(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211050569.X (22)申请日 2022.08.29 (71)申请人 中南林业科技大 学 地址 410029 湖南省长 沙市韶山 南路498号 (72)发明人 张宇　王志永　 (74)专利代理 机构 长沙轩荣专利代理有限公司 43235 专利代理师 董崇东 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种准双曲面齿轮的滑动率优化方法 (57)摘要 本发明提供了一种准双曲面齿轮的滑动率 优化方法， 包括： 获得准双曲面齿轮副的几何参 数， 依靠经验设计获得优化变量的范围值， 再取 特定值； 获得加工参数； 通过齿面接触分析检查 齿轮副接触情况； 计算小轮齿面滑动率， 在经验 范围内改变优化变量的取值， 直至小轮齿面滑动 率最小； 比较不同刀盘半径下小轮齿面滑动率的 最小值， 当其最小时的刀盘半径以及优化变量为 优化设计后的值。 本发明能够 使小轮齿面滑动率 大幅下降， 从而显著降低小轮的磨损， 提高整个 齿轮副的寿命； 另外， 小轮滑动率降低， 齿面相互 啮合产生的摩擦热降低， 从而降低齿面点蚀失效 风险， 提高齿轮副的传动效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图5页 CN 115422676 A 2022.12.02 CN 115422676 A 1.一种准双曲面齿轮的滑动率优化方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1， 根据准双曲面齿轮副的基本设计参数获得准双曲面齿轮副的几何参数， 几何参数 中包括需优化的优化变量， 依靠经验设计获得优化变量的范围值， 再 取特定值； S2， 根据准双曲面齿轮两啮合齿面在参考点处的曲率和单位法矢满足预设条件， 以及 S1确定的几何参数获得加工参数； S3， 通过齿面接触分析检查齿轮副接触情况， 如果接触情况不理想则返回S1调整几何 参数； S4， 计算小轮齿面滑动率， 在经验范围内改变优化变量的取值， 直至小轮齿面滑动率最 小， 此时的优化变量取值 为不同刀盘半径下的优值； S5， 比较不同刀盘半径下小轮齿面滑动率的最小值， 当其最小时的刀盘半径以及优化 变量为优化设计后的值。 2.根据权利要求1所述的一种准双曲面齿轮的滑动率优化方法， 其特征在于， 准双曲面 齿轮的滑动率模型为： 坐标系S1{X1,Y1,Z1}与小轮固连， 坐标系S2{X2,Y2,Z2}与大轮固连， 齿 轮副的安装坐标系为S{X,Y,Z}， 且在空间中固定不动； 小轮和大轮分别绕Z1和Z2转动， 角速 度矢量分别为ω(1)和ω(2)； 齿轮副的两啮合齿面在M点接触， 小轮和大轮的位置矢量分别为 r(1)和r(2)， 两轴线之间的最短距离、 即偏置距为E 。 3.根据权利要求2所述的一种准双曲面齿轮的滑动率优化方法， 其特征在于， S2中的预 设条件包括： 单位法矢相等， 即n1＝n2； 位置矢量重合， 即r1＝r2+O1O2； 齿长方向法曲率相等， 即A1＝A2； 齿高方向法曲率相等， 即B1＝B2； 齿长方向短程 挠率相等， 即C1＝C2。 4.根据权利要求1所述的一种准双曲面齿轮的滑动率优化方法， 其特征在于， S3 中检查 的齿轮副接触情况包括接触区、 传动误差、 齿面拓扑图。 5.根据权利要求2所述的一种准双曲面齿轮的滑动率优化方法， 其特征在于， S4中小轮 σ1和大轮σ2的滑动率计算公式为： 其中， n是两啮合齿面在 M点处的公共单位法矢， v(12)和ω(12)是两啮合齿面在M点处的相 对运动速度和相对角速度， kv(1)是小轮齿面M点处在v(12)方向上的法曲率， q是一个矢量， 可 用下式表示：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115422676 A 26.根据权利要求5所述的一种准双曲面齿轮的滑动率优化方法， 其特征在于， S4中在齿 面接触轨迹上选取N个啮合点， 在工作面和非工作面上各选取N个， 对于不同刀盘半径， 各个 啮合点的小轮工作面与非工作面的滑动率 绝对值之和中的最小值即为优值： 其中σ1d(i)和σ1c(i)分别指小轮工作面、 非工作面的滑动率， 上标i表示1 ‑N的啮合点编号， μ1和 μ2分别为工作面与非工作面的滑动率权 重系数， μ1+ μ2＝1， 它们的取值范围为0～1。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115422676 A 3