[發明專利]一種以圓錐螺旋線構造主動線齒的同平面軸線齒輪機構

有效

• 申請號: 201710768458.5
• 申請日: 2017-08-31
• 公開（公告）號: CN107345567B
• 公開（公告）日: 2023-07-18
• 發明（設計）人: 陳揚枝;李政;謝雄敦;呂月玲
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;F16H55/17
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種以圓錐螺旋線構造主動線齒的同平面軸線齒輪機構，包括主動輪和從動輪，其特征在于：所述主動輪和從動輪滿足線齒輪空間曲線嚙合理論，即空間共軛的主動接觸線和從動接觸線以點接觸形式實現嚙合傳動，所述空間曲線嚙合理論涉及如下空間坐標系，坐標系o₀-x₀y₀z₀和坐標系o₁-x₁y₁z₁分別為主動輪的固定坐標系和隨動坐標系，坐標系o_p-x_py_pz_p和坐標系o₂-x₂y₂z₂分別為從動輪的固定坐標系和隨動坐標系；主動輪回轉軸線與z₀(z₁)軸重合，從動輪回轉軸線與z₂(z_p)軸重合，主動輪和從動輪回轉軸線間夾角為θ₀，所述軸線間夾角可以根據設計需要以任意角度交叉，所述任意角度指大于等于0°且小于180°的任一角度；所述主動輪和從動輪分別以角速度和繞軸z₁和z₂軸旋轉，一定時間內，主動輪和從動輪分別轉過角度和所述以圓錐螺旋線構造主動線齒的同平面軸線齒輪機構嚙合方程為：

其中，所述主動接觸線在坐標系o₁-x₁y₁z₁的參數方程為：

其中，t₁為參變量，t_1s、t_1e為參變量t₁的取值范圍，即主動接觸線上嚙合起始點和嚙合終止點所在位置；

所述從動接觸線在坐標系o₁-x₁y₁z₁的參數方程為：

其中，是傳動比；

所述機構的主動接觸線是圓錐螺旋線，從動接觸線根據軸線夾角要求可采用圓柱螺旋線、圓錐螺旋線或平面阿基米德螺線，主動接觸線和從動接觸線參數方程為：

其中，t₁和t₂為參變量，θ₁和θ₂分別為主動接觸線和從動接觸線的半圓錐頂角，m₁、n₁和m₂、n₂分別為主動接觸線和從動接觸線的螺旋參數，k₁和k₂為旋向參數，當旋向參數為1時，圓錐螺旋線為左旋，當旋向參數為-1時，圓錐螺旋線為右旋；所述主動輪和從動輪每個線齒上有兩條接觸線，進而可以實現正反轉雙向傳動，在主動輪上，所述兩條接觸線包括第一主動接觸線和第二主動接觸線；在從動輪上，所述兩條接觸線包括第一從動接觸線和第二從動接觸線；所述第二主動接觸線由所述第一主動接觸線z₁軸旋轉得到，所述第一主動接觸線和第二主動接觸線的參數方程分別為：

同樣地，所述第二從動接觸線由所述第一從動接觸線z₂軸旋轉得到，所述第一從動接觸線和第二從動接觸線的參數方程分別為：

所述主動輪的主動線齒的一側齒面，是由一段圓弧齒廓沿所述第一主動接觸線和一條主動輪齒厚輔助線運動而形成，所述主動線齒的另一側齒面，是由一段圓弧齒廓沿所述第二主動接觸線和另一條主動輪齒厚輔助線運動而形成；所述從動輪的從動線齒的一側齒面，是由一段圓弧齒廓沿所述第一從動接觸線和一條從動輪齒厚輔助線運動而形成，所述從動線齒的另一側齒面，是由一段圓弧齒廓沿所述第二從動接觸線和另一條從動輪齒厚輔助線運動而形成；所述主動輪的圓弧齒廓和所述從動輪的圓弧齒廓分別位于主動接觸線和從動接觸線的法平面上；所述兩條主動輪齒厚輔助線包括第一主動輪齒厚輔助線和第二主動輪齒厚輔助線，分別是第一主動接觸線和第二主動接觸線在法線方向上的等距曲線；所述兩條從動輪齒厚輔助線包括第一從動輪齒厚輔助線和第二主動輪齒厚輔助線，分別是第一從動接觸線和第二從動接觸線在法線方向上的等距曲線；所述第一主動輪齒厚輔助線和第二主動輪齒厚輔助線的參數方程分別為：

其中，r為所述齒廓圓弧的半徑，φ為所述主動輪齒厚輔助線和從動輪齒厚輔助線的方向參數，N₁是主動輪的齒數；

所述第一從動輪齒厚輔助線和第二從動輪齒厚輔助線的參數方程分別為：

其中，r為所述齒廓圓弧的半徑，φ為所述主動輪齒厚輔助線和從動輪齒厚輔助線的方向參數，N₂是從動輪的齒數。