一種正角度變位行星輪系修形方法
【專利摘要】一種正角度變位行星輪系修形方法，正角度變位行星輪系應(yīng)用于衛(wèi)星太陽(yáng)翼展開驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。正角度變位能夠提高在不改變行星齒輪傳動(dòng)包絡(luò)尺寸的條件下，提高行星齒輪的輸出精度、輸出剛度和輸出力矩，從而整體提高行星齒輪傳動(dòng)的性能。正角度變位行星輪系修形方法包括了建立理論三維模型、計(jì)算理論承載情況、制定修形方案、優(yōu)化設(shè)計(jì)修形參數(shù)、修形制造、齒輪修形檢測(cè)、裝配測(cè)試及對(duì)比步驟。在衛(wèi)星太陽(yáng)翼展開驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)正角度變位行星輪系運(yùn)用該修形方法，解決了驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出精度較低、輸出剛度弱、傳動(dòng)噪聲大的問(wèn)題，滿足了衛(wèi)星太陽(yáng)翼展開的使用要求。
【專利說(shuō)明】一種正角度變位行星輪系修形方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種行星輪系修形方法，特別是一種正角度變位行星輪系修形方法，用于正角度變位行星輪系修形設(shè)計(jì)及制造，屬于齒輪設(shè)計(jì)制造【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]在航天器驅(qū)動(dòng)組件中常用的動(dòng)力源為步進(jìn)電機(jī)和直流伺服電機(jī)，常用的減速器多為行星齒輪和諧波減速器，常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)多為中心軸傳動(dòng)。隨著大型桁架、機(jī)械臂及伸展臂等承擔(dān)的載荷越來(lái)越大，負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越來(lái)越大，常用的諧波減速器的減速比、輸出力矩等以無(wú)法滿足要求，因此需要行星齒輪減速器結(jié)合諧波減速器一同使用，達(dá)到減小減速器體積、提高減速器輸出力矩的目的。
[0003]正角度變位行星輪系應(yīng)用于衛(wèi)星太陽(yáng)翼展開驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。角度變位能夠提高在不改變行星齒輪傳動(dòng)包絡(luò)尺寸的條件下，提高行星齒輪的輸出精度、輸出剛度和輸出力矩，從而整體提高行星齒輪傳動(dòng)的性能。角度變位行星齒輪的精密加工制造和修形技術(shù)是保證行星齒輪傳動(dòng)獲得最大承載能力和傳動(dòng)精度的重要條件，對(duì)其發(fā)展具有推動(dòng)作用。目前，還沒(méi)有出現(xiàn)針對(duì)正角度變位行星輪系的修形方法的發(fā)明創(chuàng)造。
[0004]現(xiàn)有的齒輪修形方法僅針對(duì)單對(duì)齒輪進(jìn)行，修形方法分為齒廓修形及齒向修形，具體的修形參數(shù)多數(shù)都停留在理論計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)公式基礎(chǔ)上，對(duì)于復(fù)雜行星輪系的研究，沒(méi)有現(xiàn)成的計(jì)算公式及虛擬仿真輔助設(shè)計(jì)方法指導(dǎo)修形加工。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種正角度變位行星輪系修形方法，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜行星輪形的修形加工，減少齒輪的嚙入、嚙出沖擊，改善載荷分布，減少振動(dòng)和噪音。提高齒輪的承載能力和使用壽命。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種正角度變位行星輪系修形方法，所述正角度變位行星輪系包括I個(gè)太陽(yáng)輪、η個(gè)行星輪、I個(gè)輸出內(nèi)齒輪和I個(gè)固定內(nèi)齒輪，每種齒輪均為正角度變位齒輪，太陽(yáng)輪、輸出內(nèi)齒輪和固定內(nèi)齒輪均與行星輪嚙合，太陽(yáng)輪、輸出內(nèi)齒輪和固定內(nèi)齒輪之間不存在嚙合關(guān)系，所述η大于等于3，步驟如下:
[0007](I)利用三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)正角度變位行星輪系進(jìn)行三維建模，得到正角度變位行星輪系的理論模型；
[0008](2)利用有限元分析軟件步驟(I)中得到的理論模型，將正角度變位行星輪系運(yùn)行時(shí)的輸入轉(zhuǎn)速和輸入力矩作為有限元分析軟件計(jì)算的輸入?yún)?shù)，計(jì)算正角度變位行星輪系中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷分布情況；具體為:
[0009]將每個(gè)行星輪沿齒向方向分為兩部分，行星輪的一部分與輸出內(nèi)齒輪嚙合，構(gòu)成第一嚙合組件，行星輪的另一部分與太陽(yáng)輪和固定內(nèi)齒輪嚙合，構(gòu)成第二嚙合組件，計(jì)算第一哨合組件中行星輪與輸出內(nèi)齒輪之間的接觸應(yīng)力以及行星輪與輸出內(nèi)齒輪的載荷分布情況，并計(jì)算第二嚙合組件中行星輪與太陽(yáng)輪以及行星輪與固定內(nèi)齒輪之間的接觸應(yīng)力，同時(shí)計(jì)算行星輪、太陽(yáng)輪和固定內(nèi)齒輪的載荷分布情況；
[0010](3)選取行星輪為修形對(duì)象，采用齒向修形的方法設(shè)計(jì)正角度變位行星輪系修形方案，所述修形方案包括第一嚙合組件修形方案和第二嚙合組件修行方案，所述修行方案由修行曲線、修行長(zhǎng)度和修行量確定；
[0011]將第一嚙合組件修形方案和第二嚙合組件修行方案的修形曲線均設(shè)定為拋物線形，修形長(zhǎng)度均設(shè)定為行星輪半齒寬長(zhǎng)度，修形量的初始值均為經(jīng)驗(yàn)值，經(jīng)驗(yàn)值的取值范圍為:2um ?20um ；
[0012](4)利用步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案對(duì)第一嚙合組件和第二嚙合組件中的行星輪進(jìn)行模擬修形，并計(jì)算修行后的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷分布情況；
[0013]若計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷與步驟(2)中計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷相比均降低10%或以上，則步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案為最終修形方案，進(jìn)入步驟(5)；
[0014]否則步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案不是最終修形方案，分別調(diào)整第一嚙合組件修行方案和第二嚙合組件修行方案中的修形量，重復(fù)步驟(3)?步驟(4)，直至計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷與步驟(2)中計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷相比均降低10%或以上；此時(shí)步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案為最終修形方案；
[0015](5)根據(jù)步驟(4)中確定的正角度變位行星輪系修形方案，確定磨齒砂輪的運(yùn)動(dòng)曲線，并利用磨齒砂輪及機(jī)床對(duì)行星輪進(jìn)行修形，所述磨齒砂輪與設(shè)計(jì)行星輪的齒形輪廓互補(bǔ)；
[0016](6)對(duì)步驟(5)中的修形完成后的行星輪進(jìn)行齒輪檢測(cè)，得到實(shí)際修形量與理論修形量之間的差別，從而確定修形加工的精度；
[0017](7)將η個(gè)修形完成后的行星輪與I個(gè)太陽(yáng)輪、I個(gè)輸出內(nèi)齒輪和I個(gè)固定內(nèi)齒輪進(jìn)行裝配，得到修行后的正角度變位行星輪系，利用實(shí)際載荷對(duì)修行后的正角度變位行星輪系進(jìn)行測(cè)試，將未修形的正角度行星輪系與修形完成的正角度行星輪系繼續(xù)對(duì)比，計(jì)算正角度行星輪系修形量的大小。
[0018]所述步驟(I)中的三維設(shè)計(jì)軟件為ProE。
[0019]所述步驟(2)中的有限元分析軟件為Abaqus。
[0020]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是:
[0021](I)本發(fā)明針對(duì)嚙合齒輪采用有限元分析的方法，解決了修形設(shè)計(jì)及加工過(guò)程中方案及參數(shù)選擇的問(wèn)題，節(jié)約了設(shè)計(jì)制造成本；
[0022](2)本發(fā)明針對(duì)復(fù)雜行星輪系采用逐對(duì)嚙合關(guān)系分解分析的方法，簡(jiǎn)化了分析計(jì)算的難度，更有針對(duì)性的確定修形方案，節(jié)省了修形方案制定時(shí)間；
[0023](3)本發(fā)明的修形方案是針對(duì)正角度變位齒輪行星輪設(shè)計(jì)的，修形曲線考慮了正角度變位對(duì)齒形的影響，與傳統(tǒng)修形方案相比，修形精度有了大幅度提高；
[0024](4)考慮到行星輪系中行星輪同時(shí)與兩個(gè)內(nèi)齒輪嚙合，傳統(tǒng)修形方法只針對(duì)單對(duì)嚙合齒輪進(jìn)行修形設(shè)計(jì)，不能滿足該行星輪修形設(shè)計(jì)的要求。本發(fā)明的仿真和具體修形時(shí)將一個(gè)齒輪分為兩半去完成，解決了該行星輪修形方案設(shè)計(jì)難題，達(dá)到了同時(shí)滿足行星輪的兩對(duì)嚙合關(guān)系修形設(shè)計(jì)的要求；
[0025](5)修形制造時(shí)采用了與行星輪齒廓互補(bǔ)的互補(bǔ)形砂輪，提升了修形制造的加工效率，提聞了修形制造的精度。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為3K-1I型行星齒輪傳動(dòng)原理圖；
[0027]圖2為行星輪修形方案；
[0028]圖3為修形砂輪；
[0029]圖4為本發(fā)明流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0031]圖4所示為本發(fā)明流程圖，由圖4可知，本發(fā)明提供的一種正角度變位行星輪系修形方法，具體步驟如下:
[0032](I)如圖1所示為為3K-1I型行星齒輪傳動(dòng)原理圖，由圖1可知，該行星輪系為3K-1I行星齒輪傳動(dòng)，利用三維設(shè)計(jì)軟件ProE對(duì)正角度變位行星輪系進(jìn)行三維建模，得到正角度變位行星輪系的理論模型，保存為中間格式文件，作為理論計(jì)算的依據(jù)。依據(jù)方案需求設(shè)計(jì)參數(shù)，技術(shù)指標(biāo)如表1、表2所示，其中表I為3K-1I型行星齒輪減速器的性能指標(biāo)，表2為3K-1I型行星齒輪傳動(dòng)角度變位計(jì)算表，經(jīng)過(guò)計(jì)算得到行星輪系中太陽(yáng)輪、行星輪、輸出內(nèi)齒輪，固定內(nèi)齒輪4個(gè)齒輪的基圓直徑、漸開線方程、齒根圓直徑、齒頂圓直徑、齒根圓角，利用這些建模參數(shù)，在三維設(shè)計(jì)軟件ProE中進(jìn)行單個(gè)齒輪的建模；依據(jù)行星輪系裝配設(shè)計(jì)參數(shù)，利用ProE中裝配模塊，將建模完成后的各個(gè)齒輪導(dǎo)入裝配模塊，定義裝配關(guān)系，進(jìn)行裝配；利用三維設(shè)計(jì)軟件ProE對(duì)所形成的裝配體進(jìn)行導(dǎo)出，得到中間格式.x_t文件。
[0033]表I
[0034]
序號(hào)I主要項(xiàng)目I主要技術(shù)指標(biāo)
1傳動(dòng)比76Γ2
2?I
3βΓ25
4齒數(shù)分配Za = 18，Zb = 54，ze = 57, Zc = 19
5輸出工作力矩范圍彡120Ν.m
6輸入工作轉(zhuǎn)速范圍O?lOOrpm 7I傳動(dòng)效率I彡70%
8傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)誤差^37
9WM
10重量sS 100g
[0035]表 2
[0036]
名稱符號(hào)e-c齒輪副b-c齒輪副a-c齒輪副標(biāo)準(zhǔn)中心距a23.75mm21.875mm23.125mm
實(shí)際中心距a723.75mm23.75mm23.75mm
中心距變動(dòng)系數(shù)yye = οyb = 1.5ya = 0.5
變位系數(shù)和χΣXΣ e = OxEb= 1.885XΣa = 0.5469
變位系數(shù)Xxe = +0.25xb ==2.135xa = 0.2969
齒頂高變動(dòng)系數(shù)AyAyee = OAybe = 0.385Ayae == 0.0469
[0037]
名稱符號(hào)e-c齒輪副b-c齒輪副 a-c齒輪副齒頂高系數(shù)haz*hae* = 0.75hab* = 3.52 haa* = 1.25
頂隙變動(dòng)量cc*- Δ yec = 0.25c*- Δ yec = 0.2031
[0038](2)利用有限元分析軟件Abaqus，將行星輪系運(yùn)行時(shí)輸入轉(zhuǎn)速、輸入力矩作為計(jì)算的輸入?yún)?shù)，逐對(duì)分析嚙合齒輪的接觸應(yīng)力及載荷分布情況。將上一步所得到的中間格式文件導(dǎo)入至有限元分析軟件中，計(jì)算正角度變位行星輪系中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷分布情況；具體為:
[0039]將每個(gè)行星輪沿齒向方向分為兩部分，行星輪的一部分與輸出內(nèi)齒輪嚙合，構(gòu)成第一嚙合組件，行星輪的另一部分與太陽(yáng)輪和固定內(nèi)齒輪嚙合，構(gòu)成第二嚙合組件，計(jì)算第一哨合組件中行星輪與輸出內(nèi)齒輪之間的接觸應(yīng)力以及行星輪與輸出內(nèi)齒輪的載荷分布情況，并計(jì)算第二嚙合組件中行星輪與太陽(yáng)輪以及行星輪與固定內(nèi)齒輪之間的接觸應(yīng)力，同時(shí)計(jì)算行星輪、太陽(yáng)輪和固定內(nèi)齒輪的載荷分布情況；
[0040]為簡(jiǎn)化計(jì)算需對(duì)模型進(jìn)行處理，刪除對(duì)計(jì)算沒(méi)有影響的模型特征。對(duì)參加嚙合齒輪進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將嚙合輪齒進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆指?，在齒輪對(duì)上布置合理的節(jié)點(diǎn)，采用C3D8I單元類型，其中行星輪由于同時(shí)與兩個(gè)內(nèi)齒輪嚙合，在計(jì)算時(shí)將每個(gè)行星輪在齒寬方向上取中點(diǎn)分割為兩部分進(jìn)行。按輸入轉(zhuǎn)速152rpm,最大輸入扭矩23Nm,工作時(shí)間20h設(shè)定計(jì)算的邊界條件。利用Abaqus分析模塊進(jìn)行有限元計(jì)算，分析完成后對(duì)計(jì)算結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，最終得到各對(duì)嚙合齒輪上的接觸應(yīng)力及載荷分布情況。其中:對(duì)行星輪c與太陽(yáng)輪a齒輪副進(jìn)行接觸分析，齒輪發(fā)生了一定的偏載，接觸印痕區(qū)沿軸向偏向輸出段。此時(shí)齒面載荷分布系數(shù)為5.154，齒輪傳遞誤差峰峰值為4.31um;對(duì)固定內(nèi)齒輪b與行星齒輪c齒輪副進(jìn)行接觸分析，齒輪發(fā)生了一定的偏載，接觸印痕區(qū)沿軸向偏向輸出段。此時(shí)齒面載荷分布系數(shù)為1.3313，齒輪傳遞誤差峰峰值為35.56um ;對(duì)行星輪c與輸出內(nèi)齒輪e齒輪副進(jìn)行接觸分析，齒輪發(fā)生了一定的偏載，接觸印痕區(qū)沿軸向偏向輸入段。此時(shí)齒面載荷分布系數(shù)為
1.8063，齒輪傳遞誤差峰峰值為29.41um。
[0041](3)通過(guò)對(duì)各對(duì)嚙合齒輪接觸應(yīng)力理論計(jì)算結(jié)果的分析，選取行星輪為修形對(duì)象，采用齒向修形的方法設(shè)計(jì)行星輪系修形方案。所述修行方案由修行曲線、修行長(zhǎng)度和修行量確定；將第一嚙合組件修形方案和第二嚙合組件修行方案的修形曲線均設(shè)定為拋物線形，修形長(zhǎng)度均設(shè)定為行星輪半齒寬長(zhǎng)度，修形量的初始值均為經(jīng)驗(yàn)值，經(jīng)驗(yàn)值的取值范圍為:2um ?20um ；
[0042]如圖2所示,將行星輪在齒寬方向上分為兩部分,分別為左齒輪、右齒輪。其中Ab為修形長(zhǎng)度，取值為半齒寬17mm。Λ s為修形量，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，取值15um，修形曲線選擇為拋物線，方程為 f (X) = (-4.Δ s/Ab.2) X2 ；f (x) = (4.Δ s/Δb.2) X2,坐標(biāo)系建立于Ab/2 處。
[0043](4)利用步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案對(duì)第一嚙合組件和第二嚙合組件中的行星輪進(jìn)行模擬修形，并計(jì)算修行后的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷分布情況；
[0044]若計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷與步驟(2)中計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷相比均降低10%或以上，則步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案為最終修形方案，進(jìn)入步驟(5)；
[0045]否則步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案不是最終修形方案，分別調(diào)整第一嚙合組件修行方案和第二嚙合組件修行方案中的修形量，重復(fù)步驟(3)?步驟(4)，直至計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷與步驟(2)中計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷相比均降低10%或以上；此時(shí)步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案為最終修形方案；
[0046]依據(jù)制定的修形方案,優(yōu)化設(shè)計(jì)修形參數(shù)。按照制定的修形方案，依據(jù)修形經(jīng)驗(yàn)選定修形量參數(shù)，建立修形后正角度行星輪系的精確模型，利用有限元分析軟件Abaqus，分析計(jì)算修形后的各對(duì)嚙合齒輪上的接觸應(yīng)力及載荷分布情況，計(jì)算結(jié)果如表3所示，表3為傳遞誤差及齒面載荷分布系數(shù)對(duì)比。從表中數(shù)據(jù)可以明顯看出，修形方案后的齒輪偏載問(wèn)題得到明顯解決，尤其是接觸印痕區(qū)域分布更為均勻化，所以齒面載荷分布系數(shù)降低，達(dá)到設(shè)定要求。而且經(jīng)過(guò)修形，可以降低齒輪的傳遞誤差，從而降低該齒輪組的振動(dòng)沖擊激勵(lì)。故選定修形量Δ s為15um。
[0047]表3
[0048]傳遞誤差峰峰值U m 齒面栽荷分布系數(shù)最大接般應(yīng)力Vi P a
齒輪對(duì)修形前’4,31 35.56 29.41Tl54 1.3313 1.80632078 ! 3800 6543"
參形后 2.79 I 35.55 32.362.6562 [ 1.1475 1.65781473 I 3522 5994
[0049](5)根據(jù)步驟(4)中確定的正角度變位行星輪系修形方案，確定磨齒砂輪的運(yùn)動(dòng)曲線，并利用磨齒砂輪及機(jī)床對(duì)行星輪進(jìn)行修形，所述磨齒砂輪與設(shè)計(jì)行星輪的齒形輪廓互補(bǔ)；
[0050]根據(jù)優(yōu)化的修形參數(shù)，定制修形砂輪及機(jī)床參數(shù)。依據(jù)修形方案，采用與設(shè)計(jì)齒形輪廓互補(bǔ)的磨齒砂輪進(jìn)行修形，如圖3所示，通過(guò)對(duì)齒廓參數(shù)的計(jì)算，利用砂輪修整器及數(shù)控程序修整砂輪外形至理論形狀。依據(jù)修形量參數(shù)，設(shè)定砂輪的運(yùn)動(dòng)曲線，砂輪運(yùn)動(dòng)曲線即為修形曲線。砂輪修形時(shí)，與齒輪齒槽對(duì)刀，對(duì)刀完成后沿齒向方向按修形曲線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行修形，一個(gè)齒槽修形完成后，旋轉(zhuǎn)齒輪單齒角度，進(jìn)入下一齒槽的修形，直至全部齒槽修形完成。
[0051](6)修形完成后，對(duì)步驟(5)中的修形完成后的行星輪進(jìn)行齒輪檢測(cè)，得到實(shí)際修形量與理論修形量之間的差別，從而確定修形加工的精度。
[0052](7)將η個(gè)修形完成后的行星輪與I個(gè)太陽(yáng)輪、I個(gè)輸出內(nèi)齒輪和I個(gè)固定內(nèi)齒輪進(jìn)行裝配，得到修行后的正角度變位行星輪系，利用實(shí)際載荷對(duì)修行后的正角度變位行星輪系進(jìn)行測(cè)試，將未修形的正角度行星輪系與修形完成的正角度行星輪系繼續(xù)對(duì)比，計(jì)算正角度行星輪系修形量的大小。
[0053]我國(guó)某型號(hào)衛(wèi)星太陽(yáng)翼展開驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星輪系，經(jīng)過(guò)測(cè)試表明，應(yīng)用了本發(fā)明修形后，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)性能有大幅提升，滿足任務(wù)的指標(biāo)要求，有效保證的太陽(yáng)翼的展開。
【權(quán)利要求】
1.一種正角度變位行星輪系修形方法，所述正角度變位行星輪系包括I個(gè)太陽(yáng)輪、η個(gè)行星輪、I個(gè)輸出內(nèi)齒輪和I個(gè)固定內(nèi)齒輪，每種齒輪均為正角度變位齒輪，太陽(yáng)輪、輸出內(nèi)齒輪和固定內(nèi)齒輪均與行星輪嚙合，太陽(yáng)輪、輸出內(nèi)齒輪和固定內(nèi)齒輪之間不存在嚙合關(guān)系，所述η大于等于3，其特征在于步驟如下: (1)利用三維設(shè)計(jì)軟件對(duì)正角度變位行星輪系進(jìn)行三維建模，得到正角度變位行星輪系的理論模型； (2)利用有限元分析軟件步驟(I)中得到的理論模型，將正角度變位行星輪系運(yùn)行時(shí)的輸入轉(zhuǎn)速和輸入力矩作為有限元分析軟件計(jì)算的輸入?yún)?shù)，計(jì)算正角度變位行星輪系中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷分布情況；具體為: 將每個(gè)行星輪沿齒向方向分為兩部分,行星輪的一部分與輸出內(nèi)齒輪哨合，構(gòu)成第一嚙合組件，行星輪的另一部分與太陽(yáng)輪和固定內(nèi)齒輪嚙合，構(gòu)成第二嚙合組件，計(jì)算第一嚙合組件中行星輪與輸出內(nèi)齒輪之間的接觸應(yīng)力以及行星輪與輸出內(nèi)齒輪的載荷分布情況，并計(jì)算第二嚙合組件中行星輪與太陽(yáng)輪以及行星輪與固定內(nèi)齒輪之間的接觸應(yīng)力，同時(shí)計(jì)算行星輪、太陽(yáng)輪和固定內(nèi)齒輪的載荷分布情況； (3)選取行星輪為修形對(duì)象，采用齒向修形的方法設(shè)計(jì)正角度變位行星輪系修形方案，所述修形方案包括第一嚙合組件修形方案和第二嚙合組件修行方案，所述修行方案由修行曲線、修行長(zhǎng)度和修行量確定； 將第一嚙合組件修形方案和第二嚙合組件修行方案的修形曲線均設(shè)定為拋物線形，修形長(zhǎng)度均設(shè)定為行星輪半齒寬長(zhǎng)度，修形量的初始值均為經(jīng)驗(yàn)值，經(jīng)驗(yàn)值的取值范圍為:2um ?20um ； (4)利用步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案對(duì)第一嚙合組件和第二嚙合組件中的行星輪進(jìn)行模擬修形，并計(jì)算修行后的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷分布情況； 若計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷與步驟(2)中計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷相比均降低10%或以上，則步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案為最終修形方案，進(jìn)入步驟(5)； 否則步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案不是最終修形方案，分別調(diào)整第一嚙合組件修行方案和第二嚙合組件修行方案中的修形量，重復(fù)步驟(3)?步驟(4)，直至計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷與步驟(2)中計(jì)算得到的第一嚙合組件和第二嚙合組件中存在嚙合關(guān)系的齒輪之間的接觸應(yīng)力及每個(gè)齒輪的載荷相比均降低10%或以上；此時(shí)步驟(3)中確定的正角度變位行星輪系修形方案為最終修形方案； (5)根據(jù)步驟(4)中確定的正角度變位行星輪系修形方案，確定磨齒砂輪的運(yùn)動(dòng)曲線，并利用磨齒砂輪及機(jī)床對(duì)行星輪進(jìn)行修形，所述磨齒砂輪與設(shè)計(jì)行星輪的齒形輪廓互補(bǔ)； (6)對(duì)步驟(5)中的修形完成后的行星輪進(jìn)行齒輪檢測(cè)，得到實(shí)際修形量與理論修形量之間的差別，從而確定修形加工的精度； (7)將η個(gè)修形完成后的行星輪與I個(gè)太陽(yáng)輪、I個(gè)輸出內(nèi)齒輪和I個(gè)固定內(nèi)齒輪進(jìn)行裝配，得到修行后的正角度變位行星輪系，利用實(shí)際載荷對(duì)修行后的正角度變位行星輪系進(jìn)行測(cè)試，將未修形的正角度行星輪系與修形完成的正角度行星輪系繼續(xù)對(duì)比，計(jì)算正角度行星輪系修形量的大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正角度變位行星輪系修形方法，其特征在于:所述步驟(1)中的三維設(shè)計(jì)軟件為ProE。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種正角度變位行星輪系修形方法，其特征在于:所述步驟(2)中的有限元分析軟件為Abaqus。
【文檔編號(hào)】F16H1/28GK104214281SQ201410469994
【公開日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2014年9月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月15日
【發(fā)明者】龔康, 胡黎明, 趙林, 韓建超 申請(qǐng)人:北京衛(wèi)星制造廠