一种正角度变位行星轮系修形方法

摘要

一种正角度变位行星轮系修形方法，正角度变位行星轮系应用于卫星太阳翼展开驱动机构。正角度变位能够提高在不改变行星齿轮传动包络尺寸的条件下，提高行星齿轮的输出精度、输出刚度和输出力矩，从而整体提高行星齿轮传动的性能。正角度变位行星轮系修形方法包括了建立理论三维模型、计算理论承载情况、制定修形方案、优化设计修形参数、修形制造、齿轮修形检测、装配测试及对比步骤。在卫星太阳翼展开驱动机构正角度变位行星轮系运用该修形方法，解决了驱动机构输出精度较低、输出刚度弱、传动噪声大的问题，满足了卫星太阳翼展开的使用要求。

主权项

一种正角度变位行星轮系修形方法，所述正角度变位行星轮系包括1个太阳轮、n个行星轮、1个输出内齿轮和1个固定内齿轮，每种齿轮均为正角度变位齿轮，太阳轮、输出内齿轮和固定内齿轮均与行星轮啮合，太阳轮、输出内齿轮和固定内齿轮之间不存在啮合关系，所述n大于等于3，其特征在于步骤如下：(1)利用三维设计软件对正角度变位行星轮系进行三维建模，得到正角度变位行星轮系的理论模型；(2)利用有限元分析软件步骤(1)中得到的理论模型，将正角度变位行星轮系运行时的输入转速和输入力矩作为有限元分析软件计算的输入参数，计算正角度变位行星轮系中存在啮合关系的齿轮之间的接触应力及每个齿轮的载荷分布情况；具体为：将每个行星轮沿齿向方向分为两部分，行星轮的一部分与输出内齿轮啮合，构成第一啮合组件，行星轮的另一部分与太阳轮和固定内齿轮啮合，构成第二啮合组件，计算第一啮合组件中行星轮与输出内齿轮之间的接触应力以及行星轮与输出内齿轮的载荷分布情况，并计算第二啮合组件中行星轮与太阳轮以及行星轮与固定内齿轮之间的接触应力，同时计算行星轮、太阳轮和固定内齿轮的载荷分布情况；(3)选取行星轮为修形对象，采用齿向修形的方法设计正角度变位行星轮系修形方案，所述修形方案包括第一啮合组件修形方案和第二啮合组件修行方案，所述修行方案由修行曲线、修行长度和修行量确定；将第一啮合组件修形方案和第二啮合组件修行方案的修形曲线均设定为抛物线形，修形长度均设定为行星轮半齿宽长度，修形量的初始值均为经验值，经验值的取值范围为：2um～20um；(4)利用步骤(3)中确定的正角度变位行星轮系修形方案对第一啮合组件和第二啮合组件中的行星轮进行模拟修形，并计算修行后的第一啮合组件和第二啮合组件中存在啮合关系的齿轮之间的接触应力及每个齿轮的载荷分布情况；若计算得到的第一啮合组件和第二啮合组件中存在啮合关系的齿轮之间的接触应力及每个齿轮的载荷与步骤(2)中计算得到的第一啮合组件和第二啮合组件中存在啮合关系的齿轮之间的接触应力及每个齿轮的载荷相比均降低10％或以上，则步骤(3)中确定的正角度变位行星轮系修形方案为最终修形方案，进入步骤(5)；否则步骤(3)中确定的正角度变位行星轮系修形方案不是最终修形方案，分别调整第一啮合组件修行方案和第二啮合组件修行方案中的修形量，重复步骤(3)～步骤(4)，直至计算得到的第一啮合组件和第二啮合组件中存在啮合关系的齿轮之间的接触应力及每个齿轮的载荷与步骤(2)中计算得到的第一啮合组件和第二啮合组件中存在啮合关系的齿轮之间的接触应力及每个齿轮的载荷相比均降低10％或以上；此时步骤(3)中确定的正角度变位行星轮系修形方案为最终修形方案；(5)根据步骤(4)中确定的正角度变位行星轮系修形方案，确定磨齿砂轮的运动曲线，并利用磨齿砂轮及机床对行星轮进行修形，所述磨齿砂轮与设计行星轮的齿形轮廓互补；(6)对步骤(5)中的修形完成后的行星轮进行齿轮检测，得到实际修形量与理论修形量之间的差别，从而确定修形加工的精度；(7)将n个修形完成后的行星轮与1个太阳轮、1个输出内齿轮和1个固定内齿轮进行装配，得到修行后的正角度变位行星轮系，利用实际载荷对修行后的正角度变位行星轮系进行测试，将未修形的正角度行星轮系与修形完成的正角度行星轮系继续对比，计算正角度行星轮系修形量的大小。