[發(fā)明專利]高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪副的設(shè)計方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410527427.7
• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104462638A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳建能;章鵬華;杜小強(qiáng);趙雄
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;F16H55/17
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種非圓齒輪副設(shè)計方法，具體涉及一種高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪副的設(shè)計方法。

背景技術(shù)

非圓齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)都能夠?qū)崿F(xiàn)非勻速傳動，但是非圓齒輪具有傳動效率高、運(yùn)動平穩(wěn)、工作可靠等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。

在巴斯噶蝸線型齒輪及其共軛的非圓齒輪的研究中，任廷志等給出了節(jié)曲線的方程和中心距、節(jié)曲線長度、基礎(chǔ)圓半徑和壓力角的計算方法，并且由節(jié)曲線方程推導(dǎo)出齒形方程，還進(jìn)一步地推導(dǎo)了高階巴斯噶蝸線齒輪表達(dá)式及其中心距的近似公式，但是這些研究都僅局限于傳動比周期對稱變化的情況，沒有包括所有巴斯噶蝸線型齒輪及其共軛的非圓齒輪的設(shè)計方法。對高階變性蝸線型齒輪及其共軛的非圓齒輪的深入研究，將擴(kuò)展巴斯噶蝸線非圓齒輪的應(yīng)用范圍。在實際應(yīng)用中，巴斯噶蝸線齒輪應(yīng)用于插秧機(jī)分插機(jī)構(gòu)上，也有應(yīng)用于葉片差速泵設(shè)計中。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪副的設(shè)計方法，為高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪在實際應(yīng)用中提供了一整套完善的設(shè)計理論基礎(chǔ)，能夠應(yīng)用于所有巴斯噶蝸線非圓齒輪傳動機(jī)構(gòu)，促進(jìn)了高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪的推廣使用。該設(shè)計方法首先建立高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪副的節(jié)曲線方程，并利用數(shù)值方法計算中心距；然后校驗節(jié)曲線凹凸性，求解插齒法加工齒輪不根切情況下的最大模數(shù)，計算壓力角變化范圍，校驗最大壓力角值，計算高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪副嚙合時的重合度。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的具體步驟如下：

步驟一、建立高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪副中主動輪的數(shù)學(xué)模型。

主動輪的節(jié)曲線由周期變化的n₁條節(jié)曲線線段組成，每條節(jié)曲線線段包括非對稱的第一變性曲線段r₁₁和第二變性曲線段r₁₂；主動輪的角位移在第一個變化周期內(nèi)對應(yīng)主動輪的向徑為：

式中，b為一階巴斯噶蝸線非圓齒輪的發(fā)生圓直徑，l為展長；m₁₁、m₁₂分別為第一變性曲線段r₁₁和第二變性曲線段r₁₂的變性系數(shù)，且均為正數(shù)，并滿足關(guān)系式：

πn1m11+πn1m12=2πn1---(2)]]>

步驟二、高階變性巴斯噶蝸線非圓齒輪副中心距a的數(shù)值計算。構(gòu)造函數(shù)如下：

式中，n₂為從動輪2的階數(shù)；利用進(jìn)退法確定中心距a的單峰區(qū)間，并利用黃金分割法確定精確的中心距。

步驟三、計算從動輪的節(jié)曲線方程如下：

式中，r₂為從動輪的角位移對應(yīng)的向徑。

步驟四、判別主動輪和從動輪的凹凸性。

主動輪的曲率半徑計算公式如下：

從動輪的曲率半徑計算公式如下：

式中，主動輪與從動輪的傳動比傳動比的一階導(dǎo)數(shù)傳動比的二階導(dǎo)數(shù)

主動輪對應(yīng)的曲率半徑計算公式：

從動輪對應(yīng)的曲率半徑計算公式：

第一變性曲線段r₁₁中，主動輪的向徑求一階、二階導(dǎo)數(shù)得：

第二變性曲線段r₁₂中，主動輪的向徑求一階、二階導(dǎo)數(shù)得：