[發明專利]變松弛量自補償的多輪式非圓同步帶傳動的設計方法

有效

• 申請號: 201710191399.X
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN106949204B
• 公開（公告）日: 2019-02-26
• 發明（設計）人: 孫新城;陳建能
• 申請（專利權）人: 浙江工業職業技術學院
• 主分類號: F16H7/02
• 分類號: F16H7/02;F16H7/08;F16H55/36;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

本發明公開了變松弛量自補償的多輪式非圓同步帶傳動的設計方法。本發明利用切極坐標理論計算，根據給定主動輪和多個從動輪之間的不同傳動比，分別建立同步帶主從動輪的節曲線方程；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算法得到張緊輪節曲線的各項參數。本發明中的張緊輪為自由節曲線的非圓同步帶輪，可以實時補償主動圓同步帶輪和多個從動自由節曲線非圓同步帶輪傳動過程中產生的帶松弛變化量，克服傳統兩輪式非圓帶傳動不能同時滿足工作所要求的非勻速傳動比變化規律和實時張緊問題，實現一個勻速輸入和多個不同非勻速輸出的大中心距之間的直接精確傳動。

技術領域

本發明涉及一種非圓同步傳動的設計方法，具體涉及一種變松弛量自補償的多輪式自由節曲線同步帶傳動的設計方法。

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現有技術的不足，提出一種變松弛量自補償的多輪式自由節曲線同步帶傳動的設計方法，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，實現一個勻速輸入和多個不同非勻速輸出的大中心距之間的直接精確傳動。該設計方法首先利用切極坐標理論計算，根據給定主動輪和多個從動輪之間的不同傳動比，建立同步帶主動輪和多個從動輪的節曲線方程，并計算同步帶主動輪和多個從動輪節曲線之間的公切線段長；然后計算同步帶的周長，根據同步帶周長松弛量變化確定張緊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、根據傳動規律確定主動圓型同步帶輪節曲線與自由非圓從動同步帶輪節曲線的節曲線方程；

主動圓型同步帶輪為勻速轉動的輸入構件，其節曲線的切極坐標方程：

p₁＝r₁ (1)

s＝2π×r₁ (2)

式中，r₁為主動圓型同步帶輪節曲線半徑，s為主動圓型同步帶輪節曲線周長，p₁為主動圓型同步帶輪節曲線的切徑。

與主動圓型同步帶輪相鄰的第一個自由非圓從動同步帶輪為其中一個輸出構件，第一個自由非圓節曲線切極坐標方程的計算步驟如下：

1)主動圓型同步帶輪與第一個自由非圓從動同步帶輪轉角關系：