郭利,黄道业

（安徽国防科技职业学院机械工程系,安徽六安237011）

众所周知,齿轮在接触点处和齿根处属于应力集中区,最容易发生破坏.合理的轮齿修形可以减少或者避免应力集中[1-2].结合使用国际标准ISO6336和“图解法”,利用先进的KISSsoft软件对齿根进行修形最优化.然后通过Pro/E和KISSsoft的接口将齿根最优化齿轮导入到Pro/E中,进行实体参数化设计,能很好地提高设计效率和质量,降低设计成本.

1 基于KISSsoft的齿根修形优化

1.1 齿根修形优化思路

在国际标准ISO6336中,对齿根YF和YS的分析计算仅仅局限于一个点上,结合实际齿根圆半径,结果有可能产生或大或小的差异.而KISSsoft软件对此进行了一定的修正,充许在整个齿根上计算YF和YS[3-4],因此可靠性更高.

齿根形状的结果是由加工刀具半径参数决定的,如图1所示[5].其中ρfp为刀具齿顶圆弧半径系数.作者以衡量齿根弯曲强度的安全系数为指标,取不同的ρfp值,对齿根进行修形优化,来寻求效果最佳化的齿根.

图1 刀具基本齿廓Fig.1 The basic tooth profile of cutter

1.2 齿根修形优化

齿轮材料为18NiCr,采用润滑油润滑,齿轮传动参数如表1所示.

表1 齿轮传动参数Tab.1 The gear transmission parameter

对于齿形1,取ρfp值为0.38.首先在KISSsoft软件的“Basic data”对话框中输入齿轮传动的基本参数,在“Reference profile”对话框中输入ρfp=0.38.然后回到“Basic data”对话框中进行图解法计算设置.在“Basic data”的“Strength”中点击“Details”,打开“Define details of strength”对话框,然后在“form factors YF：YS ”下拉菜单中选择“Using graphical method”,点击“OK”即可完成图解法计算设置.同时,在“Strength”中的“Calculation method”下拉菜单中选择“ISO6336：2006 Method B”,其强度计算结果如下图2所示.

图2 当ρfp=0.38时安全系数计算结果Fig.2 The calculation results of root safety under ρfp=0.38

对于齿形2,取ρfp=0.45,计算方法如齿形1所……