恭喜长沙理工大学;广东德晟智能科技有限公司安锦运获国家专利权
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龙图腾网恭喜长沙理工大学;广东德晟智能科技有限公司申请的专利一种微型齿轮副啮合刚度计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114970023B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-30发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210585433.2,技术领域涉及:G06F30/17;该发明授权一种微型齿轮副啮合刚度计算方法是由安锦运;刘辉华;胡波;肖泽亮;汪红兵设计研发完成,并于2022-05-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种微型齿轮副啮合刚度计算方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种微型齿轮副啮合刚度计算方法,其基于渐开线齿轮啮合原理与材料力学势能法建立了微型齿轮副啮合刚度计算模型,精确描述了含误差下齿轮传动过程中的接触状态并分析了实际啮合点与啮合刚度的动态变化关系;考虑了齿轮压力角与重合度的变化,相较于以往将压力角与重合度试为常量的啮合模型,啮合刚度的计算更加准确,对于分析齿轮的振动特性及动力学响应有着更加实际的意义;计算了完美安装下以及中心距制造误差和轴孔间隙误差综合影响下的微型齿轮副啮合刚度,通过对比分析可以降低齿轮传动系统的振动与噪声,提升传动系统的稳定性。
本发明授权一种微型齿轮副啮合刚度计算方法在权利要求书中公布了:1.一种微型齿轮副啮合刚度计算方法,其特征在于,该计算方法包括如下步骤:步骤一、基于渐开线齿轮啮合原理,建立完美安装下齿轮传动动态啮合运动模型,定义齿轮啮合过程中的相关啮合参数以及单、双齿啮合边界条件;步骤二、考虑中心距制造误差和轴孔间隙对啮合点位置的影响,分析齿轮实际啮合过程中重合度与压力角的变化情况,重新定义齿轮啮合过程中的啮合参数以及单、双齿啮合边界条件,具体包括:齿轮啮合运动过程中齿轮2和齿轮3的孔与固定轴有一个由配合间隙引起的中心距偏差Δδ2,假设齿轮1和齿轮4是完美安装状态,O1、O2、O3和O4分别是各级齿轮的旋转中心,O21是齿轮2和齿轮3的实际几何中心,O21′是O21在Y轴上的投影,θ对应于齿轮的角位移;由于啮合周期过程中齿轮中心距持续变化,第一级齿轮与第二级齿轮的实际中心距可用以下计算式分别表示为: 持续啮合的两个齿对在考虑轴孔间隙误差情况下所产生的实际相位差是:θd=2πN1+N1B2rb1-N1′B2′rb1其中N1、N1′是对应于正常安装下的两种不同初始时刻状态,当齿轮传动系统存在轴孔转动副间隙时,齿轮中心距是根据角位移的变化而时刻变化的,齿轮的实际压力角αs1′是关于实际中心距O1O2′的函数,当中心距发生改变时,齿轮啮合过程中的实际啮合线可以表示为:B1′B2′=P′B1′+P′B2′齿轮的重合度会随着齿轮中心距的时刻改变而改变,单齿啮合时间与双齿啮合时间相较于完美安装下都会发生变化,此时一对啮合齿对在单齿啮合区和双齿啮合区的角位移可以分别表示:θ1-double∈[0,B2′C2′Rb1]∪[B2′C1′Rb1,N1′B1′-N1′B2′Rb1];θ1-single∈[B2′C2′Rb1,B2′C1′Rb1]步骤三、建立齿轮齿廓几何模型,列出齿根过渡曲线方程:x1=R1×sinΦ-a1sinγ+rρ×cosγ-Φy1=R1×cosΦ-a1sinγ+rρ×sinγ-Φ其中,γ为公法线与刀具加工节线间的夹角,α0≤γ≤π2;x1,y1是关于γ的函数,对应于齿根过渡曲线任意点的位置,刀具圆角半径rρ=c0m1-sinα0;刀具顶圆角圆心距中线的距离a1=ha0+c0×m-rρ;刀具顶圆角圆心距刀具齿槽中心线的距离b1=πm4+ha0m×tanα0+rρcosα0;刀具加工齿根过渡曲线段的角位移Φ=a1tanγ+b1R1;对于标准齿轮来说ha0=1;c0=0.25;α0=20;步骤四、基于材料力学势能法将轮齿等效为在齿根圆固结的悬臂梁,根据齿轮产生的接触变形、弯曲变形、剪切变形和压缩变形以及轮毂基体变形,计算出齿轮的赫兹接触刚度、弯曲刚度、剪切刚度、压缩刚度以及轮齿变形刚度;步骤五、设置齿轮的基本参数,利用MATLAB软件对完美安装以及中心距制造误差和轴孔间隙误差综合影响下微型齿轮副的时变啮合刚度进行计算。
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