[發明專利]一種凸凹圓截面點接觸的圓錐螺旋線齒輪構建方法

有效

• 申請號: 201910368615.2
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN110195775B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 何恩義;何迪;葉喜蔥
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;G06F30/17
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 劉翠霞

本發明提供一種凸凹圓截面點接觸的圓錐螺旋線齒輪構建方法，包括如下步驟：步驟一，建立空間坐標系；步驟二，建立主動線齒和從動線齒齒廓中心線，主動線齒齒廓中心線為空間圓錐螺旋線，根據主動線齒齒廓中心線以及空間曲線共軛嚙合理論得出從動線齒齒廓中心線；步驟三，建立主、從動線齒輪的齒廓圓截面方程；步驟四，建立主、從動輪線齒輪齒面。該方法構建的線齒輪能夠實現微型機構空間正交軸的連續傳動。

技術領域

本發明屬于齒輪傳動領域，特別涉及一種凸凹圓截面點接觸的圓錐螺旋線齒輪構建方法。

背景技術

目前應用較為廣泛的傳動機構(凸輪、帶、鏈條、齒輪)可以實現大功率、大傳動比、大動力的傳動，但對于微型機電產品而言小空間、連續傳動至關重要。傳統工業齒輪設計的主要目是實現大功率傳動，在制造過程中由于受到根切現象的限制，設計時需考慮最少齒數和變位，導致其應用受到占用空間的限制，并且齒形齒廓為復雜的三維實體，導致設計比較繁瑣。在空間傳動的形式上，弧齒錐齒輪同樣能實現空間正交軸的動力傳遞，但其受限最小齒數，因而限制了其在微型機構的應用。為解決空間對齒輪應用的限制，基于空間曲線嚙合原理的線齒輪應運而生，但以鉤桿為輪齒的線齒輪是通過主、從動輪曲面凸凸接觸進行嚙合，對裝配的要求比較嚴格，在傳動過程中鉤桿容易變形，導致傳動精度下降。

為實現微型機構中空間正交軸的連續穩定傳動，本發明在空間曲線嚙合原理的基礎上，設計了一種凸凹圓截面點接觸的圓錐螺旋線齒輪構建方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種凸凹圓截面點接觸的圓錐螺旋線齒輪構建方法，改構建方法構建的線齒輪能夠實現微型機構空間正交軸的連續傳動。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種凸凹圓截面點接觸的圓錐螺旋線齒輪構建方法，包括如下步驟：

步驟一，建立空間坐標系；

步驟二，建立主動線齒和從動線齒齒廓中心線，主動線齒齒廓中心線為空間圓錐螺旋線，根據主動線齒齒廓中心線以及空間曲線共軛嚙合理論得出從動線齒齒廓中心線；

步驟三，建立主、從動線齒輪的齒廓圓截面方程；

步驟四，建立主、從動輪線齒輪齒面。

優選的方案中，步驟一中建立右手規則的空間坐標系，首先建立夾具坐標系S(o-x,y,z)和S(o-x_p,y_p,z_p)，分別稱為S₀，S_p；建立分別與主動線齒輪和從動輪線齒輪固聯的主動坐標系S(o-x₁,y₁,z₁)和從動坐標系S(o-x₂,y₂,z₂)，分別稱為S₁，S₂；主動坐標系S₁的z₁軸和從動坐標系S₂的z₂軸分別與主、從動線齒輪的轉軸重合；在嚙合初始時刻，S₁和S₂分別與S₀和S_p重合；主、從線齒輪分別以ω₁和ω₂的恒角速度繞z軸和z_p軸轉動，進過t步長后，主、從動線齒輪分別轉動和空間坐標系中，z軸與z_p軸垂直，x軸與z_p軸距離為a，z軸與x_p軸距離為b。

優選的方案中，步驟二中主動線齒齒廓中心線的參數方程為式中：

m—主動線齒中心線的螺旋半徑；

n—為節距系數；

f—為圓錐螺旋線錐度；

t—為圓錐螺旋線的變參數。