本發(fā)明屬于變速箱齒輪的制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法。

背景技術(shù)：

齒輪傳動(dòng)是廣泛采用的一種傳動(dòng)方式，然而其在嚙合過(guò)程中由于彈性形變或者加工誤差使得實(shí)際嚙合從齒面偏離了理論曲線，由此導(dǎo)致產(chǎn)生振動(dòng)合噪聲，通過(guò)修形可以有效減緩上述問(wèn)題，降低實(shí)際形狀變化帶來(lái)的偏離，并且使齒面應(yīng)力分布更加合理。

本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)行的CAD/CAM設(shè)計(jì)技術(shù)，相對(duì)傳統(tǒng)直接實(shí)驗(yàn)的方法，節(jié)約了大量的時(shí)間和成本，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，使得設(shè)計(jì)更加高效精準(zhǔn)，采用的修形方法修形技術(shù)簡(jiǎn)單，通用加工設(shè)備，降噪效果明顯。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為：是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提出了一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法，技術(shù)簡(jiǎn)單、降噪效果顯著。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法，如圖1所示，其特征在于實(shí)現(xiàn)步驟如下：

步驟一、通過(guò)變速箱噪聲測(cè)試臺(tái)對(duì)初始變速箱進(jìn)行噪聲測(cè)試并輸出噪聲曲線；

步驟二、根據(jù)已給定的齒輪參數(shù)，利用Pro/E軟件建立變速箱斜齒輪的參數(shù)化模型，并進(jìn)行輪齒的接觸性能分析；

步驟三、采用齒頂修緣的方法，此修形方法涉及修形量、修形長(zhǎng)度和修形曲線三個(gè)指標(biāo)，具體計(jì)算方法如下：

(1)修形量確定

齒根和齒頂是齒輪最大修形量的產(chǎn)生位置，計(jì)算公式為：

e_k＝δ_i+x_max

式中，δ_i為嚙入嚙出時(shí)的最大干涉量；x_max為齒輪在嚙入時(shí)的最大綜合變形量。

其中，x_max計(jì)算公式為：

x_max＝F_d/ΣK_vi

式中，F(xiàn)_d為嚙合力；ΣK_vi為綜合剛度。

由公式可知，嚙合力F_d一定時(shí)，綜合剛度ΣK_vi最小，x_max最大。單雙齒交替嚙合的輪齒，在不同嚙合位置時(shí)的綜合剛度變化曲線如圖2所示。

(2)修形長(zhǎng)度確定

齒廓修形長(zhǎng)度由長(zhǎng)修形和短修形組成。長(zhǎng)修形是由嚙合點(diǎn)B或終點(diǎn)修形到單齒嚙合處C，如圖3所示；短修形是由嚙合起點(diǎn)到長(zhǎng)修形的1/2處。

修形長(zhǎng)度計(jì)算公式為：

L＝(Z-P_b)/2

式中，Z為嚙合線長(zhǎng)度；P_b為基節(jié)長(zhǎng)度。

(3)修形曲線確定

修形曲線計(jì)算公式為：

Δ＝Δ_k(x/L)^b

式中，Δ_k為最大修形量；L為沿嚙合線上測(cè)量的界點(diǎn)到嚙合始點(diǎn)或嚙合終點(diǎn)的長(zhǎng)度；x為嚙合位置的相對(duì)坐標(biāo)；b為冪指數(shù)，一般取1.0～2.0。

當(dāng)x∈[0，L]，Δ∈[0，Δ_k]時(shí)，即刀具修形齒廓與未修形齒廓在臨界點(diǎn)L處是連續(xù)的，如圖4所示，b＝2。

步驟四、重建變速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行輪齒的接觸性能分析。

步驟五、利用YK7332A數(shù)控成型砂輪磨齒機(jī)對(duì)斜齒輪進(jìn)行修形加工，并在噪聲測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行噪聲測(cè)試，獲得很明顯的降噪效果。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于：

(1)、本發(fā)明結(jié)合現(xiàn)行的CAD/CAM設(shè)計(jì)技術(shù)，相對(duì)傳統(tǒng)直接實(shí)驗(yàn)的方法，節(jié)約了大量的時(shí)間和成本，縮短了產(chǎn)品的研發(fā)周期，使得設(shè)計(jì)更加高效精準(zhǔn)；

(2)、本發(fā)明采用的修形方法修形技術(shù)簡(jiǎn)單，通用加工設(shè)備，降噪效果明顯。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法實(shí)現(xiàn)流程圖；

圖2為本發(fā)明中嚙合綜合剛度曲線，其中K_v1為在嚙合位置1時(shí)的綜合剛度，K_v2為嚙合位置2時(shí)的綜合剛度；

圖3為本發(fā)明中齒輪嚙合載荷分布；

圖4為本發(fā)明中修形參數(shù)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了清楚說(shuō)明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過(guò)一個(gè)具體的實(shí)施方式，并結(jié)合其附圖對(duì)本方案進(jìn)行闡述。

本發(fā)明一種用于變速箱斜齒輪嚙合降噪的修形方法，具體包括如下步驟：

步驟一、將變速箱安裝在噪聲測(cè)試臺(tái)上，由參數(shù)控制部分控制電機(jī)轉(zhuǎn)速等相關(guān)參數(shù)；將噪聲傳感器分別放置在變速箱前側(cè)、左側(cè)和右側(cè)100mm處，而后通過(guò)傳感器采集噪聲信號(hào)并傳遞給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過(guò)LMS Test.Lab軟件輸出噪聲數(shù)據(jù)，并生成噪聲曲線；

步驟二、根據(jù)已給定的齒輪參數(shù)(Z₁＝11，Z₂＝34，Z₃＝28，Z₄＝16，Z₅＝72，Z₆＝35，m＝2.5)，利用Pro/E軟件建立變速箱斜齒輪的參數(shù)化模型，并將三維模型導(dǎo)入有限元分析軟件進(jìn)行輪齒的接觸性能分析；

步驟三、采用齒頂修緣的方法，此修形方法涉及修形量、修形長(zhǎng)度和修形曲線三個(gè)指標(biāo)，具體計(jì)算方法如下：

(1)修形量確定

齒根和齒頂是齒輪最大修形量的產(chǎn)生位置，計(jì)算公式為：

e_k＝δ_i+x_max

式中，δ_i為嚙入嚙出時(shí)的最大干涉量；x_max為齒輪在嚙入時(shí)的最大綜合變形量。

其中，x_max計(jì)算公式為：

x_max＝F_d/ΣK_vi

式中，F(xiàn)_d為嚙合力；ΣK_vi為綜合剛度。

由公式可知，嚙合力F_d一定時(shí)，綜合剛度ΣK_vi最小，x_max最大。單雙齒交替嚙合的輪齒，在不同嚙合位置時(shí)的綜合剛度變化曲線如圖2所示。

(2)修形長(zhǎng)度確定

齒廓修形長(zhǎng)度由長(zhǎng)修形和短修形組成。長(zhǎng)修形是由嚙合點(diǎn)B或終點(diǎn)修形到單齒嚙合處C，如圖3所示；短修形是由嚙合起點(diǎn)到長(zhǎng)修形的1/2處。

修形長(zhǎng)度計(jì)算公式為：

L＝(Z-P_b)/2

式中，Z為嚙合線長(zhǎng)度；P_b為基節(jié)長(zhǎng)度。

(3)修形曲線確定

修形曲線計(jì)算公式為：

Δ＝Δ_k(x/L)^b

式中，Δ_k為最大修形量；L為沿嚙合線上測(cè)量的界點(diǎn)到嚙合始點(diǎn)或嚙合終點(diǎn)的長(zhǎng)度；x為嚙合位置的相對(duì)坐標(biāo)；b為冪指數(shù)，一般取1.0～2.0。

當(dāng)x∈[0，L]，Δ∈[0，Δ_k]時(shí)，即刀具修形齒廓與未修形齒廓在臨界點(diǎn)L處是連續(xù)的，如圖4所示，b＝2。

經(jīng)計(jì)算各齒輪的修形量為Z₁＝0.01mm，Z₂＝0.02mm，Z₃＝0.01mm，Z₄＝0.03mm，Z₅＝0.02mm，Z₆＝0.01mm。

步驟四、重建變速箱齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)行輪齒的接觸性能分析，和步驟二結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。

步驟五、利用YK7332A數(shù)控成型砂輪磨齒機(jī)對(duì)齒輪進(jìn)行修形，輸入齒輪幾何參數(shù)、齒根過(guò)渡曲線參數(shù)、齒形修形參數(shù)、磨削參數(shù)和砂輪的修整參數(shù)，進(jìn)行齒輪修行工作。

步驟六、根據(jù)步驟一要求在噪聲測(cè)試臺(tái)上進(jìn)行噪聲測(cè)試，并輸出修形后噪聲曲線，和之前進(jìn)行對(duì)比，獲得很明顯的降噪效果。

本發(fā)明并不僅限于上述具體實(shí)施方式，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。