本技术涉及一种适用于内外锥形式钝交错角准双曲面齿轮设计方法,尤其是一种适用于内锥与外锥形式钝交错角准双曲面齿轮副通用几何设计方法,针对钝交错角工况下的准双曲面齿轮,常规的准双曲面齿轮设计方法难以满足钝交错角工况下的高承载能力和低误差敏感性要求,常导致齿面的根切与畸变,影响齿轮副的啮合质量;建立了钝交错角准双曲面齿轮的几何啮合模型,结合了啮合分析与力学特性,优化齿形和机床参数,确保了在极端工况下实现无缺陷的齿面设计,有效提升了齿轮副的工作性能与可靠性,适用于多种高负荷传动系统。
背景技术
准双曲面齿轮因其小轮轴向偏置以及主从动轮螺旋角的不等特性,展现出空间布局灵活、相同强度下尺寸更小等显著优势。这种设计有效克服了在极端尺度下动力传递过程中因复杂机构引发的低效率和高成本问题,同时也解决了由于动力装置安装角度调整而导致的空间狭小和润滑条件不佳等关键难题,因此在航空航天领域具有极高的推广和应用价值。在直升机传动系统中,大量存在钝角传动形式,例如直升机主减速器传动和主减分动传动等,钝交错角准双曲面齿轮在这些领域展现出显著的应用潜力。尽管在正交准双曲面齿轮设计方面,已有众多学者取得显著进展,但现有方法在钝交错角准双曲面齿轮设计中仍面临以下问题:
1)现有设计方法不适用于钝交错角准双曲面齿轮,三大几何关系式求解出现不收敛的情况。传统方法往往基于常规齿轮几何模型,未能充分考虑钝交错角的复杂性,导致在求解过程中因接触条件的变化而出现不稳定现象。
2)钝交错角准双曲面齿轮设计参数边界尚不明确,根切,变尖,刀具干涉等齿面缺陷存在。这些缺陷的产生主要源于设计过程中的参数选取不当,缺乏有效的约束条件,使得齿面形状与刀具选择之间存在不匹配。
3)传统啮合特性分析方法在钝交错角情况下,由于钝交错角的特殊形式,出现不收敛的情况。钝交错角准双曲面齿轮的曲面扭曲程度更大,在使用有限元进行分析时,划分网格的质量对于求解结果的影响显著。
因此,基于现有正交准双曲面齿轮设计方法以及齿面缺陷规避技术的不足,本领域研究人员应发明新的设计方法,旨在克服上述缺陷。
实现思路