低噪音和长寿命等特点，因此适用于精密仪器领域，如光学仪器、显微镜等。

2. 航空航天：准双曲面齿轮机构在航空航天领域中应用广泛，如飞机起落架、导航系统等。

3. 汽车工业：准双曲面齿轮机构在汽车工业中可以应用于变速器、转向系统等。

4. 医疗设备：准双曲面齿轮机构在医疗设备领域中可以应用于手术器械、医用床等。

总结准双曲面齿轮机构是一种特殊的齿轮传动机构，具有高精度、高扭矩、低噪音和长寿命等特点。

该机构适用于精密仪器、航空航天、汽车工业、医疗设备等领域。

随着技术的不断发展，准双曲面齿轮机构将会得到更加广泛的应用。

在共轭基础上的准双曲面齿轮主动修形设计邓效忠;蒋闯【摘要】@@%基于准双曲面齿轮大轮成形法加工的齿面方程,利用共轭理论计算出小轮的齿面点,根据齿轮副的功能需求提出了抛物线型的修形理论,设定了合理的修形量,结合VC软件实现了修形后齿面点的计算.在UG软件中建立了小轮的三维模型,通过加工中心进行了切齿试验,在测量中心进行了齿面测量.研究结果表明:修形效果达到预期目标,验证了齿面主动修形技术的可行性.【期刊名称】《河南科技大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】5页(P32-36)【关键词】共轭曲面;抛物线修形;齿面点计算;切齿试验;齿面测量【作者】邓效忠;蒋闯【作者单位】河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院,河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TH132.40 前言准双曲面齿轮由于传动比大、传动平稳、体积小而被广泛应用于汽车的驱动桥主传动中。

对于准双曲面齿轮小轮的加工设计，传统的方法是通过局部综合法计算出小轮的机床调整参数［1－4］，然后在专用铣齿机上进行切齿加工。

这种方法计算量很大，并且不易得到一套精确的加工参数。

精锻近净成形准双曲面齿轮是一项新技术，精锻的模具需要在加工中心上用指形铣刀铣削成形，利用主动设计修形技术对精锻的模具进行加工设计至关重要。

基于共轭齿面的主动设计修形技术，与传统切削方式相比，不受刀具和机床结构的限制，根据已得到的大轮齿面，利用共轭齿面原理包络出小轮齿面，再对小轮齿面进行修形，从而达到修正接触区的目的。

在共轭齿面主动修形设计的研究方面，文献［5－6］在理论方面对准双曲面齿轮加以推理计算，但需要确定被计算齿面的一阶及二阶参数;文献［7］利用载荷－变形效应条件来控制弧齿锥齿轮的二阶接触参数，但没有对准双曲面齿轮进行研究。

本文基于大轮成形法加工对齿面点求解，根据啮合坐标系和共轭原理，利用齿面旋转投影原理计算出小轮的三维坐标点和单位法矢［8］。