專利名稱：用于錐形齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪之自由形狀最佳化的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種將錐形齒輪與準(zhǔn)雙曲面(Hypoid)齒輪的自由形狀(Freiform)作最佳化的方法與裝置，以及制造這樣最佳化的齒輪的方法與裝置，以及將已制成的錐形齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪借著自由形狀最佳化而校正的方法與裝置。
背景技術(shù)：
在制造齒輪的過程中——特別是制造錐形齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪時(shí)，在今日對(duì)于這種齒輪的運(yùn)轉(zhuǎn)性質(zhì)及應(yīng)力負(fù)荷及其運(yùn)轉(zhuǎn)的安靜低噪音性的要求越來越高。而舊式的機(jī)器已無法達(dá)到今日對(duì)機(jī)器性能的要求。
在舊式的此類機(jī)器一以下稱「非自由形狀機(jī)器」——基本上能用的技術(shù)，首先只能選擇所謂的「基本機(jī)器調(diào)整」以影響齒輪的幾何形狀，特別是齒牙的幾何形狀，這種基本機(jī)器調(diào)整對(duì)于所要制造的齒輪具有理論上的意義。在此，這些「基本機(jī)器調(diào)整」系對(duì)于一種所謂的「基本機(jī)器」，它描述一種數(shù)學(xué)理論模形，所有可想得到的真實(shí)的非自由形狀的機(jī)器都可用可逆的方式一對(duì)一地映像到該模型上，其中，該真實(shí)的非自由形狀機(jī)器具有的軸大多比該基本機(jī)器[也稱「基本做齒機(jī)器」(Basisverzahnmaschine)]的軸少，但也不能制造所有種類的齒牙。
在Goldrich的文獻(xiàn)(Goldrich，“CNC Generation of Spiral Beveland Hypoid GearsTheory and Practice”，The Gleason Works，Rochester，N.Y.1990)提到將這種基本機(jī)器作描述及將基本機(jī)器調(diào)整，但在EP 0 784 525也就其意義作討論。固然，舊式的制造技術(shù)基于這種基本機(jī)器的非自由形狀機(jī)器在技術(shù)發(fā)展的過程中已改變到使它們除了上述的固定的軸調(diào)整方式外，也可作某些(附加的)運(yùn)動(dòng)，例如將使?jié)L動(dòng)作用(Wlzung)變更(“modified roll”)及/或螺旋狀推進(jìn)(Schraubvorschub，“helical motion”)成為可能。但在EP 0 784 525也提到，為何——至少由其觀點(diǎn)——在使用基本機(jī)器的途徑，表面幾何形狀最佳化的可能方式仍不充分。
在其間也有一些齒輪制造機(jī)被開發(fā)，它們的機(jī)器軸數(shù)目比起一基本機(jī)器來，系減少到需要的量，為了使一工具能對(duì)另一工作物對(duì)準(zhǔn)，并能制造這一齒輪。這些機(jī)器并不具有該基本機(jī)器調(diào)整所需的基本機(jī)器的軸，而系具有旋轉(zhuǎn)軸、直線運(yùn)動(dòng)軸及樞轉(zhuǎn)軸，為確保制造齒輪所需的定位自由度，同時(shí)被稱為自由形式機(jī)器(關(guān)于這點(diǎn)，也同樣參見EP 0 784 525的實(shí)施例以及US 4 981 402)。一般這種自由形狀機(jī)器有多達(dá)六條機(jī)器軸，而且宜有三條是直線運(yùn)動(dòng)軸，三條為旋轉(zhuǎn)軸，這點(diǎn)比起根據(jù)一基本機(jī)器的模型為基礎(chǔ)的非自由形狀機(jī)器來，在機(jī)械方面明顯簡化許多。
但這種自由形狀機(jī)器不但在機(jī)械方面的構(gòu)造明顯地比非自由形狀機(jī)器更簡單，而且另外還提供了另一基本的優(yōu)點(diǎn)即部件的加工，就其創(chuàng)造的自由度方面而言，不再受拘束于制齒輪之基本機(jī)器的傳統(tǒng)的生硬的理論的意義，而系在原理上完全自由和可能，因此比起基本機(jī)器來，有一優(yōu)點(diǎn)系可使更苛求的齒輪表面幾何形狀能產(chǎn)生，舉例而言，藉此幾何形狀，可使上述對(duì)于齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)性質(zhì)及應(yīng)力的需求(這種需求比稍早期的要求高出許多)基本上能達(dá)成。
在此，對(duì)于自由形狀機(jī)器，也存在著一種理論模型，亦即一種具有至多六條軸的自由形狀基本機(jī)器，它具有一個(gè)要加工的齒輪及一工具，該齒輪及工具可各繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與齒輪可沿著或繞著多數(shù)軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是可相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)。
關(guān)于所用術(shù)語，在上文以及以下所用者，在此作一說明——基本機(jī)器(Basismaschine，英base machine)一種非自由形狀機(jī)器的模型，所有可想到的真實(shí)的非自由形狀機(jī)器可以用可逆方式一對(duì)一清楚地映像(abbilden)到該模型上，直到對(duì)稱為止，且其中各機(jī)器軸具有齒牙理論的意義，——非自由形狀機(jī)器(Nicht-Freiform-Maschine，英non-freeformmachine)一種舊式的真實(shí)機(jī)器，其中可采取選擇該基本機(jī)器的所謂的「基本機(jī)器調(diào)整」，這些調(diào)整對(duì)所要制造的齒輪各有理論的意義，但其中該基本機(jī)器的所有機(jī)器軸并不一定要在實(shí)際上真實(shí)地存在，——自由形狀基本機(jī)器(Frei-Form-Basismaschine)一種具有最多六條軸的自由形狀機(jī)器的模型，它具有一個(gè)要加工的齒輪及一工具，該齒輪與工具可各繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與該要加工的齒輪可沿著或繞著多數(shù)的軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是可相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，且可用可逆的方式一對(duì)一地映像到該自由形狀機(jī)器上直到對(duì)稱為止，——自由形狀機(jī)器(Frei-Form-Maschine)一種真實(shí)機(jī)器，它并不具有基本機(jī)器之作「基本機(jī)器調(diào)整」所需的軸，而具有旋轉(zhuǎn)軸，直線運(yùn)動(dòng)軸(Linearachse)、樞轉(zhuǎn)軸，為確保制造齒輪所需之定位自由度，[其中它一般(但不一定必須要)有多達(dá)六條機(jī)器軸，而且宜為三條直線運(yùn)動(dòng)軸及三條旋轉(zhuǎn)軸]。
特別是在這方面要指明該名稱「基本機(jī)器」的概念只是在此處特別用的意義，但不用于先前技術(shù)(特別是不同于「自由形狀基本機(jī)器」的先前技術(shù))中。，此處及下文中，在機(jī)器間的「映像」(Abbilung)系指其中一機(jī)器的所有可能的運(yùn)動(dòng)映像到另一機(jī)器的運(yùn)動(dòng)的。因此并不是只有映像出一種制造程序的具體實(shí)施。
因此在先前技術(shù)中，依Krenzer[Krenzer，T.，新的利用具錐形罐盤研磨做錐形齒輪的新式齒牙幾何形狀](Flared Cup方法)(在Theodor J.Krenzer“CNC Bevel Gear Genorators and Flared Cup Formate GearGrinding，the Gleason Works，Rochester N.Y.1991)]基本上提到一影響，這種影響可藉適當(dāng)控制這種自由形狀機(jī)器的軸，而影響一齒輪的「表面狀態(tài)」(Tragbild)在摩擦位置的攜帶部的表面狀態(tài)的改善(這種性質(zhì)主要決定一齒輪的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)。然而在這種喇叭形杯(Flared-Cup)方法系一種純粹的形狀方法，該特殊工具主要只沿廓形高度方向和作用輪(Werkrad)接觸。這點(diǎn)可使該造型程序的此處所述之簡單的單一原因(monokausal)關(guān)系彷佛對(duì)于只有一條軸控制的各種改變的作用作「試探」。
現(xiàn)在的技術(shù)也利用這種基本觀念其中嘗試?yán)眠@些附加的自由度以將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀進(jìn)行修正，大致利用EP 0784 525之作齒輪變更的制造方法。
在EP 0 784 525提到此處所述之齒輪的齒翼部變更的途徑。一般而言，其中提到一種將這種齒輪的表面幾何形狀變更的方法，在此方法中，首先將這種基本機(jī)器調(diào)整作用(對(duì)于齒輪的整個(gè)制造程序，其值最初只選設(shè)成固定者)利用基本機(jī)器調(diào)整函數(shù)取代，藉此，在該齒輪的制造過程中時(shí)，基本機(jī)器調(diào)作用的值可以改變，如此依此文獻(xiàn)的實(shí)施例，可將齒輪的齒翼及表面幾何形狀依標(biāo)的變更。這點(diǎn)要用以下方式達(dá)成該處的理論的基本機(jī)器上之上述的函數(shù)變化利用一習(xí)知方法(例如US 4 981 402發(fā)表者)換算成一自由形狀機(jī)器，然后它再制造實(shí)際的齒輪部件。
因此這種進(jìn)行方式依EP 0 784 525的實(shí)施方式可作齒輪構(gòu)造的計(jì)算以及將齒輪的理論意義的考慮，它系基于理論的基本機(jī)器模型，但同時(shí)——同樣地依該文獻(xiàn)的描述——在開發(fā)齒輪時(shí)也有附加的自由，其方法系將所有的基本機(jī)器軸[它們先前只能調(diào)整到固定值(靜態(tài))]當(dāng)作活性調(diào)整使用，這種活性調(diào)整在齒輪制造過程中可用函數(shù)改變，這點(diǎn)可使基本機(jī)器的模型能實(shí)現(xiàn)；且可使它轉(zhuǎn)換到一自由形狀機(jī)器。
依上述Krenzer的文獻(xiàn)(見上文)只關(guān)于「喇叭口杯」(Flared-cup)方法，基本上提到自由形狀機(jī)器將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀最佳化的其它可能方式，因此依EP 0 784 525要利用這些方式，迂回間接采取一種基本機(jī)器，采取在制造過程中可用函數(shù)改變的基本機(jī)器調(diào)整方式，隨后將它轉(zhuǎn)變到自由形狀機(jī)器。
但這種進(jìn)行方式有一缺點(diǎn)，即它使用許多非重要(redundant)的控制參數(shù)，以將該映像軸運(yùn)動(dòng)的函數(shù)的系數(shù)的形態(tài)作最佳化，因?yàn)槔碚撋系幕緳C(jī)器的軸總是比自由形狀機(jī)器更多。這點(diǎn)使得由于有這些非重要的參數(shù)，使最佳化作業(yè)變得不必要地困難。因此在使用數(shù)目最佳化程序的情形[它們使用雅克比矩陣(Jacobi-Matrizen)]。在這種非重要參數(shù)的情形產(chǎn)生規(guī)則的線性相依，這點(diǎn)造成奇數(shù)(singulr)的雅克比矩陣，這使得最佳化的問題遠(yuǎn)比根據(jù)規(guī)則的雅克比矩陣(如在使用非累贅參數(shù)的情形所造成者)更難用數(shù)字方式駕馭(見Nocedal，J.und Wright，S.J.的“Numerical Optimi zation”，Springer Series in OperationsResearch.N.Y.1999)。
因此這種進(jìn)行方式系對(duì)齒輪的最佳化程序意義代表今日對(duì)于運(yùn)轉(zhuǎn)性質(zhì)的高度要求(這些今日的要求系要將其表面性質(zhì)就前述內(nèi)容作上述之最佳化)，可稱為是一種改善，因?yàn)?，?duì)于上述之機(jī)器軸的最初理論意義，就表面幾何形狀的最佳化而觀之，這種意義不再適用，因此可以省卻以利最佳化。
但要作這種改善需要一種方法，它可將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪表面幾何形狀直接在自由形狀機(jī)器上作最佳化，因此特別是不必采迂回利用基本機(jī)器模型，以避免上述缺點(diǎn)。這種方法迄今先前技術(shù)尚屬未知。
迄今在先前技術(shù)所用的方法還都基于基本機(jī)器，并作基本機(jī)器調(diào)整，這些調(diào)整對(duì)于所要制造的齒輪各有理論的意義。
因此有人把作齒牙的理論的觀念與仿真的研究結(jié)合，用于導(dǎo)出齒輪表面造形的適當(dāng)?shù)乃惴?Algorithm)，這種研究系針對(duì)參數(shù)對(duì)于側(cè)翼形狀或?qū)λ沙?減緩)(Easeoff)的影響[見Wiener，D，“用于將螺旋齒牙的錐形齒螺最佳化之局部3D側(cè)翼修正”，見研討會(huì)「有關(guān)錐形齒輪的改革」，WZL，RWTH，Aachen 2001，還有Stadtfeld，H.J.“The Universal MotionConcept for Bevel Gear Production”inProceedings of the 4thWorldCongress on Gearing and Power Transmisson，Band 1，Paris 1999，595~607頁]，或者針對(duì)它們對(duì)于負(fù)荷接觸性質(zhì)的影響[見Simon，V.，「Optimal Machine Tool Setting for Hypoid Gears Improving LoadDistribution 」ASME，Journal of Mechanical Design 123，2001年12月，577～582頁]。
依先前技術(shù)[見Gosselin，C.；Guertin，T.；Remond，D.及Jean，Y.「Simulation and Experimental Measurement of the TransmissionError of Real Hypoid Gears Under Load」ASME Joural of Mechani calDesign Vol.122，2000年3月，或者Gosselin，C.；Masseth，J與Noga，S.「Stock Distribution Dptmization in Fixed Setting Hypoid Pinions」，Gear Technology，2001年7月/8月]使有一種Newton-Raphson方法，以作側(cè)翼修正或特別的側(cè)翼匹配，以及因此作齒輪幾何形狀變更或最佳化。但在這種以敏感度(Sehsitivitt)為基礎(chǔ)的最佳化方式，只有固定的基本機(jī)器的調(diào)整作改變，以達(dá)到最多第二階的側(cè)翼形狀變更。
在使用現(xiàn)代最佳化技術(shù)將齒輪最佳化的領(lǐng)域的最新發(fā)展方面，有刊物文獻(xiàn)「機(jī)器構(gòu)造的自動(dòng)差分-弧形齒牙的錐形齒輪聯(lián)動(dòng)器的圖像仿真與最佳化」O.Vogel等人[Vogel，O Griewank，A.，Henlich，T.和Schlecht，T.，「Automatisches Differenzieren im Maschinenbau-Simnlation undOptimierung bogenverzahnter Kegelradgetriebe”見于“DresdnerMaschinenelemente Kolloquium，DMK 2003”TU.Dresden 2003，177～194頁]。
但如上述，所有上述的方法往往關(guān)于利用基本機(jī)器調(diào)整及齒牙理論的條件來控制基本機(jī)器。這一點(diǎn)對(duì)于一位設(shè)計(jì)齒輪的進(jìn)行方式的工程師的技術(shù)和歷史背景之前，要說明一點(diǎn)，它們在此系準(zhǔn)確地用具有齒輪理論的意義進(jìn)行矯正。這種進(jìn)行方式對(duì)齒輪的基本設(shè)計(jì)(這些齒輪和此處能達(dá)成的基本形狀相較，其幾何形狀沒有變更)完全可用，因?yàn)樵诖耍环矫鎭碜孕屑覙I(yè)界的理論仍保持存在，另方面并不會(huì)發(fā)生上述缺點(diǎn)。
這種齒牙理論的意義和依先前技術(shù)的理解(見于EP 0 784 525 B1的0016及0023部分)相背，完全無關(guān)于數(shù)字最佳化的方法的應(yīng)用；這點(diǎn)也是理所當(dāng)然的，因?yàn)閰?shù)這么多，專家已經(jīng)不能再由一種可能在一自由形狀機(jī)器上達(dá)成的最佳化結(jié)果推斷究竟數(shù)值在制造過程中實(shí)際上會(huì)由于這些參數(shù)發(fā)生什么事情！？。因此所使用的機(jī)器模型的做齒牙技術(shù)的關(guān)系基于此理由已無意義。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在提供一種方法及一種實(shí)施此方法的裝置，它們可直接在自由形狀基本機(jī)器上將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀最佳化，特別是不須迂回經(jīng)由基本機(jī)器的模型，然后可直接映像到一真實(shí)的自由形狀機(jī)器，以制造或校正錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪。
這種目的依本發(fā)明達(dá)成之道，系利用一種將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)的尺寸大小值最佳化以在一自由形狀機(jī)器上制造該齒輪的方法，該自由形狀機(jī)器可用可逆方式一對(duì)一地映像到具有至多六條軸的「自由形狀基本機(jī)器」上，直到對(duì)稱為止，該機(jī)器有一個(gè)要加工的齒輪及一工具，它們可各繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與所要加工的齒牙可沿著繞著多條軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)，特別是移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，其中該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)的尺寸系用以下方式最佳化選出一個(gè)或數(shù)個(gè)控制參數(shù)，該參數(shù)系對(duì)該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)的尺寸有影響者，將該參數(shù)利用該齒輪的制造過程的仿真，及/或在該自由形狀基本機(jī)器上滾動(dòng)(Abwlzung)及/或作負(fù)荷接觸分析而一直改變，一直到藉此使該錐形齒輪或與它相關(guān)的尺寸至少對(duì)應(yīng)于一預(yù)設(shè)之目標(biāo)值為止。
在此，「該自由形狀機(jī)器可用可逆方式一對(duì)一地映像到至多具有六條軸的一個(gè)自由形狀基本機(jī)器上」的意義表示該自由形狀基本機(jī)器映像到該自由形狀基本機(jī)器的映像非常清楚。
此外，這種目的系利用將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲線齒輪的表面幾何形狀最佳化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)達(dá)成，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有至少一數(shù)據(jù)處理單元及至少一內(nèi)存，依本發(fā)明其征在于該數(shù)據(jù)處理單元用程序技術(shù)設(shè)計(jì)成使它依本發(fā)明的方法操作。
通過上述的發(fā)明，可避免時(shí)至今日的錯(cuò)誤假想，并且是唯一解決幾何表面最佳化，特別是齒輪兩側(cè)的幾何更改的措施。這一方面應(yīng)用于基礎(chǔ)機(jī)器，而不是自由形成基礎(chǔ)機(jī)器，這樣就需要齒輪的單獨(dú)機(jī)器軸線的理論意義此外，在本發(fā)明的一特佳實(shí)施例中，其中該自由形狀基本機(jī)器可呈一對(duì)一地對(duì)應(yīng)地[雙映像(bjektiv)]映像到具有至多六條軸的一自由形狀基本機(jī)器直到對(duì)稱為止，且該自由形狀基本機(jī)器與自由形狀基本機(jī)器的軸的種類與軸的設(shè)置互相對(duì)應(yīng))，有一優(yōu)點(diǎn)，即對(duì)于自由形狀基本機(jī)器，可根據(jù)自由形狀基本機(jī)器作錯(cuò)誤原因分析。因此，典型的軸的錯(cuò)誤(誤差)(如振動(dòng))對(duì)于齒輪幾何形狀的影響，可藉仿真而研究，其中這類誤差在軸運(yùn)動(dòng)的函數(shù)模型化(Modellierung，英modeling)時(shí)列入考慮。此外，甚至可利用本發(fā)明的幫助將所產(chǎn)生之側(cè)翼幾何形狀中受機(jī)器錯(cuò)誤造成的偏差作最佳化而回計(jì)算到肇禍的軸運(yùn)動(dòng)。換言之，由于典型的軸誤差造成在齒輪幾何形狀中的偏差可一對(duì)一地與該肇禍的機(jī)器軸相關(guān)聯(lián)，這點(diǎn)在生產(chǎn)的觀點(diǎn)——就確保品質(zhì)安全方面觀之——有重大的好處。
使用(傳統(tǒng)的)基本機(jī)器以作仿真與最佳化的目的，不能做這種進(jìn)行方式，因?yàn)榈谝弧⒆杂尚螤罨緳C(jī)器的典型軸誤差，由于累贅之故，不能一對(duì)一地與基本機(jī)器的軸相對(duì)應(yīng)(zuordnen，英associate或assign)；第二、由于軸種類與軸設(shè)置的偏差，該自由形狀基本機(jī)器的一條軸的可能的誤差須利用該基本機(jī)器的數(shù)條軸的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)代表，這些運(yùn)動(dòng)須對(duì)應(yīng)地復(fù)雜地模型化。此外，在基本機(jī)器的模型中可能如此決定的錯(cuò)誤的原因還須轉(zhuǎn)換(transformieren)成該自由形狀基本機(jī)器的模型。
還要強(qiáng)調(diào)一點(diǎn)此處依本發(fā)明所作的最佳化可用于將齒輪作首次最佳化的制造，也可用于將已制成的齒輪作事后追加的修正。特別是在后者的情形，不論第一次制造完成不作最佳化或利用本發(fā)明作最佳化或利用其它方法最佳化皆然。
本發(fā)明之用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之有關(guān)的大小尺寸值最佳化的方法宜設(shè)計(jì)成使得對(duì)于具有六條軸[特別是三條旋轉(zhuǎn)軸(A，B，C)及三條直線軸(X，Y，Z)]的自由形狀基本機(jī)器的控制參數(shù)作最佳化，其中這些軸宜為A軸用于將工具旋轉(zhuǎn)，B軸用于將所要制造的齒輪旋轉(zhuǎn)，
C軸當(dāng)作旋轉(zhuǎn)軸用于調(diào)整A、B軸之間的角度或B軸與工具尖端平面之間的角度，X軸當(dāng)作沿A軸方向的直線軸，Y軸當(dāng)作直線軸，它與X軸及Z軸構(gòu)成一直角坐標(biāo)系統(tǒng)，Z軸當(dāng)作直線軸，沿A、B軸的共同鉛直線(Gemeinlot)方向。
一種具有六條軸的(理論的)自由形狀基本機(jī)器有所有六個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度以供作自由形狀最佳化，用于利用現(xiàn)代自由形狀基本機(jī)器的自由度。因此它們使一種模型可供使用，此模型使工作件和與工具互在任何所有可想象的自由度作相對(duì)運(yùn)動(dòng)以作定位成為可能，但為此有一前提即機(jī)械軸要盡可能地省。在此，上述的各三條直線軸及三條旋轉(zhuǎn)軸的方式在實(shí)際上顯得特別實(shí)用。
在此，為了說明軸的基本配合，該軸的運(yùn)動(dòng)系如下工具(A軸)獨(dú)立地以旋轉(zhuǎn)角度α轉(zhuǎn)動(dòng)。所有其它軸的運(yùn)動(dòng)耦合到導(dǎo)引值的絕對(duì)值。此導(dǎo)引值t通過一個(gè)區(qū)間(Intervall)[t1，t2]，t1≤t2。在連續(xù)分割的方法的情形。工作輪的旋轉(zhuǎn)(B軸)，以及所要制造的齒輪的旋轉(zhuǎn)同樣地與工具旋轉(zhuǎn)角度α有關(guān)，其中，在此處，這種部分運(yùn)動(dòng)bT(a)的模型化作用不用考慮。
在此，個(gè)別軸的函數(shù)相依性如下示，以再次說明A軸aB軸b~(t,a)=b(t)+bT(a)]]>C軸c(t)X軸x(t)Y軸y(t)Z軸z(t)此處，這種t與a的相依性的描述系基于制造齒輪的現(xiàn)存的方法，對(duì)于滾動(dòng)程序，該導(dǎo)引值(Führungsgrβe)t為另一個(gè)獨(dú)立的大小值。為了在此模型中描述形狀程序，t可看成一個(gè)與a有關(guān)的值t(a)＝a。
基本上也可考慮，除了B軸的運(yùn)動(dòng)外，也將其它軸的運(yùn)動(dòng)同樣地耦合到A軸。但在實(shí)際上這點(diǎn)顯得有問題，因?yàn)楝F(xiàn)今的軸須承受較高頻的周期振動(dòng)重疊上去。
但特別是就要利用機(jī)器控制參數(shù)影響的軸運(yùn)動(dòng)而觀之，基本上要注意在本發(fā)明之用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀作最佳化的方法中，不但可用機(jī)械控制參數(shù)當(dāng)作控制參數(shù)，而且可用工具調(diào)整參數(shù)當(dāng)作控制參數(shù)。在此，一種設(shè)在工具上或工具中的「嵌入角度」(它系在研磨刀具時(shí)產(chǎn)生者)也可為這種調(diào)整參數(shù)，而且一如那些在刀具頭調(diào)整時(shí)可改變的參數(shù)。
然而，本發(fā)明的方法的一特佳實(shí)施例中，用于作控制參數(shù)者，至少還有最少一個(gè)用于控制至少一機(jī)器軸的「機(jī)器控制參數(shù)」，其中就控制觀之要考慮，此處在最佳化的范圍中，至少該用于仿真的自由形狀機(jī)器(亦即一種仿真模型)的軸被控制。
原則上，一條軸的運(yùn)動(dòng)與導(dǎo)引值上的函數(shù)關(guān)系可利用任一個(gè)連續(xù)函數(shù)(亦即可微分的函數(shù))描述。在此，特別是該函數(shù)也可為常數(shù)，用于描述一條「固定」的軸。此處也可為段落式(部段式或區(qū)間式)定義的函數(shù)，如下文將述者，如在樣條(Spline)的應(yīng)用途徑者。
但就此處所致力的最佳化觀之，這種函數(shù)須有一些參數(shù)，它們可抽出以形成該函數(shù)關(guān)系。因此vj(t)(與t有關(guān))依次地各代表函數(shù)b(t)、c(t)、x(t)、y(t)、z(t)，這些函數(shù)有關(guān)于該與t相依的軸B、C、X、Y、Z，對(duì)應(yīng)地說明v-軸者。
因此一條軸的運(yùn)動(dòng)最后利用與它相關(guān)之與t相依的函數(shù)的參數(shù)的值確定。為了表示與些參數(shù)的相依性，舉例而言，對(duì)于v-軸，不用vj(t)，而用函數(shù)vj(t，Pj)，其中Pj表示軸j的函數(shù)的參數(shù)的向量。
因此，對(duì)這種自由形狀機(jī)器控制參數(shù)變化的作用[其軸運(yùn)動(dòng)系利用至少一種函數(shù)(它宜為連續(xù)函數(shù)，且宜為連續(xù)可微分的數(shù)學(xué)函數(shù))而作最佳化的作業(yè)，特別是用宜可連續(xù)微分的數(shù)學(xué)函數(shù)vj(t，Pj)，特別用于將機(jī)器軸No.j作控制者]同步化，其中該機(jī)器軸之一本身或一虛擬(virtuell)的軸產(chǎn)生一導(dǎo)引值，并當(dāng)作引導(dǎo)軸以將其它軸定位，它們與此導(dǎo)引值t以及在一個(gè)與該函數(shù)相關(guān)的參數(shù)向量Pj中所含的參數(shù)有函數(shù)關(guān)系，且使用來自至少一種將軸運(yùn)動(dòng)同步化的數(shù)學(xué)函數(shù)vj的參數(shù)向量Pj的至少一參數(shù)Pji當(dāng)作控制參數(shù)。
在此，「虛擬軸」系指其它軸的一條引導(dǎo)軸(Leitachse)，它要將這些其它的軸同步化，但本身并不對(duì)應(yīng)于該自由形狀基本機(jī)器的任何一條模型中的機(jī)械軸，且不用于將在此模型中的一條或數(shù)條機(jī)械軸直接控制。
這種軸運(yùn)動(dòng)的同步化作用也可利用數(shù)個(gè)部段式不同的數(shù)學(xué)函數(shù)達(dá)成，其中這些部段利用t的區(qū)間用[tm，tn]表示，tn＞tm。
在此，依本發(fā)明將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法的一特佳實(shí)施例的特征在于該軸運(yùn)動(dòng)的同步化作用利用加成式(additiv)重疊的數(shù)學(xué)函數(shù)達(dá)成，其中該重疊宜呈以下形式vj(t,Pj)=vj1(t,Pj1)+vj2(t,Pj2)+......vjλ(t,Pjλ)]]>其中λ≥1。
此處系為一種混合(hybrid)模式，由加成式重疊的「部分模型」構(gòu)成，其中，所用之在一部分模型內(nèi)的個(gè)別軸的運(yùn)動(dòng)的原始位置(Ansatz)要相同。
利用這種混合模型形態(tài)，在依本發(fā)明作自由形狀最佳化時(shí)，可各依目標(biāo)設(shè)定或最佳化策略跳到一個(gè)「剪裁」(zugeschnitten)的部分模型。然后，如有必要，可從一個(gè)起始模型開始漸漸趨近部分模型。因此，可將一個(gè)多項(xiàng)式的首項(xiàng)(Ansatz)與一個(gè)樣條首項(xiàng)(Spline-Ansatz)混合(為此請(qǐng)參考Müller，H.，Wiener，D.及Dutschk，R.，「A Modular ApproachComputing Spiral Bevel Gear and Curvic Couplings」在第四次世界會(huì)議關(guān)于「Gearing and Pewer Transmission中，第一卷，巴黎，1999，531～540頁」，其中此文獻(xiàn)可參考該文獻(xiàn)中列的參考資料作配合。
用于作軸運(yùn)動(dòng)同步化的數(shù)學(xué)函數(shù)vj宜可至少使用任意次方的多項(xiàng)式，宜為六次方者，其中該多項(xiàng)式vj的各系數(shù)Pji當(dāng)作控制參數(shù)。
在此，它系最常用的首頁，例如典型地依先前技術(shù)在具有附加運(yùn)動(dòng)的傳統(tǒng)機(jī)械模型場合所使用者。
原則上，它很適合在齒輪的表面幾何形狀中達(dá)成球形(global)最佳化效果，例如將側(cè)翼角度、螺旋角度、或者縱向凸度(Lngsballigkeit)作變更。
在依本發(fā)明之將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法的另一較佳實(shí)施例中，用于作軸運(yùn)動(dòng)同步化的數(shù)學(xué)函數(shù)vj也可使用一種系列展開式(Reihenentwicklung)[它根據(jù)Tschebyscheff多項(xiàng)式當(dāng)作基本函數(shù)]，且宜在區(qū)間[t1，t2]中，t1＞t2，該函數(shù)型式為vj(t,Pj)=Pj0+Pj1T1(t~)+Pj2T2(t~)+.....+PjiTi(t~)+.....PjdVTdV(t~),]]>其中Pj=(Pj0,Pj1,Pj2,......Pji,......PidV),]]>且i＝1，......dv且t~=2t-t1t2-t1-1]]>
其中Ti各表示一個(gè)Tschebyscheff多項(xiàng)式，且使用該系列vj的各系數(shù)Pji當(dāng)作控制參數(shù)。
舉例而言，Tschebyscheff多項(xiàng)式很適合以足夠的準(zhǔn)確度將一種基本機(jī)器模型轉(zhuǎn)換成該自由形狀機(jī)器(它宜為該六軸機(jī)器)的描述，此描述系由此基本機(jī)器調(diào)整利用其對(duì)齒輪形狀的各理論意義脫離(loslsen)者，這點(diǎn)可用于一齒輪(其表面幾何形狀以后還要最佳化)的基本設(shè)計(jì)的情形。
此外，就該最佳化問題的良好的數(shù)目可消除性的觀點(diǎn)，使用Tschebyscheff多項(xiàng)式當(dāng)作基本函數(shù)，比起在傳統(tǒng)一般使用的(泰勒)多項(xiàng)式的單項(xiàng)(monomial)基礎(chǔ)來，是比較好的，使用單項(xiàng)的基礎(chǔ)，隨著次方，增會(huì)造成近乎單項(xiàng)(Singulr)且檢定(Konditionieren)不良的Jacobi矩陣，這種矩陣使數(shù)目可消除性變差。這種作用利用Tschebyscheff多項(xiàng)式的正交性(Orthogonalitt)可避免。
此外，用于作軸運(yùn)動(dòng)同步化的數(shù)學(xué)函數(shù)vj者，至少還可為一種樣條函數(shù)，它由連續(xù)地互相重疊的多項(xiàng)式(宜為三次者)構(gòu)成，且使用各樣條系數(shù)當(dāng)作控制參數(shù)。[為此請(qǐng)參考a Bronstein，I.N.Semendjajew，K.A.，Musiol，G.與Mühlig，G.，的[數(shù)學(xué)手冊]，第5版，F(xiàn)rankfurt，2001年，955～960頁。以及「Golub，G與Ortega，J.M.；[ScientificComputing-科學(xué)計(jì)算與平行數(shù)字導(dǎo)論，Stuttgart，1996]」，其中這些文獻(xiàn)在此處作參考放在先前技術(shù)內(nèi)容。
使用這種樣條(Spline)特別是正方體的樣條，特別適合在齒輪的表面幾何形狀中達(dá)成局部最佳化效果。
在此處還要指明，為了作錯(cuò)誤起因分析的目的，特別的部分模型的軸運(yùn)動(dòng)可作補(bǔ)充(見上述將不同函數(shù)vj作加成式重疊到一軸函數(shù)vj)。因此，也可使用一個(gè)折散的三角函數(shù)數(shù)列(傅立葉Fourier數(shù)列)當(dāng)作函數(shù)vjk以將軸運(yùn)動(dòng)同步化，其中傅立葉系數(shù)以及周期當(dāng)作控制參數(shù)。
本發(fā)明的方法的另一實(shí)施例的特點(diǎn)為該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值的最佳化系如下達(dá)成將該對(duì)于錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面形狀或與之相關(guān)的值有影響的「控制參數(shù)」利用一種數(shù)字最佳化方法一直改變到如此使該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)值為止。
基本上，要作數(shù)字最佳化程序，首先要注意以下事項(xiàng)各最佳化目的大約可變成以下形式一個(gè)目標(biāo)函數(shù)(它要作最小化)系為f(p)→min！同時(shí)，其中G(p)≤0(不等式附屬條件)及H(p)＝0(等式附屬條件)以及I≤p≤u(限于參數(shù))在此p系為參數(shù)。
特別是有關(guān)此處主張的數(shù)字最佳化方法的細(xì)節(jié)，系見于J.Nocedal與S.J.Wright(見a.Nocedal，J.及Wright，S.J.的「數(shù)目最佳化」。在操作研中的Springer系列，紐約，1999，其中該文獻(xiàn)當(dāng)作參考放在此文獻(xiàn)的先前資料內(nèi)容)。一般有具附屬條件的非線性最佳化的問題，因此須使用對(duì)應(yīng)的方法，一種SQP方法。
在此，在細(xì)節(jié)上，此數(shù)字最佳化宜如下達(dá)成所要作最佳化的設(shè)計(jì)值(即各錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值)可利用仿真計(jì)算根據(jù)一種六軸模型決定，如下文還要說明者。
在此，在模型的參數(shù)(亦請(qǐng)見本案圖六，由此可看出那些值與那些東西有關(guān))與設(shè)計(jì)值(亦即所要作最佳化的值)之間存在直接的函數(shù)關(guān)系(相依性)。這種相依性利用仿真方法(宜呈計(jì)算機(jī)程序形式存在)直接確認(rèn)/表示，且可利用敏感度(Sensitivitt)的形式作定量計(jì)算。這些敏感度可利用分割的差(這是簡單但最好的手段)或利用自動(dòng)差分(Differenzierenl(AD))測定，這點(diǎn)在以下還要詳述。
這些敏感度描述出各個(gè)別的參數(shù)對(duì)于線性化的模型中的各目標(biāo)值有什么影響。這點(diǎn)由數(shù)學(xué)觀點(diǎn)，系就輸入值(參數(shù))導(dǎo)出該仿真計(jì)算的輸出值(設(shè)計(jì)值)。這點(diǎn)對(duì)于利用現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)作標(biāo)的之最佳化作業(yè)而言系必需者。
為了依本發(fā)明作有意義的最佳化，因此該目標(biāo)要用數(shù)學(xué)方式呈一種(一般為)非線性的最佳化問題的形式作總結(jié)，為此，第一.所有相關(guān)的設(shè)計(jì)值(所要最佳化的值要用數(shù)學(xué)方式檢知)，換言之，舉例而言，曲線與面須適當(dāng)?shù)貐?shù)化，或者，例如表面狀態(tài)(Tragbild)須用適當(dāng)形式量化測出。第二.對(duì)于該同時(shí)考慮的設(shè)計(jì)值，宜將目標(biāo)值呈具有附屬條件的目標(biāo)函數(shù)的形式定出。在此，這些附屬條件可格式化成等式附屬條件以及不等式附屬條件的形式。
這點(diǎn)可用一例子說明要在維持齒厚度情形下將齒牙側(cè)翼形狀最佳化。在此，實(shí)際側(cè)翼形狀與所要之側(cè)翼形狀的偏差，可利用該偏差的平方的和在一格子上量化。煞后將此值當(dāng)作目標(biāo)函數(shù)最小化，其中該恒定的齒厚度當(dāng)作等式附條件者，舉例而言，它可呈懲罰項(xiàng)(Strafterm，英penalty term)的形式整合到目標(biāo)函數(shù)中。
同樣地也可在考慮一種對(duì)于最大的滾動(dòng)誤差的上限界(Schranke)的情形下，使用松弛(EaseOff)的設(shè)計(jì)當(dāng)作最佳目的。其它實(shí)施例顯示其它適合的最佳化目的。
用此方式，依本發(fā)明的最佳化方法借著將有意義的最佳化問題適當(dāng)?shù)馗袷交鴮?dǎo)致技術(shù)上合理的結(jié)果，亦即造成技術(shù)上如所希望的造型的齒輪。
換言之，第一.當(dāng)然，只有當(dāng)不會(huì)與起始設(shè)計(jì)偏差太遠(yuǎn)——特別是只局部最佳化時(shí)，以及當(dāng)實(shí)際上真正可實(shí)施時(shí)，才能將目標(biāo)設(shè)計(jì)準(zhǔn)確達(dá)成。否則依本發(fā)明的方法，至少達(dá)成盡量好的接近所企求目的之近似值，其中在局部最佳化的方法中并不困難，此處偶然存在著只達(dá)到局部最佳化之虞。
第二.利用附屬條件，須排除技術(shù)上無意義的解答。因此，將目標(biāo)側(cè)翼形狀定義以及就此作最佳化，但同時(shí)并未將齒厚度或深度作考慮，這樣并不夠。
在此可使用一種根據(jù)導(dǎo)來式(Ableitung，英derivative)的方法為基礎(chǔ)的數(shù)字最佳化的方法，其中為了計(jì)算該導(dǎo)來式(敏感性)，可使用一微分商數(shù)方法，因此，這種方法系相當(dāng)計(jì)算密集者且可能不準(zhǔn)確。但為此宜使用自動(dòng)微分的方法，它有效得多[為此請(qǐng)見Griewank(Griewank，A.，“Evaluating Derivatives，Principles an Techuiques ofAlgorithmic Differentiation”，費(fèi)城，SIAM，1999)；以及Vogel，O.，Griewank，A.，Henlich，T.與Schlecht，T.在機(jī)器制造中的自動(dòng)微分一弧形齒的錐齒輪聯(lián)動(dòng)器的仿真與最佳化“在會(huì)議記錄「Dresdein機(jī)械組件會(huì)議」DMK 2003 TU Dresden 2003，177～194頁，以及Vogel，O，「Accurate Gear Tooth Contact and Sensitivity Computation forHypoid Bevel Gear」在Corliss，G；Faure，C.；Griewank，A.，Hascoёt，L及Naumann，U.(Hrsg)的「Automatic Differentiation ofAlgorithms-From Simulation to Optimizatio」，N.Y.2002，其中此文獻(xiàn)作為參考放入本案先前技術(shù)內(nèi)容中]。在此，利用一點(diǎn)所需微分的函數(shù)系由基本算術(shù)運(yùn)算與函數(shù)構(gòu)成，其導(dǎo)來式本身很容易計(jì)算。整體上該導(dǎo)來式本身系與該函數(shù)的分析作業(yè)平行地在使用該導(dǎo)來規(guī)則的途徑計(jì)算。用此方式得到一種——不考慮圓度誤差(Rundungsfehler)——準(zhǔn)確的導(dǎo)來式。見Preuβ等人(Preuβ，W.；Wenisch，G.，「數(shù)字?jǐn)?shù)學(xué)」慕尼黑，維也納，2001，234頁)。
依本發(fā)明之將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值最佳化的方式，該表面幾何形狀至少也利用以下方式最佳化；——利用齒側(cè)翼的形狀，也還包含齒輪腳(Zahnradfuβ)，其中這點(diǎn)宜用以下方式達(dá)成該最小誤差平方的方法系用到該齒側(cè)翼幾何形狀的一種預(yù)設(shè)的幾何的「標(biāo)稱構(gòu)造」(Sollstruktur，英nominal structure)，宜相對(duì)于一種二度空間的格子，用于決定是否該齒側(cè)翼的形狀對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)的目標(biāo)值，[注意此處及下文中「最小誤差平方的方法」一詞系指各誤差平方的總和要當(dāng)作最佳化的目標(biāo)值(宜為要最小化者)使用。為此亦請(qǐng)參考Nocedal與Wright(Nocedal，J.；Wright，S.J.，“Numerical Optimizations”Springer Series in OperationResearch，N.Y.1999)，此中這文獻(xiàn)當(dāng)作參放入本案的先前技術(shù)內(nèi)容]。
——利用齒厚度及齒高度，——利用該「松弛(EaseOff)表面形狀」(Topographie)，其中這點(diǎn)宜利用以下方式達(dá)成此最小誤差平方的方法用到與一預(yù)設(shè)之松弛表面形狀的偏差，宜相對(duì)于一個(gè)二度空間的格子，以測定是否該松弛表面形狀與預(yù)設(shè)目標(biāo)值相同，——也可利用滾動(dòng)誤差，其中這點(diǎn)宜利用以下方式達(dá)成該滾動(dòng)誤差監(jiān)控(überwachen)到一預(yù)設(shè)最大值，或者使用該最小誤差平方的方法到與一預(yù)設(shè)之滾動(dòng)誤差函的偏差值，宜相對(duì)于一個(gè)一度空間的格子，以測定是否該滾動(dòng)誤差對(duì)應(yīng)于預(yù)設(shè)目標(biāo)值，——也可利用表面狀態(tài)影像位置(Tragbildlage)，其中這點(diǎn)宜利用以下方式達(dá)成使用此最小誤差平方的方法到該實(shí)際的表面狀態(tài)的形狀與中央點(diǎn)位置與一個(gè)預(yù)設(shè)表面狀態(tài)(Tragbild)[它呈高度線(Hhenlinie)的形式在一個(gè)松弛表面輪廓(Easeoff-Topographie)(這種表面輪廓消除了該滾動(dòng)誤差)中預(yù)設(shè)]的偏差，宜相對(duì)于一個(gè)一度空間的格子上，用于測定是否該表面狀態(tài)對(duì)應(yīng)于該預(yù)設(shè)的目標(biāo)值，或者為此使用橢圓近似(Ellipsen-Approximation)方法，——利用該接觸路徑的走勢，——利用該側(cè)翼間隙及頭間隙，及/或——利用該與表面幾何形狀有關(guān)的張力或壓力。
屬于最佳化問題的特別化方法者，最好還有選擇控制參數(shù)(參數(shù))，這點(diǎn)也宜可包含選擇一種或數(shù)種「部分模型」。(為此可看上述利用加成式重疊的數(shù)學(xué)函數(shù)將軸運(yùn)動(dòng)同步化的實(shí)施例)其它最佳化的可能方式——就「球形方向」(global orientieren)的最佳化策略方面觀之——系藉可使用所謂的起源的(genetisch)算法的可能性而達(dá)成。
這點(diǎn)系根據(jù)將「控制參數(shù)」的一種量[所謂的族群(Population)]的偶然性作初始選擇(Anfangsauswahl)為基礎(chǔ)而操作，其元素各作一所謂的「適合性測試」(Fitness-Test)，換言之，測試這種量的元素的一參數(shù)向量是否會(huì)造成可達(dá)成最佳化目的之結(jié)果。
如果未發(fā)現(xiàn)有這種結(jié)果，則將此量作一種所謂的的起源的「重現(xiàn)」(Reproduktion)及所謂的起源的「交叉點(diǎn)」(Crossover)的近似(probabilistisch)程序，它們造成新的參數(shù)向量，這些參數(shù)向量附加到這種量。在此，該族群至此的元素也可省卻。用此方式造成一種新的「族群世代」(Populationsgeneration)，這種族群世代也可再作上述測試，看是否其成員(Miglieder，英member)之一(在這里系一種控制參數(shù)向量)是否足夠「適合」(fit)，以解決所擬之最佳化為目的。關(guān)于這種先前技術(shù)的習(xí)知方法的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，舉例而言，可參考John R.Koza的「GeneticProgramming」(Koza，John A，“Geneic Programming”，MIT，劍橋，麻州，USA 1992，關(guān)于“Genetic Programming”的原理，特別是76頁起)，其中此刊物也作參考列入本案先前技術(shù)。
本發(fā)明之用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法的一較佳實(shí)施例，其特征在該制造過程的仿真作業(yè)利用一道「穿透」(Durchdringen)的計(jì)算達(dá)成成。[為此可參考Beulker，K.的「錐形齒輪幾何形狀的計(jì)算」，F(xiàn)VA，卷301，研究驅(qū)動(dòng)技術(shù)e.V.1997，此刊物作參考放入本案先前技術(shù)中]，其中這點(diǎn)可采另一種方式，但也利用一種根據(jù)表面條件(Hüllbedingung)，亦即根據(jù)齒牙定律的分析方法達(dá)成[為此，可參考Hutschenreiter U.，「A New Method ofBevel Gear Tooth Flank Computation」，在Berz，M.Bischof，C.；Corliss，G.與Griewank，A.(Hrsg.)的「ComputationalDifferentiation Techniques，Applications and Tolls，費(fèi)城，SIAM1996」，此刊物同樣作參考放入本案先前技術(shù)中]。
此自由形狀基本機(jī)器(宜為一種六軸基本機(jī)器)，一如其它可能的動(dòng)力模型，描述工具與工作物輪(所要加工的齒輪)之間依一導(dǎo)引值做的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這種相對(duì)運(yùn)動(dòng)利用數(shù)學(xué)映像(公式)描述，因此可一如所需的導(dǎo)來式信息作分析及計(jì)算。因此一錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的制造過程的仿真作業(yè)不會(huì)受到任何妨礙。
如此，該結(jié)果就是準(zhǔn)確的齒輪幾何形狀所產(chǎn)生的齒側(cè)翼(包括齒腳)典型方式系呈側(cè)翼格方式(亦即點(diǎn)狀)表示。利用此仿真，也可將一些幾何值，如齒厚度、齒高度、區(qū)度、螺旋角度及側(cè)翼角度測定。由這些齒牙值，可知道預(yù)設(shè)的(或所要的)理論值。由該計(jì)算之齒側(cè)翼可決定實(shí)際之準(zhǔn)確的值，該值應(yīng)該盡量接近理論值。
在作滾動(dòng)仿真/齒接觸分析時(shí)，該輸入值[典型的例子]系為在「制造仿真」中所求得的齒輪及小齒輸?shù)臏?zhǔn)確的齒輪幾何形狀，以及其它描述此聯(lián)動(dòng)器的參數(shù)[也可能為「移位作用」(Verlagerung)等等]。此齒輪接觸分析(ZKA)的結(jié)果系各用于該松弛(EaseOff)的拉動(dòng)及推動(dòng)配對(duì)(在格上呈點(diǎn)狀)，滾動(dòng)偏差(＝滾動(dòng)誤差)、表面狀態(tài)(Tragibild)、以及在相關(guān)齒側(cè)翼上的接觸路徑。
此外可由滾動(dòng)仿真測定一些值，如側(cè)翼間隙及頭間隙，舉例而言，它們可代入附屬條件中。
如O.Vogel所述[Vogel，O.；Griewank，A.及Br，G，“DirectGear Tooth Contact Analysis for Hypoid Bevel Gears”在”ComputerMethods in Applied Mechanics and Engineering 19l(2002)，第3965～3982頁，此刊物作參考放入本案先前技術(shù)中]，同樣可將齒接觸分析的結(jié)果用分析方式特性化，而不須先測定齒側(cè)翼。因此開啟了一條特別適合的路徑，它對(duì)于最佳化所需之敏感度特別有效。
然后根據(jù)所計(jì)算的齒側(cè)翼與齒腳的幾何形狀及接觸性質(zhì)[縫隙大小(Klaffmaβe)]作負(fù)荷接觸分析，產(chǎn)生在齒側(cè)翼上發(fā)生的壓力(Pressung)，以及齒腳張力。此外，可測定該齒牙在受負(fù)荷下的滾動(dòng)誤差、接觸溫度及齒牙的效率，其中這些值系可當(dāng)作極限值或附屬條件一齊作最佳化者。
重要的一點(diǎn)要強(qiáng)調(diào)者為不論什么東西是否往往也作計(jì)算，所有值特別是與該自由形狀基本機(jī)器的特定參數(shù)的值(特別是在六軸實(shí)施例中者)有關(guān)。因此這些參數(shù)要用于作最佳化。但為此須用上述意義將一最佳化問題作特別化。
根據(jù)本發(fā)明之將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法為基礎(chǔ)，也可構(gòu)建一種具有最佳化的表面幾何形狀的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的制造方法，其特征為設(shè)計(jì)出一種基本機(jī)器用的各錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的基本設(shè)計(jì)，其中各機(jī)器軸有一基本的機(jī)器調(diào)整，它具有對(duì)該齒輪的一種理論意義，這點(diǎn)宜利用先前技術(shù)的習(xí)知方法[見該標(biāo)準(zhǔn)ANSI-AGMA 2005-C96或ANSIAGMA 2005-D05或者Klingelnberg Hausnorm KN 3029 Nr.3「具有Klingelnberg擺線(Zyklo-Palloid)齒牙的準(zhǔn)雙曲線聯(lián)動(dòng)器的設(shè)計(jì)」，其中此文獻(xiàn)作參考一同放入本案之先前技術(shù)中。
將基本機(jī)器的基本設(shè)計(jì)的調(diào)整作用轉(zhuǎn)換成具有最多六條軸的自由形狀基本機(jī)器的調(diào)整作用，后者有一個(gè)要加工的齒輪及一工具，二者可各繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與所要加工的齒輪可沿著繞著多條軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且宜可相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)；預(yù)設(shè)至少一個(gè)表面幾何形狀的目的值、或該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的一個(gè)與之相關(guān)的值；實(shí)施依本發(fā)明權(quán)利要求1所述的一種用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法；將由此所得的控制參數(shù)映像到一自由形狀機(jī)器，該自由形狀機(jī)器可一對(duì)一地映像到具有最多六條軸的自由形狀基本機(jī)器直到對(duì)稱為止，且控制該自由形狀機(jī)器，使用該映像的控制參數(shù)，用該工具將材料從所要加工的錐形齒輪或準(zhǔn)雙面齒輪切除，以得到最佳化的表面形狀。
上述方法當(dāng)然也與下述條件有關(guān)該對(duì)基本機(jī)器得到的基本設(shè)計(jì)可轉(zhuǎn)換到該自由形狀基本機(jī)器。
這點(diǎn)如何能達(dá)成，舉例而言，為此要說明三種可能方式
在使用(泰勒)多項(xiàng)式以作自由形狀機(jī)器的軸同步化的情形，可將從基本機(jī)器的調(diào)整作用轉(zhuǎn)換成自由形狀機(jī)器的調(diào)整作用的轉(zhuǎn)換作業(yè)精細(xì)地利用泰勒演算[泰勒數(shù)列(Taylorreihe，向前計(jì)算(Vorwrtsrechnen，英forward calculate)達(dá)成[為此見Griewank，A.EvaluatingDerivatives-Principles and Techniques of AlgorithmicDifferentiation”，F(xiàn)rontiers in Applied Mathematic，卷129，SIAM2000，其中此文獻(xiàn)作參考一并列入本案的先前技術(shù)內(nèi)容]。
為此，將該基本機(jī)器的全部(機(jī)器的)調(diào)整作用檢出當(dāng)作與導(dǎo)引值(在此為滾動(dòng)角度)有關(guān)的值，并對(duì)應(yīng)地利用一泰勒多項(xiàng)式以導(dǎo)值作模型化(modellieren)。然后，此轉(zhuǎn)換作用(例如US 4 981 402所發(fā)表者)并非如其中所述呈點(diǎn)狀利用純粹數(shù)值以習(xí)知之算法實(shí)施，而系用泰勒多項(xiàng)式以泰勒算法(Taylararithmetik)實(shí)施。如此，并非得到點(diǎn)狀個(gè)定的軸調(diào)整，而系直接得到泰勒多項(xiàng)式，亦即作軸控制的函數(shù)。此轉(zhuǎn)換的結(jié)果可能只是近似值(Approximation)(此結(jié)果與軸的結(jié)構(gòu)及制造方法有關(guān))。準(zhǔn)確地說，基本機(jī)器與自由形狀機(jī)器的運(yùn)動(dòng)并不完全一致。然而可藉使用一種次方控制(Ordnungssteuerung)確保整個(gè)區(qū)間[t1，t2]的所需準(zhǔn)確度。在此，很容易可達(dá)成足夠的準(zhǔn)確度，因?yàn)榈湫颓樾蝲t|＜1，且因此泰勒系數(shù)的影響隨著增長的次方數(shù)(Ordnung)而漸減(abklingen)。利用這種進(jìn)行方式，比起該依US 4 981 402之只作點(diǎn)狀的轉(zhuǎn)換(它也在EP 0 784525中使用)，其優(yōu)點(diǎn)為可再得到一種參數(shù)化的函數(shù)描述，用來描述軸的運(yùn)動(dòng)。這點(diǎn)有一好處，可進(jìn)一步使用這種表達(dá)方式以用于最佳化方面。
要在一整個(gè)區(qū)間用近似方式描述函數(shù)，特別適用者為Tschebyscheff趨近法[為此可參考Bronstein，I.N.，Semendjajew，K.A.，Musiol，G.及Mühlig，G.，的[數(shù)學(xué)手冊]第5版，法蘭克福.a.M.2001，947～948頁，其中此文獻(xiàn)作參考一齊放入本案先前技術(shù)中]。與上述利用泰勒算法的模型轉(zhuǎn)換相較，對(duì)于一種只能用近似方式的可能性轉(zhuǎn)換的情形，當(dāng)使用Tschebycheff趨近法時(shí)，可期待在所需的次方可減少。Tschebyscheff趨近可利用習(xí)用算法[Tschebyscheff-趨近法或回歸法(Regression)，例如根據(jù)US 4 981 402的基礎(chǔ)點(diǎn)狀轉(zhuǎn)換而測定(為此可參考Judd，K.，「Numerical Methodes in Economics 」，MIT，劍橋MA 1998，其中該文獻(xiàn)作參考一并放入本案的先前技術(shù)內(nèi)容中)。
另一種可能方式系基本機(jī)器的調(diào)整，特別是PKO＝[Pi，Pj，∑，S，Xb，Xp，Em，RA，qm}[亦即以下的調(diào)整工具斜度(特別是刀頭或研磨盤(砂輪)的斜度)(英tilt)，斜度朝向(swivel)、機(jī)器基本角度、工具偏心率或輻向率(Radiale)、徑向吃刀深度(Tiefenzustellung，英radial depth of cut)、機(jī)器中心距軸交叉點(diǎn)距離、機(jī)械軸偏離(Versatz)、滾動(dòng)傳動(dòng)、搖擺角度(Wiegenwinkel)]，也稱為自由形狀機(jī)器之相關(guān)的部分模型的參數(shù)。
因此，對(duì)于自由形狀機(jī)器的各軸，該由此部分模型造成之部分運(yùn)動(dòng)大約可利用US 4 981 402中的點(diǎn)式轉(zhuǎn)換用點(diǎn)狀準(zhǔn)確地測定。在此所述的算法描述一種函數(shù)關(guān)系，因此可抽象地呈函數(shù)方式說明，該函數(shù)描述該自由形狀機(jī)器的所有軸的部份運(yùn)動(dòng)。因此，利用此途徑，可將基本機(jī)器的調(diào)整作用整合到自由形狀基本機(jī)器的模型中，為了使較了解這種模形的專家在依本發(fā)明的自由形狀最佳化作業(yè)在一較適合的部分模形中實(shí)施后，能有其它的方式作影響。
基本機(jī)器與自由形狀機(jī)器可在一模型中混合，且可仿真制造過程，這是此處所述之本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)，這種可能方式乃是迄今業(yè)界如在EP 0784 525中所追求者。
一般，要將基本設(shè)計(jì)從基本機(jī)器轉(zhuǎn)換成自由形狀機(jī)器的過程，要說明一點(diǎn)，當(dāng)然往往都要求出一對(duì)齒輪的所有四個(gè)側(cè)翼的機(jī)器調(diào)整作用。
根據(jù)本發(fā)明之將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，也可建構(gòu)起一種方法，用于將具有最佳化的表面幾何形狀的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪作修正，其特征在——對(duì)于已制成的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪[對(duì)于該齒輪，已求出供該自由形狀基本機(jī)器用的一個(gè)或數(shù)個(gè)控制參數(shù)(該控制參數(shù)對(duì)該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值有影響)]至少預(yù)設(shè)一個(gè)目標(biāo)值以供該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值之用。
實(shí)施該權(quán)利要求1所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法。
依本發(fā)明用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的最佳的方法實(shí)施。
將由此所得的新的控制參數(shù)映像到一自由形狀機(jī)器，該自由形狀機(jī)器宜可一對(duì)一地映像到一個(gè)具六條軸的自由形狀基本機(jī)器，且使用該映像之控制參數(shù)，控制該自由形狀機(jī)器，利用工具將材料由所要機(jī)工的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪切除，以得到該最佳化的表面形狀。
如前文已述，依本發(fā)明之用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值最佳化的方法，也可在一個(gè)具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元及至少一內(nèi)存的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上實(shí)施，一般呈計(jì)算機(jī)程序形式，其中它有對(duì)應(yīng)的指令(Instruktion)，它是為了實(shí)施此方法而設(shè)計(jì)。在此，這種計(jì)算機(jī)程序可呈各種形式存在，特別是一種可用計(jì)算機(jī)讀取的媒體的形式中，如軟盤(磁盤)、CD或DVD，其中它具有計(jì)算機(jī)程序碼手段，其中，在加載該計(jì)算機(jī)程序后，該計(jì)算機(jī)就利用此程序?qū)嵤┍景l(fā)明的方法。但它也可設(shè)計(jì)成計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該產(chǎn)品具有在電子載波信號(hào)上的計(jì)算機(jī)程序，其中在計(jì)算機(jī)程序加載后，一計(jì)算機(jī)利用該程序執(zhí)行本發(fā)明的方法。
本發(fā)明之前述的個(gè)別的不同元素者，本發(fā)明整體觀之，也可組合成一個(gè)齒輪制造及/或修正系統(tǒng)，以制造或修正錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪，而且具有——一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀作最佳化，具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元及至少一個(gè)內(nèi)存，其中該數(shù)據(jù)處理單元用程序技術(shù)設(shè)計(jì)成使它依權(quán)利要求1所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法操作，——一個(gè)具至多六條軸的自由形狀機(jī)器，具有一個(gè)要加工的齒輪及一工具，二者可各繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與所要加工的齒輪可互相沿著或繞著多條軸作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且宜可相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，——且它們受控制，以利用該工具將材料從所要加工的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪切除，以得到最佳化的表面幾何形狀，而且利用映像到該自由形狀機(jī)器的控制參數(shù)，該控制參數(shù)利用該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)決定。
該用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪制造或修正的制造及/或修正系統(tǒng)有一計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有一內(nèi)存單元[磁盤驅(qū)動(dòng)器、CD播放座、DVD播放座、或者芯片卡或USB記憶插座(Speicherstick)單元]，以將數(shù)據(jù)載體用該控制參數(shù)寫錄、或具有一發(fā)射單元以將該控制參數(shù)傳送，且該具有至少六條軸的自由形狀機(jī)器具有一讀取單元，以讀取一個(gè)具該控制參數(shù)的數(shù)據(jù)載體，或具有一接收單元，以接收該控制參數(shù)。用此方式，該控制參數(shù)可從計(jì)算機(jī)系到該六軸機(jī)器以將它作控制。


以下利用

本發(fā)明的實(shí)施例(但不限制本發(fā)明范圍于此)。
圖1系一齒牙機(jī)(自由形狀基本機(jī)器)的一般六軸模型的一實(shí)施例及相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)，圖2系依本發(fā)明之方法的較佳實(shí)施例的示意圖，圖3系依本發(fā)明之方法的另一較佳實(shí)施例的示意圖，圖4系依本發(fā)明的方法用于仿真錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪(小齒輪或齒輪)的制造的一較佳實(shí)施例的一部分的示意圖，圖5系依本發(fā)明之方法用于仿真滾動(dòng)及齒接觸的分析的一較佳實(shí)施例的另一部分的示意圖，圖6系參數(shù)對(duì)錐形齒輪及或準(zhǔn)雙曲面齒的基本影響的示意圖，以及由此造成之對(duì)接觸幾何形狀的影響的示意圖，圖7系依本發(fā)明的方法用于初始參數(shù)設(shè)定(起始調(diào)整)的實(shí)施例的一部分的示意圖。
具體實(shí)施例方式圖1顯示一齒牙機(jī)(自由形狀基本機(jī)器)的一個(gè)一般六軸模型的一實(shí)施例及相關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)。要說明工具相對(duì)于工作物的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使用坐標(biāo)系統(tǒng)∑1到∑7。
坐標(biāo)系統(tǒng)∑7與工具固定連接，它相對(duì)于∑1呈「數(shù)學(xué)正」(mathmatischpositiv)的方式繞共同x軸以旋轉(zhuǎn)角度a轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)x6＝x7表示進(jìn)到工具中去。
坐標(biāo)系統(tǒng)∑1與工作件固定連接。它相對(duì)于∑2以「數(shù)學(xué)正」的方式繞該共同y軸以旋轉(zhuǎn)角度b轉(zhuǎn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)軸y2＝y(tǒng)1表示進(jìn)到工作物去。
此三條直線軸x，y，z構(gòu)成一直角坐標(biāo)系統(tǒng)。此處，∑6相對(duì)于∑2的的相對(duì)位置示于圖中，并利用以下轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確描述r1＝D2T(b)r2，r2＝D2(b)r1，r2＝D3T(c)r3，r3＝D3(c)r2，
r3＝r4+|x00|T，r4＝r3-|x00|T，r4＝r5+|0y0|T，r5＝r4-|0y0|T，r5＝r6+|00z|T，r6＝r5-|0Oz|T，r6＝D1(a)r7，r7＝D1T(a)r6，因此整體上，得到該轉(zhuǎn)換r1＝Ar7+a其中A＝D2T(b)D3T(c)D1(a)，a＝D2T(b)D3T(c)[x y z]T反之得到轉(zhuǎn)換r7＝r1+ā其中＝D1T(a)D3(c)D2(b)ā＝-D1T(a)[x y z]T在此，該3×3矩陣D1(a)、D2(b)、D3(c)表示分別利用旋轉(zhuǎn)角度a、b、c各繞一坐標(biāo)系統(tǒng)的x軸、y軸、z軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。
圖2顯示依本發(fā)明的方法的一較佳實(shí)施例的示意圖。
原則上根據(jù)該自由形狀機(jī)器的所予之機(jī)器調(diào)整以及根據(jù)一自由形狀基本機(jī)器的模型，達(dá)成仿真的計(jì)算，以將有關(guān)的設(shè)計(jì)值如側(cè)翼與齒厚度測定。這種仿真的計(jì)算各依所要測定的設(shè)計(jì)值而定，包含「制造仿真」以及「接觸分析」及「負(fù)荷接觸分析」。這種負(fù)荷接觸分析依先前技術(shù)可利用在研究聯(lián)合驅(qū)動(dòng)技術(shù)(FVA)的Klingelnberg公司開發(fā)的應(yīng)用程序BECAL的KIMOS系統(tǒng)。
利用該設(shè)計(jì)值之變更(Modifikation)的預(yù)設(shè)，定義一個(gè)「標(biāo)稱設(shè)計(jì)」，其中這點(diǎn)包含一好處，即所要保持的附屬條件的優(yōu)點(diǎn)。舉例而言，可維持目前的齒厚度而追蹤一種在某種范圍中變更的齒形作為目標(biāo)。利用該一般非線性的最佳化的數(shù)字方法，將自由形狀基本機(jī)器之變更的機(jī)器調(diào)整測定，該調(diào)整至少系用近似方式實(shí)施。這種近似的品質(zhì)好壞主要依所擬的目標(biāo)的良性而定。這種程序在需要時(shí)可任意頻繁地重復(fù)。對(duì)于第一個(gè)(可能是單一的)通過的機(jī)器調(diào)整系依圖7由設(shè)計(jì)的計(jì)算得到(初始機(jī)器)調(diào)整。
圖3顯示依本發(fā)明的方法另一較佳實(shí)施例的示意圖。
圖中顯示重復(fù)地(iterativ)操作根據(jù)導(dǎo)來式的最佳化方法的典型資料流，亦即依2圖的步驟”利用數(shù)字方法最佳化]的步驟的具體化。該自由形狀基本機(jī)器的實(shí)際機(jī)器調(diào)整(注意這往往為全部四個(gè)側(cè)翼的調(diào)整)造成一種「標(biāo)稱設(shè)計(jì)」(Istdesign，英nominal design)，它利用仿真計(jì)算量化(quantifizieren)。將標(biāo)稱值與實(shí)際值比值得到偏差值。如果這些偏差值可容許(在容許誤差之內(nèi))，則該重復(fù)的最佳化方法成功結(jié)束，否則在所謂的最佳化步驟中利用敏感度由實(shí)際機(jī)器調(diào)整及由此求得之偏差值測定新的機(jī)器調(diào)整，這種機(jī)器調(diào)整再變成實(shí)際值。要測定敏感度(導(dǎo)來式)可將該仿真計(jì)算對(duì)應(yīng)地?cái)U(kuò)大。其另外的實(shí)施例見于O.Vogel等人(Vogel，O.，Griewank，A.Henlich T.及Schlecht，B.，的「機(jī)器建構(gòu)的自動(dòng)差分——弧形齒牙的錐形齒輪聯(lián)動(dòng)器的仿真與最佳化」。在會(huì)議報(bào)刊[Dresden的機(jī)器組件會(huì)談——DMK2003，TU Dresdon，177~194頁]，其中此文獻(xiàn)作參考放入本案的先前技術(shù)中。
為了即使在困難的甚至無法解決的問題時(shí)，也能確保該程序中斷，一般使用中斷標(biāo)準(zhǔn)，其細(xì)節(jié)此處不作詳述。為此也可見Nocedal與Wright(Nocedal J，Wright.，S.J.，)Numenical Dptimization，Springer系列在Operations Research中，New York 1999)，其此文獻(xiàn)當(dāng)作參考放入本案先前技術(shù)中。
圖4顯示本發(fā)明之用于仿真錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪(小齒輪或齒輪)的制造方法的一較佳實(shí)施例的一部分的示意圖。
圖中可看到，根據(jù)一種自由形狀基本機(jī)器及機(jī)器調(diào)整及工具調(diào)整，可作齒輪的制造作業(yè)的仿真。這種制造仿真的結(jié)果為準(zhǔn)確的齒輪幾何形狀，它包含齒側(cè)翼(涵蓋齒腳)當(dāng)作側(cè)翼格，以及一些值如齒厚度及齒高度。
圖5顯示依本發(fā)明用于仿真滾動(dòng)，亦即齒輪接觸分析的方法的一較佳實(shí)施例的另一部分的示意圖。
圖中顯示，利用此制造作業(yè)的仿真所得的齒輪與小齒輪的準(zhǔn)確齒輪幾何形狀以及聯(lián)動(dòng)器參數(shù)，如軸角度、軸距離以及移位(Verlagerung)可作滾動(dòng)仿真/齒接觸分析。在此可觀齒到齒牙的單嚙合及復(fù)嚙合，此滾動(dòng)仿真/齒接觸分析的結(jié)果，除了那一些描述「接觸幾何形狀」的值如松弛、表面狀況及滾動(dòng)誤差外，還有一些值如頭間隙與側(cè)翼間隙，這種「接觸幾何形狀」除了準(zhǔn)確的齒輪幾何形狀，還描述此未述的負(fù)載接觸分析的詳細(xì)的值。
關(guān)于最佳化目標(biāo)值，還要注意間隙值不能只視為約量/點(diǎn)狀的值。因此在頭間隙以及滾動(dòng)誤差的場合，舉例而言，最小的頭間隙或頭間隙可沿整個(gè)齒觀察。
圖6顯示一示意圖，說明參數(shù)對(duì)錐形齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪的基本影響，以及由此造成之對(duì)接觸幾何形狀的影響。
圖7顯示依本發(fā)明用于初始參數(shù)測定(起始調(diào)整)的方法的一較佳實(shí)施例的一部分的示意圖。
在錐形齒輪與準(zhǔn)雙曲面齒輪聯(lián)動(dòng)器的基本設(shè)計(jì)，系從構(gòu)件大小，傳動(dòng)比及旋轉(zhuǎn)力矩著手，測定小齒輪與齒輪的基本幾何形狀。在隨后，相關(guān)的機(jī)器調(diào)整與工具調(diào)整的計(jì)算，在此處系根據(jù)一種基本機(jī)器，因此首先得到此基本機(jī)器的機(jī)器調(diào)整，然后將它轉(zhuǎn)換成自由形狀機(jī)器的機(jī)器調(diào)整，但在一種混合的模形中，只呈相關(guān)的部分模型的調(diào)整(參數(shù))方式整合。
權(quán)利要求
1.一種用于錐形齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪之自由形狀最佳化的方法，將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面(Hypoid)齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)的尺寸最佳化，為了在一自由形狀機(jī)器(Freiform-Maschine)上制造該齒輪，該幾何形狀可以用可逆方式一對(duì)一地映像到一個(gè)具有至多六條軸的自由形狀基本機(jī)器上直到對(duì)稱為止，該自由形狀基本機(jī)有一個(gè)要加工的齒輪和一工具，該齒輪與工具可各繞一條軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與要加工的齒輪可沿著或繞著多數(shù)軸相對(duì)作運(yùn)動(dòng)，特別是移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，其中該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)的尺寸系用以下方式最佳化找出一個(gè)或數(shù)個(gè)控制參數(shù)，該參數(shù)系對(duì)該錐形齒輪或準(zhǔn)雙面齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)尺寸有影響者，將該參數(shù)利用該齒輪的制造程序的仿真，及/或在該自由形狀基本機(jī)器上滾動(dòng)(Abwlzung)及/或作負(fù)荷接觸分析而一直改變，一直到藉此使該錐形齒輪或與它相關(guān)的尺寸互相對(duì)應(yīng)于一預(yù)設(shè)之目標(biāo)值為止。
2.如權(quán)利要求1所述將用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，該自由形狀機(jī)器可一對(duì)一地(雙映像)映像到一個(gè)具有最多六條軸的自由形狀基本機(jī)器且其軸類型與軸的設(shè)置互相對(duì)應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1或2所述將用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，對(duì)于一種具有六條軸且宜為具三條旋轉(zhuǎn)軸(A、B、C)與三條直線軸(X，Y，Z)的自由形狀機(jī)器的控制參數(shù)作最佳化。
4.如權(quán)利要求3所述將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之有關(guān)的大小尺寸值最佳化的方法，其中對(duì)于具有六條軸[特別是三條旋轉(zhuǎn)軸(A、B、C)與三條直線軸(X，Y，Z)的自由形狀機(jī)器的控制參數(shù)作最佳化，其中這些軸為A軸用于將工具旋轉(zhuǎn)，B軸用于將所要制造的齒輪旋轉(zhuǎn)，C軸當(dāng)作轉(zhuǎn)軸用于調(diào)整A、B軸之間的軸度或B軸與工具尖端平面之間的角度，X軸當(dāng)作沿A軸方向的直線軸，Y軸當(dāng)作直線軸，它與X軸及Z軸構(gòu)成一直角坐標(biāo)系統(tǒng)，Z軸當(dāng)作直線軸，沿A、B軸的共同鉛垂線(Gemeinlot)方向。
5.如權(quán)利要求1至4任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中，至少還有一種工具調(diào)整參數(shù)當(dāng)作控制參數(shù)。
6.如權(quán)利要求1至5任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中，至少還有一機(jī)器控制參數(shù)作為控制參數(shù)，以控制至少一條機(jī)器軸。
7.如權(quán)利要求1至6任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中，自由形狀機(jī)器藉控制參數(shù)變化的作用其軸運(yùn)動(dòng)系利用至少一種函數(shù)(它宜為連續(xù)函數(shù)，且宜為連續(xù)可微分的數(shù)學(xué)函數(shù))而作最佳化的作業(yè)，特別是用宜可連續(xù)微分的數(shù)學(xué)函數(shù)Vj(t，Pi)，特別是用于將機(jī)器軸No.j作控制者]同步化，其中該機(jī)器軸之一本身或一虛擬(virtuell)的軸產(chǎn)生一導(dǎo)引值，并當(dāng)作引導(dǎo)軸以將它軸定位，它們與此導(dǎo)引值t以及在一個(gè)與該函數(shù)相關(guān)的參數(shù)向量Pj中所含的參數(shù)者有函數(shù)關(guān)系，且使用來自至少一種將軸運(yùn)動(dòng)同步化的數(shù)學(xué)函數(shù)Vj的參數(shù)向量Pj的至少一參數(shù)Pji當(dāng)作控制參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之有關(guān)的大小尺寸值最佳化的方法，其中，該軸運(yùn)動(dòng)利用數(shù)個(gè)部段或不同的數(shù)學(xué)函數(shù)作同步化，其中該部段利用t的區(qū)間用[tm，tn]表示，tn≥tm。
9.如權(quán)利要求7或8所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲而齒輪的表而幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該軸運(yùn)動(dòng)的同步化作用利用加成式(additiv)重疊的數(shù)學(xué)函數(shù)達(dá)成，其中該重疊宜呈以下形式vj(t,Pj)=vj1(t,Pj1)+vj2(t,Pj2)+......+vjl(t,Pjl)]]>其中l(wèi)≥1。
10．如權(quán)利要求7至9任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之有關(guān)的大小尺寸值最佳化的方法，其中至少使用一個(gè)任意(且宜為六次)的多項(xiàng)式當(dāng)作數(shù)學(xué)函數(shù)vj以將軸運(yùn)動(dòng)同步化，且使用該多項(xiàng)式vj的各系數(shù)尸Pji當(dāng)作控制參數(shù)。
11.如權(quán)利要求7至10任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中，用于作軸運(yùn)動(dòng)同步化的數(shù)學(xué)函數(shù)vj也使用一種系列展開式(Reihenentwicklung)[它根據(jù)Tschebyocheff多項(xiàng)式當(dāng)作基本函數(shù)]，且宜在區(qū)間[t1，t2]中，t1>t2，該函數(shù)型式為vj(t,P)=Pj0+Pj1T1(t)~+(Pj2T2(t)~+......+PjiTi(t)~+......+PjdvTdv(t)~]]>其中Pj=(Pj0,Pj1,Pj2,.......Pji,........Pjdv),]]>及i＝1，.....dv及t~=2t-t1t2-t1-1]]>其中Ti各表示一個(gè)Tschebyscheff多項(xiàng)式，且使用該系列vj的各系數(shù)Pji當(dāng)作控制參數(shù)。
12.如權(quán)利要求7至11任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中，也使用一個(gè)樣條函數(shù)，當(dāng)作數(shù)學(xué)函數(shù)vj以將軸運(yùn)動(dòng)同步化，該樣條函數(shù)系連續(xù)多項(xiàng)式，且宜為第三級(jí)者，且使用該樣條函數(shù)的樣條系數(shù)當(dāng)作控制參數(shù)。
13.如權(quán)利要求1至12任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該錐形齒輪或準(zhǔn)雙面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值的最佳化如下達(dá)成將該對(duì)于錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面形狀或與之相關(guān)的值有影響的「控制參數(shù)」利用一種數(shù)字最佳化方法一直改變到如此使該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)值為止。
14.如權(quán)利要求13所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中使用一以導(dǎo)來式為基礎(chǔ)的方法當(dāng)作數(shù)目式最佳化方法。
15.如權(quán)利要求14所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中使用一種差-商方法，以計(jì)算該導(dǎo)來式(敏感度)。
16.如權(quán)利要求15或16所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中使用自動(dòng)微分(AD)以計(jì)算該導(dǎo)來式(敏感度)。
17.如權(quán)利要求1至12任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該錐形齒輪或準(zhǔn)雙面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值的最佳化如下達(dá)成將該對(duì)于錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面形狀或與之相關(guān)的值有影響的「控制參數(shù)」利用一種起源的算法一直改變到如此使該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值對(duì)應(yīng)于至少一個(gè)預(yù)設(shè)的目標(biāo)值為止。
18.如權(quán)利要求1至17任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中也至少使用該齒輪側(cè)翼的形狀(宜包含齒輪腳)將表面幾何形狀作最佳化，直到它與預(yù)設(shè)目標(biāo)值相當(dāng)為止。
19.如權(quán)利要求18所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中也至少使用最小誤差平方的方法到與該齒翼部幾何形狀的預(yù)設(shè)幾何標(biāo)稱構(gòu)造的誤差，且宜相對(duì)于一種二度空間的格子，以測定是否齒翼部形狀與預(yù)設(shè)目標(biāo)值相符。
20.如權(quán)利要求1至19任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該表面幾何形狀的最佳化作業(yè)至少也利用齒厚度及齒高度作，直到這些值與預(yù)設(shè)的目標(biāo)值相符為止。
21.如權(quán)利要求1至20任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該表面幾何形狀的最佳化作業(yè)至少也利用松弛輪廓作，直到它對(duì)預(yù)設(shè)的目標(biāo)值相符為止。
22.如權(quán)利要求21所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中使用該最小誤差平方的方法到與預(yù)設(shè)的松弛輪廓的偏差，且宜相對(duì)于一種二度空間的格子作，以測定是否該松弛輪廓與預(yù)設(shè)目標(biāo)值相符合。
23.如權(quán)利要求1至22任意一項(xiàng)所述用與將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該表面幾何形狀的最佳化作業(yè)至少也利用滾動(dòng)誤差達(dá)成，直到它與預(yù)設(shè)的目標(biāo)值相符合為止。
24.如權(quán)利要求23所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中將該滾動(dòng)誤差監(jiān)控到一預(yù)設(shè)最大值，以測定是否該滾動(dòng)誤差與預(yù)設(shè)的目標(biāo)值相符。
25.如權(quán)利要求23或24所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中使用最少誤差平方的方法到與一預(yù)設(shè)滾動(dòng)誤函數(shù)的偏差，且宜相對(duì)于一種一度空間格作，用于測定是否該滾動(dòng)誤差與預(yù)設(shè)目標(biāo)值相符。
26.如權(quán)利要求1至25任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該表面幾何形狀的最佳化作業(yè)至少也利用齒輪表面狀況達(dá)成，直到此狀況于一預(yù)設(shè)的目標(biāo)值相符為止。
27.如權(quán)利要求26所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中使用最小預(yù)差平方的方法到實(shí)際的表面狀況的形狀及/或中央點(diǎn)位置與一預(yù)設(shè)表面狀況的誤差，該預(yù)設(shè)表面狀態(tài)系呈一種消除了滾動(dòng)誤差的松弛輪廓的高度線的形式，且該作業(yè)宜相對(duì)于一個(gè)一度空間格作，使用該最小誤差平方的方法以決定是否該表面狀況與預(yù)設(shè)目標(biāo)值相符。
28.如權(quán)利要求26或27所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中使用橢圓趨近方法，以測定是否該表面狀況與目標(biāo)值相符。
29.如權(quán)利要求1至28任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該表面幾何形狀的最佳化作業(yè)至少也利用接觸路徑的走勢作，直到該走勢對(duì)應(yīng)與預(yù)設(shè)目標(biāo)值為止。
30.如權(quán)利要求1至29任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該表面幾何形狀的最佳化作業(yè)至少也利用側(cè)翼間隙與頭間隙作，直到該間隙與預(yù)設(shè)目標(biāo)值相符為止。
31.如權(quán)利要求1至30任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該表面幾何形狀的最佳化作業(yè)利用與表面幾何形狀有關(guān)的張力作，直到該張力與一預(yù)設(shè)目標(biāo)相符為止。
32.如權(quán)利要求1至31任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該最佳化作業(yè)利用與表面幾何形狀有關(guān)的壓力作，直到該壓力與一預(yù)設(shè)目標(biāo)值相符為止。
33.如權(quán)利要求1至32任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該制造程序利用一種滲透計(jì)算作仿真。
34.如權(quán)利要求1至32任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中該制造程序的仿真作業(yè)利用一種分析方法達(dá)成，該分析方法系基于一種包封條件，亦即根據(jù)齒牙定律達(dá)成。
35.用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中設(shè)計(jì)出一種基本機(jī)器用的各錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的基本設(shè)計(jì)，其中各機(jī)器軸有一基本的機(jī)器調(diào)整，它具有對(duì)該齒輪的一種理論意義，對(duì)基本機(jī)器的基本設(shè)計(jì)的調(diào)整作用轉(zhuǎn)換成具有最多六條軸的自由形狀基本機(jī)器的調(diào)整作用，后者有一個(gè)要加工的齒輪及一工具，二者可各繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與所要加工的齒輪可沿著繞著多條軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且宜可相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)；預(yù)設(shè)至少一個(gè)表面幾何形狀的目的值，該錐形齒輪或準(zhǔn)雙面曲面齒輪的一個(gè)與之相關(guān)的值；實(shí)施依本發(fā)明權(quán)利要求1至34任意一項(xiàng)所述的一種用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法；將由此所得的控制參數(shù)映像到一自由形狀機(jī)器，該自由形狀機(jī)器可一對(duì)一地映像到具有最多六條軸的自由形狀基本機(jī)器直到對(duì)稱為止，且控制該自由形狀機(jī)器，使用該映像的控制參數(shù)，用該工具將材料從所要的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪切除，以得到最佳化的表面形狀。
36.用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，其中一對(duì)于已制成的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪(對(duì)于該齒輪，已求出供該自由形狀基本機(jī)器用的一個(gè)或數(shù)個(gè)控制參數(shù)，該控制參數(shù)對(duì)于錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值有影響)至少預(yù)設(shè)一個(gè)目標(biāo)值以供該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形形狀或與之相關(guān)的值之用，實(shí)施該權(quán)利要求1至34任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)只面齒輪的表面形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法，將由此所得的新的控制參數(shù)映像到一自由形狀機(jī)器，該自由形狀機(jī)器宜可清楚的控制參數(shù)映像到一自由形狀機(jī)器，該自由形狀機(jī)器宜可一對(duì)一地映像到一個(gè)具六條軸的自由形狀基本機(jī)器，且使用該映像之控制參數(shù)，控制該自由形狀機(jī)器，利用工具將材料由所要機(jī)工的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪切除，以得到該最佳化的表面形狀。
37.如權(quán)利要求1至34任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何作最佳化的方法的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其中該系統(tǒng)具有至少一數(shù)據(jù)處理單元及至少一內(nèi)存，其中該數(shù)據(jù)處理單元用程序技術(shù)設(shè)計(jì)成使它依權(quán)利要求1至34任意一項(xiàng)所述的方法標(biāo)作。
38.一種計(jì)算機(jī)程序，其設(shè)計(jì)成用于實(shí)施如權(quán)利要求1至34任意一項(xiàng)所述的方法者。
39.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，具有計(jì)算機(jī)程序碼手段，其中在計(jì)算機(jī)程序安裝后，通過程序?qū)嵤┤鐧?quán)利要求1至34任意一項(xiàng)所述的方法。
40如權(quán)利要求1至34任意一項(xiàng)所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，有一計(jì)算機(jī)程序在一電子載波信號(hào)上，在安裝計(jì)算機(jī)程序后，利用該程序代表實(shí)施該方法的程序。
41.一個(gè)齒輪制造及/或修正系統(tǒng)，以制造或修正錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪，而且具有--一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀作最佳化，具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)處理單元及至少一個(gè)內(nèi)存，其中該數(shù)據(jù)處理單元用程序技術(shù)設(shè)計(jì)成使它依權(quán)利要求1至34任意一項(xiàng)所述用于將錐形齒輪或雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與之相關(guān)的值作最佳化的方法操作。--一個(gè)具至六條軸的自由形狀機(jī)器，具有一要加工的齒輪及一工具，一者可各繞一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與所要加工的齒輪可互相沿著或繞著多條軸作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，且宜可相對(duì)移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)；--且它們受控制，以利用該工具將材料從所要加工的錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪切除，以得到最佳化的表面幾何形狀，而且利用映像到自由形狀機(jī)器的控制參數(shù)，該控制參數(shù)利用該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)決定。
42.如權(quán)利要求41所述用于將錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪制造或修正系統(tǒng)。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有一內(nèi)存單元，以將數(shù)據(jù)截體用該控制參數(shù)存儲(chǔ)、寫錄，或具有一個(gè)發(fā)射單元以將該控制參數(shù)傳送，且該具有至少6條軸的自由形狀機(jī)器具有一讀取單元，以讀取一個(gè)具有該控制參數(shù)的數(shù)據(jù)截體，或具有一個(gè)接收單元，以接收該控制參數(shù)。
全文摘要
一種用于錐形齒輪及準(zhǔn)雙曲面齒輪之自由形狀最佳化的方法，將錐形齒輪或類雙曲面(Hypoid)齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)的尺寸最佳化，用于在一自由形狀機(jī)器(Freiform－Maschine)上制造該齒輪，該幾何形狀可以用可逆方式一對(duì)一地映像到一個(gè)具有至多六條軸的自由形狀基本機(jī)器上直到對(duì)稱為止，該自由形狀基本機(jī)器有一個(gè)要加工的齒輪和一工具，該齒輪與工具可各繞一條軸轉(zhuǎn)動(dòng)，且該工具與要加工的齒輪可沿著或繞著多數(shù)軸相對(duì)作運(yùn)動(dòng)，特別是移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，其中該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)的尺寸系用以下方式最佳化選出一個(gè)或數(shù)個(gè)控制參數(shù)，該參數(shù)系對(duì)該錐形齒輪或準(zhǔn)雙曲面齒輪的表面幾何形狀或與它相關(guān)的尺寸有影響者，將該參數(shù)利用該齒輪的制造程序的仿真，及/或在該自由形狀基本機(jī)器上滾動(dòng)(Abw
文檔編號(hào)B23F9/08GK101027158SQ200580032299
公開日2007年8月29日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者哈特穆斯·米勒, 歐拉夫·佛格, 羅蘭·杜區(qū)克, 卡斯登·胡納克 申請(qǐng)人:克林根貝爾格有限公司