[發明專利]一種擺線針輪機構嚙合效率的計算方法

有效

• 申請號: 202010218096.4
• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111291309B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 王成
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G06F17/15;F16H57/00
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 周春鳳

1.一種擺線針輪機構嚙合效率的計算方法，所述擺線針輪機構在任意時刻所有針齒均參與嚙合，其特征是，所述計算方法包括以下步驟：

S1，獲取擺線針輪機構計算所需數據；

在步驟S1中，所述擺線針輪機構計算所需數據包括：針輪半徑R_z、偏心距A、針輪齒數Z_b，Z_b取偶數，是本領域公知常識、齒面摩擦因數μ；

S2，計算擺線針輪嚙合位置處壓力角；

在步驟S2中，計算擺線針輪嚙合位置處壓力角的具體過程為：通過擺線輪節圓半徑計算公式計算得到擺線輪節圓半徑r_a，通過針輪節圓半徑計算公式計算得到針輪節圓半徑r_b，通過擺線針輪嚙合位置處針齒分布角度計算公式計算得到擺線針輪嚙合位置k處針齒分布角度θ_k，k＝1,2,…,Z_b，通過節點到擺線針輪嚙合位置距離計算公式計算得到節點到擺線針輪嚙合位置k的距離p_k，通過節點到擺線針輪嚙合位置連線與擺線針輪嚙合位置到針輪中心連線間夾角計算公式計算得到節點到擺線針輪嚙合位置k連線與擺線針輪嚙合位置k到針輪中心連線間的夾角ρ_k1，通過擺線針輪嚙合位置到節點連線與節點到針輪中心連線間夾角計算公式計算得到擺線針輪嚙合位置k到節點連線與節點到針輪中心連線間的夾角ρ_k2，通過擺線輪中心到擺線針輪嚙合位置距離計算公式計算得到擺線輪中心到擺線針輪嚙合位置k的距離O_ak，通過節點到擺線針輪嚙合位置連線與擺線針輪嚙合位置到擺線輪中心連線間夾角計算公式計算得到節點到擺線針輪嚙合位置k連線與擺線針輪嚙合位置k到擺線輪中心連線間的夾角ρ_k3，根據擺線針輪嚙合位置處擺線輪壓力角計算公式計算得到擺線針輪嚙合位置k處擺線輪壓力角α_k1，根據擺線針輪嚙合位置處針輪壓力角計算公式計算得到擺線針輪嚙合位置k處針輪壓力角α_k2；

所述擺線輪節圓半徑計算公式為：

r_a＝A(Z_b-1)????(1)；

式(1)中，r_a為擺線輪節圓半徑，A為偏心距，Z_b為針輪齒數；

所述針輪節圓半徑計算公式為：

r_b＝AZ_b????(2)；

式(2)中，r_b為針輪節圓半徑，A為偏心距，Z_b為針輪齒數；

當1≤k≤Z_b/2+1，所述擺線針輪嚙合位置處針齒分布角度計算公式為：

式(3)中，θ_k為擺線針輪嚙合位置k處針齒分布角度，k＝1,2,…,Z_b/2+1，Z_b為針輪齒數；

當Z_b/2+2≤k≤Z_b，所述擺線針輪嚙合位置處針齒分布角度計算公式為：

式(4)中，θ_k為擺線針輪嚙合位置k處針齒分布角度，k＝Z_b/2+2,Z_b/2+3,…,Z_b，Z_b為針輪齒數；

所述節點到擺線針輪嚙合位置距離計算公式為：

式(5)中，p_k為節點到擺線針輪嚙合位置k的距離，k＝1,2,…,Z_b，R_z為針輪半徑，r_b為針輪節圓半徑，θ_k為擺線針輪嚙合位置k處針齒分布角度；

所述節點到擺線針輪嚙合位置連線與擺線針輪嚙合位置到針輪中心連線間夾角計算公式為，

式(6)中，ρ_k1為節點到擺線針輪嚙合位置k連線與擺線針輪嚙合位置k到針輪中心連線間的夾角，k＝1,2,…,Z_b，r_b為針輪節圓半徑，θ_k為擺線針輪嚙合位置k處針齒分布角度，p_k為節點到擺線針輪嚙合位置k的距離；

所述擺線針輪嚙合位置到節點連線與節點到針輪中心連線間夾角計算公式為，

ρ_k2＝π-ρ_k1-θ_k????(7)；

式(7)中，ρ_k2為擺線針輪嚙合位置k到節點連線與節點到針輪中心連線間的夾角，k＝1,2,…,Z_b，ρ_k1為節點到擺線針輪嚙合位置k連線與擺線針輪嚙合位置k到針輪中心連線間的夾角，θ_k為擺線針輪嚙合位置k處針齒分布角度；

所述擺線輪中心到擺線針輪嚙合位置距離計算公式為，

式(8)中，O_ak為擺線輪中心到擺線針輪嚙合位置k的距離，k＝1,2,…,Z_b，p_k為節點到擺線針輪嚙合位置k的距離，r_a為擺線輪節圓半徑，ρ_k2為擺線針輪嚙合位置k到節點連線與節點到針輪中心連線間的夾角；

所述節點到擺線針輪嚙合位置連線與擺線針輪嚙合位置到擺線輪中心連線間夾角計算公式為，

式(9)中，ρ_k3為節點到擺線針輪嚙合位置k連線與擺線針輪嚙合位置k到擺線輪中心連線間的夾角，k＝1,2,…,Z_b，r_a為擺線輪節圓半徑，ρ_k2為擺線針輪嚙合位置k到節點連線與節點到針輪中心連線間的夾角，O_ak為擺線輪中心到擺線針輪嚙合位置k的距離；

所述擺線針輪嚙合位置處擺線輪壓力角計算公式為，

式(10)中，α_k1為擺線針輪嚙合位置k處擺線輪壓力角，k＝1,2,…,Z_b，ρ_k3為節點到擺線針輪嚙合位置k連線與擺線針輪嚙合位置k到擺線輪中心連線間的夾角；

所述擺線針輪嚙合位置處針輪壓力角計算公式為：

式(11)中，α_k2為擺線針輪嚙合位置k處針輪壓力角，k＝1,2,…,Z_b，ρ_k1為節點到擺線針輪嚙合位置k連線與擺線針輪嚙合位置k到針輪中心連線間的夾角；

S3，計算擺線針輪嚙合位置處的嚙合效率；

在步驟S3中，計算擺線針輪嚙合位置處的嚙合效率的具體過程為：通過擺線針輪嚙合位置嚙合效率計算公式計算得到擺線針輪嚙合位置k處的嚙合效率η_k，k＝1,2,…,Z_b；

所述擺線針輪嚙合位置嚙合效率計算公式為，

式(12)中，η_k為擺線針輪嚙合位置k處的嚙合效率η_k，k＝1,2,…,Z_b，μ為齒面摩擦因數，α_k1為擺線針輪嚙合位置k處擺線輪壓力角，α_k2為擺線針輪嚙合位置k處針輪壓力角；

S4，計算擺線針輪機構的嚙合效率；

在步驟S4中，計算擺線針輪機構的嚙合效率的具體過程為：通過擺線針輪機構嚙合效率計算公式計算得到擺線針輪機構的嚙合效率η；

所述擺線針輪機構嚙合效率計算公式為，

式(13)中，η為擺線針輪機構的嚙合效率，Z_b為針輪齒數，η_k為擺線針輪嚙合位置k處的嚙合效率，k＝1,2,…,Z_b。