[發明專利]偏心圓—傅里葉非圓—非圓三輪同步帶傳動設計方法

有效

• 申請號: 201710191356.1
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106838158B
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 陳建能;葉軍;陳之威;馬培峰;周赟
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: F16H7/02
• 分類號: F16H7/02;G06F17/50
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 杜軍

本發明公開了一種偏心圓—傅里葉非圓—非圓三輪同步帶傳動設計方法。本發明的主動輪是偏心圓同步帶輪；從動輪是傅里葉非圓同步帶輪；張緊輪是非圓同步帶輪，它起到實時補償主動輪、從動輪傳動過程中帶來的同步帶松弛量變化。本發明首先建立同步帶主從動輪的節曲線方程，并利用切極坐標理論計算主從動同步帶輪傳動比；然后計算同步帶的周長，根據同步帶周長松弛量變化通過迭代方法計算非圓張緊同步帶輪節曲線的各項參數。本發明為實現大中心距的非勻速直接精確傳動提供一種新傳動機構和新方法，同時滿足非勻速傳動和實時張緊的要求。

技術領域

本發明涉及一種非圓同步帶傳動的設計方法，具體涉及一種變松弛量自補償的偏心圓—傅里葉非圓—非圓三輪同步帶傳動設計方法。

背景技術

傳動機構改變了輸入輸出構件的運動形式和速度，以滿足不同工作環境要求，其中非勻速傳動機構占據非常重要地位，常見的有連桿機構、凸輪機構、非圓齒輪機構等。相對于連桿機構和凸輪機構，非圓齒輪機構具有結構緊湊、傳動平穩、傳遞功率較大、容易實現動平衡等優點，因此已成功應用于加工機床、自動機械、運輸、儀器儀表、泵類、流量計、紡織機械和農業機械上。但是非圓齒輪傳動只適合用于中心距較小、潤滑方便的非勻速傳動場合，因此適合于大中心距、潤滑不方便和低制造成本場合的非圓撓性件(帶/鏈)傳動應運而生。其中非圓鏈傳動的多邊形效應明顯，因此在對非勻速傳動比變化規律有嚴格要求時就受到限制；同時普通的摩擦式帶傳動由于彈性滑動而不能保證準確的傳動比規律。

目前的非圓帶(鏈)傳動，都只有2個非圓的帶(鏈)輪——主動輪和從動輪，在傳動過程中由于其節曲線是非圓，帶(鏈)的松弛量是實時變化的，因此就不能同時保證工作所要求的非勻速傳動比變化規律和帶(鏈)的實時張緊。實際應用中為了補償在傳動中帶(鏈)的松弛量變化，通過附加彈簧以實現張緊，由于在一個運動周期中其張緊力是變化的，而且隨著非勻速特性的加劇張緊力的變化幅度越大，這樣反過來會影響非勻速傳動的精度，并且動力學特性變差；因此在實際工程中，非圓帶(鏈)傳動很少應用于精確的負載高速傳動場合。

發明內容

本發明的目的是針對以上問題，提出一種變松弛量自補償的偏心圓—傅里葉非圓—非圓三輪同步帶傳動設計方法，為非圓同步帶輪在實際應用中提供了一整套完善的設計理論基礎，實現大中心距之間的非勻速直接精確傳動。該設計方法首先建立同步帶主從動輪的節曲線方程，并利用切極坐標理論計算主從動同步帶輪傳動比；然后計算同步帶的周長，根據同步帶周長松弛量變化通過迭代方法計算非圓張緊同步帶輪節曲線的各項參數。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：

本發明的具體步驟如下：

步驟一、根據傳動規律確定偏心圓主動同步帶輪節曲線與傅里葉非圓從動同步帶輪節曲線方程；

偏心圓主動同步帶輪輪為勻速轉動的輸入構件，其切極坐標方程：

p₁＝r₁+e₁×cos(θ₁) (1)

s₁＝2π×r₁ (2)

式中，p₁為偏心圓主動同步帶輪節曲線的切徑，θ₁為p₁到動坐標系x₁o₁y₁中x₁軸的切角，e₁為偏心圓主動同步帶輪節曲線的偏心距，r₁為偏心圓主動同步帶輪節曲線半徑，s₁為偏心圓主動同步帶輪節曲線周長。

傅里葉非圓從動同步帶輪為輸出輪，傅里葉非圓從動同步帶輪節曲線切極坐標方程為：