[發明專利]一種組合齒面活齒傳動嚙合副及其生成方法

有效

• 申請號: 202010178794.6
• 申請日: 2020-03-15
• 公開（公告）號: CN111396510B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 閆濟東;邢鵬達
• 申請（專利權）人: 河南燭龍高科技術有限公司
• 主分類號: F16H1/32
• 分類號: F16H1/32;F16H55/17;F16H55/08;G06F17/11
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種組合齒面活齒傳動嚙合副及其生成方法，包括組合齒面滾道、活齒、組合齒面傳動輪等。在傳統傳動構型的基礎上，選用大尺寸的活齒，使其滿足根切條件，在此基礎上，將活齒截面離散化處理成三種或四種不同的截面，每個截面分別沿著嚙合曲線掃略得到對應的嚙合齒面、或繞著邊線自旋得到對應的齒面，再將特定的三種或四種齒面拼湊為一個整體，即構成了組合齒面活齒滾道，接著配合相應的活齒，即構成了組合齒面活齒傳動嚙合副。

技術領域

本發明涉及活齒傳動技術領域，特別涉及一種組合齒面活齒傳動嚙合副及其生成方法。

背景技術

隨著活齒傳動技術的發展，各種活齒傳動構型層出不窮，具備代表性的如推桿活齒傳動、滾柱(鋼球)活齒傳動、擺動活齒傳動、套筒活齒傳動和平面鋼球傳動等；無論什么形式的活齒傳動技術，其核心和實質均為活齒沿著其嚙合曲線的運動，活齒沿著嚙合曲線運動得到的空間軌跡曲面即為實際活齒嚙合齒面，在傳統的活齒設計中，其實際嚙合齒面是連續的、且避免根切的。如專利號為CN201721031991.5提出了《一種擺線鋼球減速裝置及其機器人關節》，其說明書中就明確提出了嚙合齒面需要避免根切及其相應的條件。

燕山大學的安子軍教授的研究團隊，發表過名為《基于空間嚙合理論的擺線鋼球行星傳動根切研究》的論文，介紹了擺線鋼球行星傳動的結構組成和傳動原理，提出了利用錐形銑刀包絡內、外擺線封閉槽的數學模型，建立了擺線槽齒面的包絡面方程。論文中提出，隨著基本設計參數的變化，內、外擺線封閉槽齒面會按一定的先后順序發生根切，并且總是內擺線槽內側齒面最先根切，從而得到了不發生根切必須滿足的不等式方程，并通過具體實例及計算機圖形仿真進行驗證。該研究為擺線鋼球行星傳動的設計制造提供了理論依據，明確提出了嚙合齒面需滿足不根切條件、避免根切。

活齒傳動領域的設計人員應該知道的一個常識是，在條件合理的情況下，相同尺寸條件下的兩種活齒減速器，減速比越大越好；減速比與尺寸都相同的兩種減速器，活齒數量越多越好；減速比、尺寸與活齒數量都相同的兩種減速器，活齒個頭越大越好。但在遵循傳統的設計方法和規則的情況下，設計出的減速器，其功率密度并不理想，通俗的講，就是體積大，傳動比相對小，空間利用不夠充分。現有的所有的研究與優化，都是基于嚙合副不根切的條件下進行的，一般的優化都是進行參數優化與齒形修型，具有很大的局限性，并不能為減速器帶來顯著的性能提升。

針對以上問題，打破常規思維，反其道而行之，進入新的設計領域，即在減速器設計過程中，充分挖掘與利用根切條件，設計出綜合性能明顯優異于現有技術的活齒減速器，成了活齒減速機領域一個新的方向和亟待解決的問題。

本發明即基于上述思想，合理地利用了根切條件，提出了一種特殊的組合齒面活齒嚙合副及其生成方法。依據該方法，先生成離散化的齒面，再將其拼湊組合為一個整體，從而構成組合齒面活齒傳動滾道，接著與相應的活齒相嚙合，即構成了組合齒面活齒傳動嚙合副；將該嚙合副應用于單級傳動單元、雙級傳動單元或者是多級傳動單元，進而由傳動單元得到帶有該嚙合副的活齒減速器，其整機性能將顯著優于現有同類產品。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種組合齒面活齒傳動嚙合副及其生成方法，在傳統傳動構型的基礎上，選用大尺寸的活齒，使其滿足根切條件，在此基礎上，將活齒截面離散化處理成三種或四種不同的截面，每個截面分別沿著嚙合曲線掃略得到對應的嚙合齒面、或繞著邊線自旋得到對應的齒面，再將特定的三種或四種齒面拼湊為一個整體，即構成了組合齒面活齒滾道，接著配合相應的活齒，即構成了組合齒面活齒傳動嚙合副。

本發明所使用的技術方案是：一種組合齒面活齒傳動嚙合副，包括組合齒面滾道、活齒、組合齒面傳動輪、正齒面、負齒面、正旋切面、負旋切面、活齒齒面，組合齒面傳動輪上有一個組合齒面滾道，組合齒面滾道是由正齒面和負齒面外加正旋切面與負旋切面中的至少一種組合而成的，即組合齒面滾道由三種或四種離散的齒面拼接組合而成；四種離散的齒面，即正齒面、負齒面、正旋切面和負旋切面的數量均相等，且均關于組合齒面傳動輪軸線均布；活齒的外表面即活齒齒面；活齒與組合齒面傳動輪上的組合齒面滾道相互嚙合，即為組合齒面活齒傳動嚙合副。