專利名稱：螺旋錐齒輪副嚙合噪音計(jì)算方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種螺旋錐齒輪副嚙合的噪音計(jì)算。
背景技術(shù)：
齒輪在汽車(chē)、機(jī)床等機(jī)械產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，齒輪噪音是評(píng)價(jià)齒輪性能的重要參數(shù)。螺旋錐齒輪以其大速比，傳動(dòng)平穩(wěn)而廣泛應(yīng)用在汽車(chē)、機(jī)床等機(jī)械行業(yè)。目前對(duì)螺旋錐齒輪副嚙合噪音形成機(jī)理進(jìn)行研究的很多，計(jì)算螺旋錐齒輪副噪音的方法是以圓柱齒輪噪音計(jì)算方法為基礎(chǔ)，依據(jù)所應(yīng)用的工作條件和相關(guān)的試驗(yàn)研究數(shù)據(jù)，對(duì)圓柱齒輪噪音計(jì)算方法作適當(dāng)修正。這種方法計(jì)算的螺旋錐齒輪副的嚙合噪音，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)依賴很強(qiáng)， 用于指導(dǎo)設(shè)計(jì)和制造時(shí)，實(shí)際值與計(jì)算值符合性差。為了確保螺旋錐齒輪副的嚙合噪音滿足設(shè)計(jì)要求，都以提高制造精度來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這種辦法既增大工藝難度，又增加了制造成本且制造時(shí)間長(zhǎng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種方法簡(jiǎn)單、計(jì)算時(shí)間短，準(zhǔn)確性好、對(duì)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)依賴性小的螺旋錐齒輪副嚙合噪音計(jì)算方法。本發(fā)明的螺旋錐齒輪副嚙合噪音計(jì)算方法，其特點(diǎn)在于所述的計(jì)算方法是將螺旋錐齒輪副的齒作為彈簧，齒輪本體做為質(zhì)量的振動(dòng)系；安裝系統(tǒng)設(shè)為剛性的無(wú)振動(dòng)，環(huán)境噪音不計(jì)算在內(nèi)；以給定的載荷和噪音值選定參照點(diǎn)，其計(jì)算步驟如下1、根據(jù)整車(chē)設(shè)計(jì)要求確定噪音值、載荷、螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)比、主動(dòng)輪節(jié)圓線速度，主動(dòng)輪節(jié)圓線速度不大于25米/秒，根據(jù)以上給定參數(shù)初步選取螺旋角35° 40°按噪音要求選擇加工方法確定節(jié)圓跳動(dòng)公差、齒距公差；2、根據(jù)上述參數(shù)，計(jì)算相對(duì)滑動(dòng)率、重合度依據(jù)相對(duì)滑動(dòng)率計(jì)算公式η = ι nl0-n20 ( ο.oooos ；式中η i。主動(dòng)輪齒根被動(dòng)輪齒頂滑動(dòng)率之和，n2o主動(dòng)輪齒頂被動(dòng)輪齒根滑動(dòng)率之和；依據(jù)公式ε a = gva/pvb計(jì)算出重合度，式中g(shù)va端面當(dāng)量齒輪嚙合線有效長(zhǎng)度，單位毫米，Pvb端面當(dāng)量齒輪基圓齒距，單位毫米，3、由螺旋錐齒輪副的相對(duì)滑動(dòng)率和主動(dòng)輪節(jié)圓線速度，計(jì)算螺旋錐齒輪振動(dòng)速度系數(shù)，其計(jì)算公式fv = lg(io+ n*v)4、由工藝和制造精度，即節(jié)圓跳動(dòng)公差和齒距公差，計(jì)算螺旋錐齒輪副振動(dòng)的振幅，其計(jì)算公式X = (Fr2+fpb2)1/2
式中F,節(jié)圓跳動(dòng)公差，單位微米；fpb單個(gè)齒距公差，單位微米；5、由螺旋角和重合度計(jì)算換算螺旋角，其計(jì)算公式Y(jié)1 = (l-tg(^/2))/ea1/4式中β :螺旋角，單位度；ε a 重合度；6、由傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)比系數(shù)，其計(jì)算公式Y(jié)u = U178式中U傳動(dòng)比；7、由螺旋錐齒輪副的振動(dòng)速度系數(shù)、螺旋錐齒輪副振動(dòng)的振幅、換算螺旋角和傳動(dòng)比系數(shù)，計(jì)算螺旋錐齒輪副嚙合的噪音，其計(jì)算公式L = 20* (Y^Yu^fv+lgd+w) +lgX+1)式中W 齒輪副傳遞的功率，單位馬力；8、結(jié)果分析由計(jì)算螺旋錐齒輪副嚙合的噪音值和設(shè)計(jì)要求值，計(jì)算噪音差值，其計(jì)算公式Llo = I L-L01 ( 2式中Lui噪音差值Ltl設(shè)計(jì)點(diǎn)噪音值當(dāng)Lui小于給定絕對(duì)誤差時(shí)，螺旋錐齒輪副的設(shè)計(jì)參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，計(jì)算結(jié)束， 否則回到步驟1重新選擇螺旋錐齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)螺旋角、節(jié)圓跳動(dòng)公差、齒距公差，重復(fù) 1-8的步驟。本發(fā)明的螺旋錐齒輪副嚙合噪音計(jì)算方法簡(jiǎn)單、計(jì)算時(shí)間短、誤差小準(zhǔn)確性高；通過(guò)計(jì)算分析，優(yōu)化了螺旋錐齒輪副的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為合理選取制造工藝和制造精度、降低螺旋錐齒輪副嚙合噪音提供了依據(jù)；提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)制造周期，通過(guò)合理選取制造工藝和制造精度，有效的降低了制造成本。


附圖是本發(fā)明的計(jì)算模型的示意圖。圖中1、被動(dòng)螺旋齒輪，2、主動(dòng)錐齒輪，3、參照點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式將螺旋錐齒輪副的齒作為彈簧，齒輪本體做為質(zhì)量的振動(dòng)系；安裝系統(tǒng)設(shè)為剛性的沒(méi)有振動(dòng)，環(huán)境噪音不計(jì)算在內(nèi)；螺旋錐齒輪副給定載荷為74馬力和噪音值80分貝并選定參照點(diǎn)3，參照點(diǎn)3與螺旋錐齒輪副的距離為1米，螺旋錐齒輪副嚙合噪音計(jì)算步驟如下 計(jì)算數(shù)據(jù)見(jiàn)附表。附表
權(quán)利要求
1. 一種螺旋錐齒輪副嚙合噪音計(jì)算方法，其特點(diǎn)在于所述的計(jì)算方法是將螺旋錐齒輪副的齒作為彈簧，齒輪本體做為質(zhì)量的振動(dòng)系；安裝系統(tǒng)設(shè)為剛性的無(wú)振動(dòng)，環(huán)境噪音不計(jì)算在內(nèi)；以給定的載荷和噪音值選定參照點(diǎn)，其計(jì)算步驟如下A、根據(jù)整車(chē)設(shè)計(jì)要求確定噪音值、載荷、螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)比、主動(dòng)輪節(jié)圓線速度， 主動(dòng)輪節(jié)圓線速度不大于25米/秒，根據(jù)以上給定參數(shù)初步選取螺旋角35° 40°按噪音要求選擇加工方法確定節(jié)圓跳動(dòng)公差、齒距公差；B、根據(jù)上述參數(shù)，計(jì)算相對(duì)滑動(dòng)率、重合度依據(jù)相對(duì)滑動(dòng)率計(jì)算公式n = I nl0-n20|彡0.00005 ； 式中H1。主動(dòng)輪齒根被動(dòng)輪齒頂滑動(dòng)率之和， n2o主動(dòng)輪齒頂被動(dòng)輪齒根滑動(dòng)率之和； 依據(jù)公式ε a = gva/pvb計(jì)算出重合度， 式中g(shù)va端面當(dāng)量齒輪嚙合線有效長(zhǎng)度，單位毫米， Pvb端面當(dāng)量齒輪基圓齒距，單位毫米，C、由螺旋錐齒輪副的相對(duì)滑動(dòng)率和主動(dòng)輪節(jié)圓線速度，計(jì)算螺旋錐齒輪振動(dòng)速度系數(shù)，其計(jì)算公式fv = ig(io+n*v)D、由工藝和制造精度，即節(jié)圓跳動(dòng)公差和齒距公差，計(jì)算螺旋錐齒輪副振動(dòng)的振幅，其計(jì)算公式X = (Fr2+fpb2)1/2式中A節(jié)圓跳動(dòng)公差，單位微米； fpb單個(gè)齒距公差，單位微米；E、由螺旋角和重合度計(jì)算換算螺旋角，其計(jì)算公式 Y1 = (l-tg(^/2))/ea1/4式中β 螺旋角，單位度； ε a 重合度；F、由傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)比系數(shù)，其計(jì)算公式Y(jié) = U1781Uu^式中11傳動(dòng)比；G、由螺旋錐齒輪副的振動(dòng)速度系數(shù)、螺旋錐齒輪副振動(dòng)的振幅、換算螺旋角和傳動(dòng)比系數(shù)，計(jì)算螺旋錐齒輪副嚙合的噪音，其計(jì)算公式L = 20* (Yi*Yu*fv+lg (1+w) +lgX+1) 式中W 齒輪副傳遞的功率，單位馬力；H、結(jié)果分析由計(jì)算螺旋錐齒輪副嚙合的噪音值和設(shè)計(jì)要求值，計(jì)算噪音差值，其計(jì)算公式 Llo= L-L0 彡 2 式中=Lui噪音差值 L0設(shè)計(jì)點(diǎn)噪音值當(dāng)Lui小于給定絕對(duì)誤差時(shí)，螺旋錐齒輪副的設(shè)計(jì)參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求，計(jì)算結(jié)束，否則回到步驟一重新選擇螺旋錐齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)螺旋角、節(jié)圓跳動(dòng)公差、齒距公差，重復(fù)A-H 的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種螺旋錐齒輪副嚙合的噪音計(jì)算，其計(jì)算方法是將螺旋錐齒輪副的齒作為彈簧，齒輪本體做為質(zhì)量的振動(dòng)系；安裝系統(tǒng)設(shè)為剛性的無(wú)振動(dòng)，環(huán)境噪音不計(jì)算在內(nèi)；以給定的載荷和噪音值選定參照點(diǎn)，根據(jù)整車(chē)設(shè)計(jì)要求確定噪音值、載荷、螺旋錐齒輪副的傳動(dòng)比、主動(dòng)輪節(jié)圓線速度，計(jì)算相對(duì)滑動(dòng)率、重合度計(jì)算螺旋錐齒輪振動(dòng)速度系數(shù)，螺旋錐齒輪副振動(dòng)的振幅，換算螺旋角，計(jì)算螺旋錐齒輪副嚙合的噪音，結(jié)果分析。本發(fā)明計(jì)算方法簡(jiǎn)單、計(jì)算時(shí)間短、誤差小準(zhǔn)確性高；通過(guò)計(jì)算分析，優(yōu)化了螺旋錐齒輪副的結(jié)構(gòu)參數(shù)，為合理選取制造工藝和制造精度、降低嚙合噪音提供了依據(jù)；提高了設(shè)計(jì)效率，縮短了設(shè)計(jì)制造周期，有效的降低了制造成本。
文檔編號(hào)F16H55/02GK102192303SQ20111016819
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者李解平, 謝立湘, 趙尚吾, 黃俊瓊 申請(qǐng)人:株洲齒輪有限責(zé)任公司