[發明專利]一種龍門刨床變向機構傳動比確定方法

有效

• 申請號: 201811230455.7
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109296713B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發明（設計）人: 劉金武;孫貴斌;陳阿龍;張義
• 申請（專利權）人: 廈門理工學院
• 主分類號: F16H3/60
• 分類號: F16H3/60
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 戚東升

1.一種龍門刨床變向機構傳動比確定方法，其特征在于：龍門刨床變向機構包括機架，機架內固設有右內齒輪和左內齒輪，右內齒輪嚙合右行星齒輪，右行星齒輪與定軸齒輪配合，定軸齒輪中心為輸入端，左內齒輪嚙合左行星齒輪，左行星齒輪與左定軸齒輪配合，左定軸齒輪與初級行星輪架同步轉動，右行星齒輪配置于初級行星輪架，左內齒輪配置于次級行星輪架，次級行星輪架及輸出軸B輸出動力，右內齒輪和左內齒輪構成內聯齒輪并固定在機架上，初級行星輪架和次級行星輪架通過軸承與機架裝配；

輸入軸的動力通過定軸齒輪傳給右行星齒輪，右行星齒輪通過內孔傳給初級行星輪架和左定軸齒輪，左定軸齒輪與左行星齒輪嚙合，同時通過左行星齒輪內孔將動力傳給次級行星輪架及輸出軸B輸出；

龍門刨床變向機構建模并計算得出傳動比與傳動齒輪齒數之間數學關系如下：

其中ω₁表示輸入軸定軸齒輪的角速度，

ω_B表示輸出端B處角速度，

Z₁表示定軸齒輪的齒數，

Z₃表示定右內齒輪的齒數，

Z_3’表示定左內齒輪的齒數，

Z₅表示定左定軸齒輪的齒數；

龍門刨床變向機構傳動比確定方法包括如下步驟：

st1、龍門刨床變向機構傳動原理

根據龍門刨床傳動結構和機械設計理論，設計龍門刨床變向機構對應如下，其中件1表示輸入端的定軸齒輪，件2表示右行星齒輪，件3表示右內齒輪，件3’表示左內齒輪，件4表示左行星齒輪，件5表示左定軸齒輪，件I輸入軸，件A表示初級行星輪架，件B表示次級行星輪架和輸出軸，件3和件3’為雙聯內齒輪，被固定在機架上；

變向機構的傳動過程為：件I輸入的動力通過件1與件2嚙合傳給件2，件2與件3嚙合傳給件3，同時通過件2的內孔傳給行星輪架A和件5；件5與件4嚙合將件5的動力傳給件4，件4與件3’嚙合將動力傳給件3’，同時通過件4內孔將動力傳給件B輸出；

設計傳動比指確定件1與件B的角速度之比與各傳動齒輪齒數之間的關系；

st2、建立嚙合運動模型

在龍門刨床變向機構傳動原理的基礎上，建立件1，件2，件3嚙合運動模型如等式(1)和等式(2)所示：

V₃＝V₂-V_A (1)

V₁＝V₂+V_A (2)

其中V₁表示件1分度圓處線速度(m/s)，V₂表示件2分度圓處線速度(m/s)，V₃表示件3分度圓處線速度(m/s)；V_A表示件A在O₂處線速度(m/s)，O₂表示件2的自轉中心線；

建立件3’，件4，件5，件B嚙合運動模型如等式(3)和等式(4)所示：

V_3‘＝V₄-V_B (3)

V₅＝V₄+V_B (4)

其中V_3’表示件3’分度圓處線速度(m/s),V₄表示件4分度圓處線速度(m/s)，V₅表示件5分度圓處線速度(m/s)，V_B表示件B繞O₅的線速度(m/s)，O₅表示件1、件A、件5、件3’、件B和件I的回轉中心線；

st3、列出已知條件

根據傳動原理、機械設計理論和運動學理論，列出件1，件2和件3分度圓處線速度表達式如等式(5)，等式(6)和等式(7)所示

V₁＝ω₁×m×Z₁/2 (5)

V₂＝ω₂×m×Z₂/2 (6)

V₃＝ω₃×m×Z₃/2＝ω₃×m×(Z₁+2Z₂)/2＝0 (7)

等式(5)至等式(7)中V₁，V₂，V₃，同前；

ω₁表示件1分度圓處角速度(°/s)，ω₂表示件2分度圓處角速度(°/s)，ω₃表示件3分度圓處角速度(°/s)，ω_A表示件A在O₂處角速度(°/s)，m為齒輪模數(mm),Z₁ Z₂和Z₃分別為件1、件2和件3的齒數；

根據傳動原理、機械設計理論和運動學理論，列出件3’，件4和件5在分度圓處線速度表達式如等式(8)，等式(9)和等式(10)

V_3’ ＝ω_3'×m×Z_3'/2＝ω_3'×m×(Z₅+2Z₄)/2＝0 (8)

V₄＝ω₄×m×Z₄/2 (9)

V₅＝ω₅×m×Z₅/2 (10)

等式(8)至等式(10)中V_3’，V₄，V₅，同前，

ω_3’表示件3’分度圓處角速度(°/s)，ω₄表示件4分度圓處角速度(°/s)，ω₅表示件5分度圓處角速度(°/s)，ω_B表示件B繞O₅的角速度(°/s)，m為齒輪模數(mm),Z_3’Z₄和Z₅分別為件3’、件4和件5的齒數；

再次根據傳動原理，機械設計理論和運動學理論，列出件A和件B在分度圓處線速度表達式如等式(11)和等式(12)

V_A＝ω_A×m×(Z₁+Z₂)/2＝ω_A×m×(Z₃-Z₂)/2＝V₅ (11)

V_B＝ω_B×m×(Z₅+Z₄)/2＝ω_B×m×(Z_3’ -Z₄)/2 (12)

等式(11)和(12)中V₅、V_A和V_B和ω_A，ω_B同前，m為齒輪模數(mm), Z₁，Z₂，Z₃、Z_3’、Z₄和Z₅同前；

st4、求解

聯立等式(1)到等式(4)，結合等式(5)到等式(12)的已知條件求解，可以獲得龍門刨床變向機構傳動比與傳動齒輪齒數之間數學關系如等式(13)

等式(13)中Z₁，Z₃，Z_3’和Z₅同前。