一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法与流程

1.本发明属于航空发动机设计技术领域，尤其涉及一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法。


背景技术：

2.航空发动机减速器安装在发动机前部或后部，需要传递发动机的功率并进行减速，该减速器采用两级星型结构，利用三个星轮来承担载荷，形成功率分流，三个星轮一端为直齿轮、一端为斜齿轮，因为存在制造误差三个齿轮之间存在同时啮合线误差，啮合线误差是指当第一级星轮开始进入啮合时，第二级星轮相对应的齿轮的实际啮合位置与星轮中心的夹角与理论夹角的偏差。该偏差会导致直齿轮一端啮合时，斜齿轮一端三个齿轮存在无法同时与中间齿轮啮合的情况。
3.现有技术通过提高星轮中直齿轮与斜齿轮之间夹角误差、齿轮的齿厚误差、齿距误差等制造的精度来减少同时啮合线误差，不仅制造成本高，且效果较差，很难保证三个从动齿轮与中间齿轮同时啮合。


技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题：本发明提供了一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，用来修正同一减速器三个星轮之间的同时啮合线误差，保证二级的三个从动斜齿轮同时与主动齿轮啮合。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现。
6.一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，两级星型减速器包含编号依次为i、ii、iii的三个星轮，所述方法包括：
7.s1，通过三坐标测量机测量每个星轮中直齿轮距离最近两个的齿槽中线和斜齿轮指定齿的齿槽中线形成的角度，从而得到三个角度θ1、θ2、θ3；
8.s2，根据所述三个角度θ1、θ2、θ3分别计算三个星轮的轴向移动位置，进而得到ii号齿轮轴向移动位置、iii号齿轮轴向移动位置分别与i号齿轮轴向移动位置的差值，得到轴向修正角度δθ
ii-i
和δθ
iii-i
；
9.s3，通过调整三个星轮的轴向位置减小三个星轮间的轴向修正角度，完成两级星型减速器齿轮同时啮合线误差的修正。
10.本发明技术方案的特点和进一步的改进为：
11.(1)s1之前，所述方法还包括：将每个星轮中直齿轮和斜齿轮的轴径作为坐标系的z轴，垂直于z轴在斜齿轮齿宽中点建立平面m，z轴与平面m的交点记为a点。
12.(2)s1，得到三个角度θ1、θ2、θ3具体为：
13.在被测星轮的直齿轮指定齿的齿槽内和斜齿轮指定齿的齿槽内分别粘接圆柱形量棒，确定两个圆柱形量棒的轴线，两条轴线分别向平面m投影，形成交点s、t，sa与ta形成的夹角记为θ；
14.将编号为i、ii、iii的三个星轮分别作为被测星轮，从而得到θ1、θ2、θ3。
15.(3)s2，根据所述三个角度θ1、θ2、θ3分别计算三个星轮的轴向移动位置，具体为：
16.计算被测星轮的轴向移动位置δx：
17.δx＝(πme
×
δθ)/360tanβ
18.式中：m为斜齿轮大端模数；e为斜齿轮齿数；β为斜齿轮螺旋角；
19.将编号为i、ii、iii的三个星轮分别作为被测星轮，从而得到δxi、δx ii
、δx
iii
。
20.(4)s2中，得到轴向修正角度δθ
ii-i
和δθ
iii-i
具体为：
21.δθ
ii-i
＝δx ii-δxi22.δθ
iii-i
＝δx
iii-δxi。
23.(5)s3，具体为：
24.通过调整垫片减小三个星轮间的轴向修正角度，完成两级星型减速器齿轮同时啮合线误差的修正。
25.(6)所述调整垫片设置在星轮轴肩定位位置，通过调整垫片的厚度变化调整星轮的轴向位置。
26.(7)调整垫片厚度设为分级结构，装配时根据轴向修正量数值选择相应厚度级别的调整垫片。
27.本发明提供的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，测量方法简单、成本低、可操作性强、测量效率高；调整方法简单可行，可降低齿轮的制造成本；通过测量保证三个星轮同时与主动齿轮同时啮合，保证三个星轮同时承载，提高减速器的承载能力。
附图说明
28.图1为本发明实施例提供的齿轮测量示意图；
29.图2为本发明实施例中交角θ示意图；
30.图3为本发明实施例中调整垫安装示意图。
具体实施方式
31.下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。
32.实施例1
33.本发明实施例提供一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，一台减速器中包含3件星轮(编号分别为i、ii、iii)，通过三坐标测量机测量每个星轮中直齿轮和斜齿轮距离最近两个齿的齿槽中线形成的角度，得到3个角度(θ1、θ2、θ3)，计算ii、iii号齿轮与i号齿轮角度的差值δθ
ii-i
δθ
iii-i
。
34.装配时通过调整星轮的轴向位置减小3个齿轮间的角度的差值δθ，即可完成同时啮合线误差修正。
35.使用三坐标测量机测量星轮中直齿轮和斜齿轮指定齿的齿槽中线形成的角度时，将齿轮的轴径作为坐标系的z轴，如图1所示，垂直于z轴在斜齿轮齿宽中点建立平面m，z轴与平面m交点为a点，如图2所示。
36.使用三坐标测量机测量星轮中直齿轮和斜齿轮指定齿的齿槽中线形成的角度时，
如图1所示，在被测齿轮的指定齿两端齿槽内分别粘接一圆柱形量棒，测量圆柱形量棒外径形成2条圆柱形量棒的轴线，2条轴线分别向平面m投影，形成交点s、t，sa与ta形成的夹角即为θ，如图2所示，从而得到θ1、θ2、θ3。
37.装配时星轮通过调整垫片分别向斜齿轮方向调整相应的轴向修正量数值
38.δxi＝0、δx
ii-i
、δx
iii-i
。
39.通过下面公式计算星轮的轴向修正量δx(星轮的轴向移动位置)：
40.δx＝(πme
×
δθ)/360tanβ
41.式中：
42.m为斜齿轮大端模数；
43.e为斜齿轮齿数；
44.β为斜齿轮螺旋角。
45.如图3所示，调整垫片设计在星轮轴肩定位位置，通过调整垫片的厚度变化调整星轮的轴向位置。调整垫片厚度设计为分级结构，装配时根据轴向修正量δx数值选择相应厚度级别的调整垫片。调整垫片材料为38cra，形状为圆环，内孔与星轮轴肩间隙配合，易装拆和更换。
46.实施例2
47.如图1所示，分别在星轮的t齿(斜齿)与s齿(直齿)距离最近的两个齿的轮齿使用φ6(简称量棒“t”)、φ3.5(简称量棒“s”)的量棒辅助测量，将齿轮与量棒固定在测量平台上；测量星轮轴径构建轴线z；分别测量量棒s、t的外径构建量直线s、t；
48.如图1、图2，在距齿轮小端面24.5处构建辅助测量平面m，分别构建直线a、s、t与辅助测量平面m的交点a、s、t，计算单件星轮的角θ。
49.按上述方法，分别测量得出3件星轮(编号分别为i、ii、iii)的角θ1、θ2、θ3，计算ii、iii号齿轮与i号齿轮角度的差值δθ
ii-i
δθ
iii-i
；
50.δθ
i-ii
＝θ
2-θ151.δθ
i-iii
＝θ
3-θ152.计算单台3件调整垫厚度轴向影响差δx：
53.δx
弧
＝(πd
t
×
δθ)/360＝0.5736
×
δθ
54.其中，πd
t
＝πme、m＝2.74、e＝24
55.δx＝-δx
弧
/tanβ＝-δx
弧
×
10
56.其中，β＝5.702
°
57.以上述方法及公式，可得出最终3件调整垫厚度轴向影响差δxi＝0、δx
ii-i
、δx
iii-i
。
58.本发明提供的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，测量方法简单、成本低、可操作性强、测量效率高；调整方法简单可行，可降低齿轮的制造成本；通过测量保证三个星轮同时与主动齿轮同时啮合，保证三个星轮同时承载，提高减速器的承载能力。

技术特征：
1.一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，其特征在于，两级星型减速器包含编号依次为i、ii、iii的三个星轮，所述方法包括：s1，通过三坐标测量机测量每个星轮中直齿轮距离最近两个的齿槽中线和斜齿轮指定齿的齿槽中线形成的角度，从而得到三个角度θ1、θ2、θ3；s2，根据所述三个角度θ1、θ2、θ3分别计算三个星轮的轴向移动位置，进而得到ii号齿轮轴向移动位置、iii号齿轮轴向移动位置分别与i号齿轮轴向移动位置的差值，得到轴向修正角度δθ
ii-i
和δθ
iii-i
；s3，通过调整三个星轮的轴向位置减小三个星轮间的轴向修正角度，完成两级星型减速器齿轮同时啮合线误差的修正。2.根据权利要求1所述的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，其特征在于，s1之前，所述方法还包括：将每个星轮中直齿轮和斜齿轮的轴径作为坐标系的z轴，垂直于z轴在斜齿轮齿宽中点建立平面m，z轴与平面m的交点记为a点。3.根据权利要求2所述的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，其特征在于，s1，得到三个角度θ1、θ2、θ3具体为：在被测星轮的直齿轮指定齿的齿槽内和斜齿轮指定齿的齿槽内分别粘接圆柱形量棒，确定两个圆柱形量棒的轴线，两条轴线分别向平面m投影，形成交点s、t，sa与ta形成的夹角记为θ；将编号为i、ii、iii的三个星轮分别作为被测星轮，从而得到θ1、θ2、θ3。4.根据权利要求3所述的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，其特征在于，s2，根据所述三个角度θ1、θ2、θ3分别计算三个星轮的轴向移动位置，具体为：计算被测星轮的轴向移动位置δx：δx＝(πme
×
δθ)/360tanβ式中：m为斜齿轮大端模数；e为斜齿轮齿数；β为斜齿轮螺旋角；将编号为i、ii、iii的三个星轮分别作为被测星轮，从而得到δx
i
、δx
ii
、δx
iii
。5.根据权利要求4所述的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，其特征在于，s2中，得到轴向修正角度δθ
ii-i
和δθ
iii-i
具体为：δθ
ii-i
＝δx
ii-δx
i
δθ
iii-i
＝δx
iii-δx
i
。6.根据权利要求1所述的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，其特征在于，s3，具体为：通过调整垫片减小三个星轮间的轴向修正角度，完成两级星型减速器齿轮同时啮合线误差的修正。7.根据权利要求6所述的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，其特征在于，所述调整垫片设置在星轮轴肩定位位置，通过调整垫片的厚度变化调整星轮的轴向位置。8.根据权利要求6所述的一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，其特征在于，调整垫片厚度设为分级结构，装配时根据轴向修正量数值选择相应厚度级别的调整垫片。

技术总结
本发明属于航空发动机设计技术领域，公开了一种两级星型减速器齿轮同时啮合线误差修正方法，包括：通过三坐标测量机测量每个星轮中直齿轮距离最近两个的齿槽中线和斜齿轮指定齿的齿槽中线形成的角度，从而得到三个角度θ1、θ2、θ3；根据三个角度θ1、θ2、θ3分别计算三个星轮的轴向移动位置，进而得到II号齿轮轴向移动位置、III号齿轮轴向移动位置分别与I号齿轮轴向移动位置的差值，得到轴向修正角度Δθ


技术研发人员：董雪莲 范洪莉 苗沁雨 白兆宏
受保护的技术使用者：中国航发哈尔滨东安发动机有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/10/8