1.一种提高重载尼曼蜗轮副使用寿命的修形方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:利用UG软件对尼曼蜗轮副进行三维建模;
步骤2:利用ANSYS软件对建立的尼曼蜗轮副三维模型进行动态接触分析,得到蜗轮齿面接触区;
步骤3:根据蜗轮齿面接触区确定蜗轮齿面修形区域;
对进油口齿廓进行全齿廓修形,进油口齿廓的修形区域为第一段修形区域;对出油口齿顶和齿根进行局部齿廓修形,出油口齿顶的修形区域为第二段修形区域,出油口齿根的修形区域为第三段修形区域;
步骤4:根据齿面接触区的位置和大小,结合公式推导出相应的修形曲线以及具体修形量;
齿廓修形的三大基本要素分别为:最大修形量Δmax、修形长度L与修形曲线Δ;
步骤5:对第一段修形区域进行全齿廓修形;
步骤6:确定尼曼蜗轮副啮合线位置,在步骤S5的基础上,对第二段修形区域进行局部齿廓修形;
步骤7:在步骤S5,S6的基础上,对第三段修形区域进行局部齿廓修形;
步骤8:将修形后的尼曼蜗轮副跟未修形的轮齿进行数据比较,比较数据包括在传动时的表面温度,润滑状况和使用寿命。
2.根据权利要求1所述的一种提高重载尼曼蜗轮副使用寿命的修形方法,其特征在于:步骤2所述的得到蜗轮齿面接触区的具体方式为:将蜗轮、蜗杆的旋转中心分别采用刚性梁单元与内孔表面节点相连,在蜗杆中心节点施加动态旋转位移,蜗轮旋转中心施加阻力矩,利用APDL语言对分析结果进行后处理,可得蜗轮齿面接触区。
3.根据权利要求1所述的一种提高重载尼曼蜗轮副使用寿命的修形方法,其特征在于:步骤5所述的对第一段修形区域进行全齿廓修形,具体的修形参数为:第一段修形区域的最大修形量 方程为:
其中,mn为尼曼蜗轮副的法面模数,单位为mm;
第一段修形区域中的齿廓修形长度设定为L1,根据蜗轮齿面参数决定,取齿顶到齿根的相对距离;第一段修形区域中的齿向修形方向设定为D1,齿向修形方向D1是沿着齿顶边线修形,齿向修形长度为蜗轮齿面长度的修形曲线Δ1方程为:
其中,Δ1为啮合线上度量相对距离为x1的点对应的端面齿廓法向修形量,根据修形量定义,x1的取值范围为0‑L1,单位为mm;b为指数,若b=1,则修形曲线为直线修形;若b=2,则修形曲线为抛物线修形。
4.根据权利要求3所述的一种提高重载尼曼蜗轮副使用寿命的修形方法,其特征在于:步骤6所述的对第二段修形区域进行局部齿廓修形,具体的修形参数为:啮合线的位置在蜗轮与蜗杆两基圆的内公切线上,第二段修形区域的最大修形量方程为:根据啮合线在齿面位置和蜗轮齿面接触区综合确定第二段修形区域中修形长度L2的值;
可以根据公式计算得到的L2的值,或在CAD软件中测量出啮合线在齿廓上的点与齿顶的相对距离L2,通过计算和测量后得到的L2的值差异不大,或可取两者的平均值;
修形长度L2的计算方程为:
修形曲线Δ2方程为:
其中,Δ2啮合线上度量相对距离为x2的点对应的端面齿廓法向修形量,根据修形量定义,x2的取值范围为0‑L2,单位为mm;
第二段修形区域中的齿向修形方向设定为D2,齿向修形方向D2是沿着齿顶边线修形,齿向修形长度为蜗轮齿面长度的
5.根据权利要求4所述的一种提高重载尼曼蜗轮副使用寿命的修形方法,其特征在于:步骤7所述的对第三段修形区域进行局部齿廓修形,具体的修形参数为:第三段修形区域的最大修形量 方程为:
第三段修形区域中的齿廓修形长度设定为L3,根据修形长度L3的计算方程得到;修形长度L3的计算方程为:第三段修形区域中的齿向修形方向设定为D3,齿向修形方向D3是沿着齿底边线修形,齿向修形长度为蜗轮齿面长度的修形曲线Δ3方程为:
其中,Δ3为啮合线上度量相对距离为x3的点对应的端面齿廓法向修形量,根据修形量定义,x3的取值范围为0‑L3,单位为mm。