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准双曲面齿轮齿面主动设计与先进制造技术
准双曲面齿轮是一种齿轮的类型，其齿面的形状是基于准双曲面而设计的。
准双曲面形状的齿面可以提供更大的传动能力和更好的精度，特别是在高负载和高速运动的应用中。
准双曲面齿轮的主动设计包括齿数、齿形、齿距等方面的设计。
其中齿形设计是最重要的一部分，它的目的是确保齿轮的齿面与其它齿轮的齿面可以完美地配合，从而实现精准的传动。
准双曲面齿轮的先进制造技术包括数控加工和磨削等技术。
数控加工可以实现高精度的齿形设计和齿距控制，从而提高齿轮的精度和可靠性。
磨削技术可以提供更高的表面质量和更好的齿面配合性能，从而进一步提高齿轮的使用寿命和可靠性。
总之，准双曲面齿轮的主动设计和先进制造技术是为了提高齿轮的精度和可靠性，在高负载和高速运动的应用中提供更好的传动效果。
![准双曲面齿轮设计方法及准双曲面齿轮[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/2a57b839ba68a98271fe910ef12d2af90242a88e.png)
(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。
准双曲面齿轮强度校准双曲面齿轮强度校导言准双曲面齿轮是一种具有特殊曲面形状的齿轮，它能够实现高传动效率和精确的齿啮合，广泛应用于航天、航空、机械等领域。
在工程实践中，为了确保准双曲面齿轮的可靠工作和长寿命，我们需要对其强度进行校验。
本文将从深度和广度的角度，为大家解析准双曲面齿轮强度校验的方法和重要性。
一、准双曲面齿轮的理论基础1. 准双曲面齿轮的定义及特点准双曲面齿轮是指齿面曲面形状接近于双曲面的一类特殊齿轮。
相较于传统的圆柱齿轮，准双曲面齿轮具有以下独特的特点：齿面曲线呈双曲线形状，能够实现更大的啮合接触比和更小的齿面接触应力，从而实现更高的传动效率和更小的齿面磨损。
2. 准双曲面齿轮的工作原理准双曲面齿轮的工作原理基于曲面啮合原理，在啮合过程中，两个齿轮的齿面曲线实现点面接触，充分利用准双曲面曲线的特点，使啮合接触比最大化，从而提高传动效率。
准双曲面齿轮由于其曲线形状的特殊性，具有更均匀的载荷分布，能够降低齿面接触应力，提高齿面使用寿命。
二、准双曲面齿轮强度校验的方法1. 准双曲面齿轮强度设计指标在设计准双曲面齿轮时，需要考虑其强度是否满足要求。
准双曲面齿轮的强度主要由以下几个指标来衡量：载荷能力、抗疲劳能力、齿面弯曲强度和齿面表面强度。
针对不同的工作条件和需求，我们可以根据这些指标来选择不同的材料和工艺。
2. 准双曲面齿轮强度校验的步骤为了保证准双曲面齿轮的强度满足要求，我们需要进行强度校验。
主要步骤如下：（1）计算齿轮的载荷和力矩。
根据实际工况和设计要求，计算齿轮所受的载荷和力矩，作为后续强度校验的依据。
（2）确定齿轮的工作系数和应力循环系数。
根据工作条件和齿轮的使用寿命要求，确定齿轮的工作系数和应力循环系数，为后续的强度计算提供依据。
（3）计算齿轮的弯曲应力和接触应力。
利用材料力学和齿轮啮合理论，计算齿轮的弯曲应力和接触应力，判断其是否满足强度要求。
（4）进行强度校验和优化设计。
根据计算结果，对齿轮的强度进行校验，如果不满足要求，则进行优化设计，如增加材料的硬度、改变齿轮的几何参数等。
MASTA培训⼿册-螺旋锥齿轮和准双曲⾯齿轮设计、校核和优化MASTA 培训⼿册:螺旋锥齿轮和准双曲⾯齿轮设计、校核和优化MASTA 5.4版商业机密⽬录1介绍 (3)2在MASTA设计中添加螺旋锥/准双曲⾯齿轮副 (4)2.1在设计中添加⼀个螺旋锥齿轮副 (4)2.2在设计中定位螺旋锥齿轮副 (4)2.2.1⽅向 (5)2.2.2转⾓ (7)3把Gleason尺⼨参数表输⼊到⼀个螺旋锥齿轮副设计 (9)3.1定义节锥 (9)3.2定义齿形属性 (11)3.3定义⾯锥和根锥 (13)3.4定义螺旋⾓ (14)3.5定义齿厚 (14)3.6定义旋向 (17)3.7⼑尖圆⾓半径 (17)3.8重合度 (17)3.9⼏何系数 (18)4在MASTA中设计⼀个螺旋锥齿轮副 (19)4.1齿轮速⽐和节锥尺⼨ (19)4.2选择螺旋⾓ (21)4.3压⼒⾓ (21)4.4⼤轮⼑盘半径 (22)4.5定义齿形属性 (22)4.5.1AGMA和齿顶⾼/齿⾼系数定义 (22)4.5.2Gleason系数定义 (23)4.6齿形收缩 (24)4.7定义齿厚 (24)4.7.1齿厚定义的⽅法 (24)4.7.2侧隙 (25)4.8定义旋向 (26)5把Gleason尺⼨参数表输⼊到⼀个准双曲⾯齿轮副设计 (27)5.1定义节锥 (28)5.2定义齿形属性⽐例、⾯和根锥⾓ (32)5.2.1定义齿厚 (33)5.3定义旋向 (34)5.4⼑尖圆⾓半径 (34)5.5重合度 (35)5.6⼏何系数 (35)6螺旋锥齿轮和准双曲⾯齿轮材料 (36)6.1锥齿轮材料数据库窗⼝ (36)6.2默认锥齿轮材料 (37)6.3⾃定义锥齿轮材料 (39)7螺旋锥齿轮校核 (41)7.1接触校核 (42)7.2弯曲校核 (47)8螺旋锥/准双曲⾯齿轮宏观参数优化 (50)8.1载荷谱列表 (51)8.2优化⽬标 (51)8.3优化变量 (52)8.3.1螺旋锥齿轮优化变量 (52)8.3.2准双曲⾯齿轮优化变量 (53)8.4其它设置 (53)8.5优化结果和结果选项卡 (54)8.6多优化运⾏ (55)8.7添加⼀个优化的设计到MASTA模型中 (56)1介绍MASTA能够建⽴各种类型的齿轮。
MASTA 培训手册:螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮设计、校核和优化MASTA 5.4版商业机密目录1介绍 (3)2在MASTA设计中添加螺旋锥/准双曲面齿轮副 (4)2.1在设计中添加一个螺旋锥齿轮副 (4)2.2在设计中定位螺旋锥齿轮副 (4)2.2.1方向 (5)2.2.2转角 (7)3把Gleason尺寸参数表输入到一个螺旋锥齿轮副设计 (9)3.1定义节锥 (9)3.2定义齿形属性 (11)3.3定义面锥和根锥 (13)3.4定义螺旋角 (14)3.5定义齿厚 (14)3.6定义旋向 (17)3.7刀尖圆角半径 (17)3.8重合度 (17)3.9几何系数 (18)4在MASTA中设计一个螺旋锥齿轮副 (19)4.1齿轮速比和节锥尺寸 (19)4.2选择螺旋角 (21)4.3压力角 (21)4.4大轮刀盘半径 (22)4.5定义齿形属性 (22)4.5.1AGMA和齿顶高/齿高系数定义 (22)4.5.2Gleason系数定义 (23)4.6齿形收缩 (24)4.7定义齿厚 (24)4.7.1齿厚定义的方法 (24)4.7.2侧隙 (25)4.8定义旋向 (26)5把Gleason尺寸参数表输入到一个准双曲面齿轮副设计 (27)5.1定义节锥 (28)5.2定义齿形属性比例、面和根锥角 (32)5.2.1定义齿厚 (33)5.3定义旋向 (34)5.4刀尖圆角半径 (34)5.5重合度 (35)5.6几何系数 (35)6螺旋锥齿轮和准双曲面齿轮材料 (36)6.1锥齿轮材料数据库窗口 (36)6.2默认锥齿轮材料 (37)6.3自定义锥齿轮材料 (39)7螺旋锥齿轮校核 (41)7.1接触校核 (42)7.2弯曲校核 (47)8螺旋锥/准双曲面齿轮宏观参数优化 (50)8.1载荷谱列表 (51)8.2优化目标 (51)8.3优化变量 (52)8.3.1螺旋锥齿轮优化变量 (52)8.3.2准双曲面齿轮优化变量 (53)8.4其它设置 (53)8.5优化结果和结果选项卡 (54)8.6多优化运行 (55)8.7添加一个优化的设计到MASTA模型中 (56)1介绍MASTA能够建立各种类型的齿轮。
