(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 20221085759 2.3 (22)申请日 2022.07.20 (71)申请人 中国第一汽车股份有限公司 地址 130011 吉林省长 春市汽车 经济技术 开发区新红旗大街1号 (72)发明人 金子嵛　张鹏　徐占　白学斌　 于博瑞　郭相坤　张冰　贾旭东　 王学旭　梁宏宇　 (74)专利代理 机构 北京远智汇知识产权代理有 限公司 1 1659 专利代理师 康亚健 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 17/11(2006.01)G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿 面精确建模方法 (57)摘要 本发明属于锥齿轮 建模技术领域， 公开了一 种乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确 建模方法， 包括建立主齿轮和从齿轮的齿坯模 型； 建立主齿轮和从齿轮的刀具模型； 建立机床 模型； 主齿轮采用展成法， 从齿轮采用成形法， 分 别得到主齿轮和从齿轮的精确模 型。 与现有技术 相比， 本发明具有更高的建模效率， 且模型精度 高。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 115017739 A 2022.09.06 CN 115017739 A 1.一种乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特征在于， 包括如下 步骤： S1， 建立主 齿轮和从齿轮的齿坯模型； S2， 建立所述主 齿轮和所述从齿轮的刀具模型； S3， 建立机床模型； S4， 所述主齿轮采用展成法， 所述从齿轮采用成形法， 分别得到所述主齿轮和所述从齿 轮的精确模型。 2.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 步骤S1具体为： S11， 将所述主 齿轮和所述从齿轮的宏观参数输入到Gleaso n锥齿轮设计软件Gem s中； S12， 运行Gems软件的基本参数设计模块， 得到建立所述主齿轮和所述从齿轮的所述齿 坯模型所需的设计参数； S13， 根据所述设计参数在CATIA软件中建立 二维草图； S14， 对所述 二维草图进行旋转操作， 得到所述主 齿轮和所述从齿轮的所述齿坯模型。 3.根据权利要求2所述的乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 所述宏观参数包括齿数、 旋向、 螺旋角、 压力角、 从齿节圆直径、 齿面宽、 节圆直径、 齿高系数、 齿顶高系数、 刀盘直径、 大轮刀尖宽和刀尖圆角半径。 4.根据权利要求2所述的乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 所述设计参数包括齿 数、 齿宽、 偏 置距、 轴交角、 外锥距、 齿顶高、 齿根高、 节锥偏 置、 节锥角、 面锥角、 根锥角、 旋向和 加工方法。 5.根据权利要求3所述的乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 步骤S2中所述从齿轮的所述刀具模型的建立方法为： 根据刀具参数在CATIA软件中建立二维刀具曲线； 然后旋转所述二维刀具曲线得到所 述从齿轮的所述刀具模型。 6.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 步骤S2中所述主齿轮的所述刀具模型通过刀具方程建立， 所述刀具方程包括刀具 点失方程和法失方程， 对于直线修形， 刀具点矢方程和法矢方程 为： 对于曲线修形， 刀具点失方程和法失方程 为： 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115017739 A 2式中， FC(x,y,z)表 示刀盘上任意一点(x,y,z)； NC(x,y,z)为刀廓上任意一点(x,y,z)的 法向矢量； θ为刀具回转参数， s为刀廓上任意一点到刀顶的距离， R为修形半径， RO为外刀刀 盘半径， RI为外刀刀盘半径， α 为压力角， 为刀廓上任意 一点到刀顶的夹角。 7.根据权利要求5所述的乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 步骤S3中具体为： 在锥齿轮参数设计软件Gems中运行所述宏观参数和所述刀具参数， 得到所述主齿轮和 所述从齿轮所需的机床参数； 在机床坐标系下， 建立机床运动链 矩阵。 8.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 所述成形法具体为： 根据水平刀位和 垂直刀位， 确定所述从齿轮的所述齿坯模型与 所述刀具模型的位置关 系； 设置所述刀具模型为工作对象， 通过布尔 运算对所述从齿轮的所述齿坯模型进行切削 模拟； 将切削形成齿面阵列后， 得到所述从齿轮的精确模型。 9.根据权利要求1所述的乘用车驱动桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 所述展成法具体为： S41， 建立所述主 齿轮的齿面方程并进行离 散处理； S42， 将离散后的所述主齿轮的齿面点坐标导入CATIA软件中， 得到所述齿面点的空间 几何关系； S43， 通过插入 ‑创建曲面 ‑网状曲面点操作， 将所有 的凹面齿长线和凸面齿长线， 设为 引导线， 将所有的凹面齿高线和凸面齿高线设为轮廓线， 得到所述主 齿轮的齿面； S44， 将得到的所述主齿轮的齿面阵列后， 与所述主齿轮的所述齿坯模型进行布尔运 算， 得到所述主 齿轮的精确模型。 10.根据权利要求9所述的乘用车驱动 桥准双曲面螺旋锥齿轮齿面精确建模方法， 其特 征在于， 步骤S41中所述主齿轮的所述齿面方程通过基于曲面参数曲线的迭代逼近算法进 行求解。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115017739 A 3