[發明專利]一種無滑動、中心距可分的平行軸線齒輪機構

在審

• 申請號: 202110276568.6
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113280081A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 陳揚枝;葉長坤;何超;劉霧;楊輔標
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: F16H1/06
• 分類號: F16H1/06;F16H1/24;F16H55/17;F16H55/08
• 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;江裕強

本發明公開了一種無滑動、中心距可分的平行軸線齒輪機構。該機構由一對平行軸線齒輪組成傳動副，包括主動輪和從動輪，所述主動輪和從動輪均由輪體和線齒組成，所述線齒端面齒廓均為參數化設計的偏心圓弧齒廓，所述線齒輪機構能在一定范圍內的不同中心距條件下實現連續、穩定的無滑動傳動，使得線齒輪傳動的傳動比與兩齒輪的中心距無關，傳動比不受中心距誤差的影響，減少中心距誤差對傳動性能的影響，特別適用于難以保證裝配精度又對傳動性能有較高要求如微傳動等場合。

技術領域

本發明涉及機械傳動領域，尤其涉及一種無滑動、中心距可分的平行軸線齒輪機構。

背景技術

齒輪傳動的傳動比與兩齒輪的中心距無關，傳動比不受中心距誤差的影響，這就是齒輪傳動的中心距可分離性。目前，具有可分性的齒輪僅有漸開線齒輪，其余齒輪均不具備可分性。對于漸開線齒輪副，增大中心距，會導致其重合度降低。對于圓弧齒輪，中心距誤差極大地影響了圓弧齒輪的傳動性能；對于擺線齒廓的齒輪副，中心距誤差極大地影響了齒輪的傳動性能。總而言之，對于中心距不可分的齒輪副，中心距誤差極大地影響了齒輪的傳動性能。

線齒輪是陳揚枝發明的一種基于空間共軛曲線理論的齒輪，其接觸形式屬于點接觸。線齒輪的設計理論趨于完善，目前已經建立了平行軸，相交軸，交錯軸的線齒輪副的基本設計方法，建立了線齒輪副的重合度和滑動率計算公式，線齒輪不干涉條件，等強度設計理論等。此前設計的全部的線齒輪副，均不具備中心距可分性，中心距誤差影響線齒輪的傳動性能。

同一嚙合點上，兩齒廓的線速度不相同，因而齒廓間存在滑動，齒面間相對滑動的程度稱為齒輪滑動率。大的齒輪滑動率容易導致齒面的磨損或膠合破壞；小的滑動率的齒輪具有小磨損，傳動效率高的優點；無滑動的齒輪副理論上無磨損，壽命高，適合一些特殊場合。

發明內容

為了減少中心距誤差、滑動率對平行軸線齒輪傳動性能的影響，本發明提出一種無滑動的、中心距可分的線齒輪機構。

本發明所采用的技術方案如下。

一種無滑動、中心距可分的平行軸線齒輪機構，該機構由一對平行軸線齒輪組成傳動副，包括主動輪和從動輪，所述主動輪和從動輪均由輪體和線齒組成，所述線齒的齒面是以所述線齒輪齒廓為輪廓，以一條接觸線為路徑，掃描得到的曲面，所述曲面中的每條圓柱螺旋線的螺距相等，所述線齒輪機構能在不同中心距條件下實現連續、穩定的無滑動傳動。

進一步地，所述線齒輪齒廓為線齒輪端面與所述線齒齒面的相交線，所述線齒輪端面為與所述線齒輪軸線垂直的平面。

進一步地，所述主動輪和從動輪，齒廓均為偏心圓弧齒廓，所述從動輪偏心圓弧齒廓為所述主動輪偏心圓弧齒廓按比例放大，放大比例為傳動比。

進一步地，所述主動輪偏心圓弧齒廓，所述主動輪偏心圓弧齒廓在主動輪自

身坐標系下的方程為：

0°≤θ≤90°

其中，參數k代表主動輪齒廓偏心圓弧的偏心距，r代表偏心圓弧半徑，n為接觸線螺距有關參數，θ代表偏心圓弧變量參數。

進一步地，所述從動輪偏心圓弧齒廓，所述從動輪偏心圓弧齒廓在從動輪自身坐標系下的方程為：

0°≤θ≤90°

其中，i為傳動比，亦是從動輪偏心圓弧齒廓相較主動輪偏心圓弧齒廓放大倍數。

進一步地，所述主動輪線齒齒面在自身坐標系下方程為：

0°≤θ≤90°

其中，n為接觸線螺距有關參數。