[發明專利]分段變形橢圓齒輪

有效

• 申請號: 201210399978.0
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102927240A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 劉有余;余鵬程
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于傳動裝置領域，尤其是用于以可變速比傳送旋轉運動或用于使旋轉運動換向的齒輪傳動裝置，涉及節曲線為分段變形橢圓的非圓齒輪。

背景技術

非圓齒輪與其它能得到非勻速比的機構相比，綜合了圓齒輪和凸輪機構的優點，易于實現變速傳動，可按運動要求進行精確的設計和制造，運動精度高，與其它機構組合還可實現擺動、振蕩及間歇等各種復雜運動。目前非圓齒輪節曲線有兩類：其一為具有自由形狀，難以用代數方程進行刻劃；其二為具有典型形狀，如橢圓齒輪、變形橢圓齒輪和高階橢圓齒輪。?

《農業機械學報》的《變形橢圓齒輪分插機構運動分析與優化》一文給出變形橢圓齒輪的定義：將2個階數不同的橢圓組成連續封閉的曲線。其模型如下。

為半長軸；為偏心率；為前段變形系數；為后段變形系數；為極角；為前段極徑；為后段極徑。和滿足下式。

中國專利CN201010225969.0公開了一種步行式插秧機的變形橢圓—圓柱齒輪后插旋轉式分插機構，能夠較好實現傳動比不對稱性的傳動要求。

變形橢圓齒輪由于變形段數較少，仍屬典型形狀非圓齒輪，不能取代自由節曲線非圓齒輪。目前所述兩類非圓齒輪在形式上尚未統一，各自的研究成果難以互用；特別是自由節曲線非圓齒輪，形狀各異，給標準化制訂和標準化設計帶來難以克服的困難。在眾多實際應用中，非圓齒輪傳動比函數可以局部變動調整，即其節曲線可在一定范圍內進行整合，導致傳動比的微變不影響機構整體功能和性能。

發明內容

本發明的目的在于：針對上述現有技術存在的問題，提出一種節曲線為分段變形橢圓的非圓齒輪，即用分段變形橢圓齒輪構造自由節曲線非圓齒輪，實現兩類齒輪的統一。

本發明的分段變形橢圓齒輪，包括輪齒、齒槽、輪轂，輪齒及齒槽排列位置由齒輪節曲線確定，所述節曲線由N段構成，N為正整數，每段節曲線均為變形橢圓；N段節曲線首尾相接，連接處曲線光滑相切。所述分段變形橢圓齒輪可實現自由節曲線非圓齒輪的標準化。

所述的分段變形橢圓齒輪，N段節曲線對應的極角之和為，曲線封合。節曲線方程如下。

為分段數；，為段序號；為段極徑；為段變形系數，需滿足：

。

所述的分段變形橢圓齒輪，輪齒排列方向可以與齒輪軸線平行，構成分段變形橢圓直齒輪，可替代自由節曲線非圓直齒輪。

所述的分段變形橢圓齒輪，輪齒排列方向可以與齒輪軸線傾斜一定角度，構成分段變形橢圓斜齒輪，可替代自由節曲線非圓斜齒輪。

本發明的有益效果是：本發明的分段變形橢圓齒輪節曲線每段均為變形橢圓，通過調整所述參數、、及，可在誤差允許范圍內逼近自由節曲線，將自由節曲線非圓曲線轉化為分段變形橢圓齒輪，統一了兩類非圓齒輪；所述參數、、及采用十進制等比數列構成優先數系，可實現非圓齒輪的標準化；采用變形橢圓插補算法的數控機床能實現高速高精加工所述分段變形橢圓齒輪。

附圖說明????

圖1為本發明分段變形橢圓齒輪節曲線構造方法示意圖；

圖2為本發明三段變形橢圓齒輪實施例節曲線示意圖；

圖3為本發明三段變形橢圓齒輪實施例端面示意圖；

圖4為本發明三段變形橢圓直齒輪實施例示意圖；

圖5為本發明三段變形橢圓斜齒輪實施例示意圖；

圖6為本發明四段變形橢圓齒輪實施例節曲線示意圖；

圖7為本發明四段變形橢圓齒輪實施例端面示意圖；

圖8為本發明四段變形橢圓直齒輪實施例示意圖；

圖9為本發明四段變形橢圓斜齒輪實施例示意圖；

圖10為本發明五段變形橢圓齒輪實施例節曲線示意圖；

圖11為本發明五段變形橢圓齒輪實施例端面示意圖；

圖12為本發明五段變形橢圓直齒輪實施例示意圖；

圖13為本發明五段變形橢圓斜齒輪實施例示意圖。

具體實施方式???

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。?

實施例一

本實施例為三段變形橢圓齒輪，節曲線特征參數為：=150，=0.1，=3，=1.6，=2.0，=0.53。參見附圖1，示意了本發明齒輪節曲線構造方法，將節曲線在極角內分為N段進行變形，如第一段11極角為，第段1j極角為，各段變形系數滿足：。

因此，，即變形橢圓齒輪節曲線為封閉曲線。