[發明專利]一種柔輪及其齒形設計方法和諧波減速器

有效

• 申請號: 202110306879.2
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN113032923B
• 公開（公告）日: 2022-10-28
• 發明（設計）人: 李波;韓金林
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;F16H49/00;G06F111/04
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 黃君軍

1.一種柔輪齒形的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

建立直角坐標系XOY，其中，所述直角坐標系XOY以柔輪的輪齒對稱軸為Y軸，以柔輪的中性層曲線與Y軸的交點為原點O；

以距離Y軸長度為b的線作為基準線l，根據所述基準線l確定滾圓的圓心和半徑后，基于所述直角坐標系XOY、基準線l和滾圓建立第一齒廓設計模型，采用第一齒廓設計模型進行柔輪齒形的直擺線CE段的設計；

基于所述柔輪齒形的直擺線CE段建立第二齒廓設計模型，采用第二齒廓設計模型進行齒頂過渡圓弧BD段的設計后，以齒頂過渡圓弧BD段來代替柔輪齒形的齒頂直擺線齒形CD段和直線BC段；

基于所述柔輪齒形的直擺線CE段建立第三齒廓設計模型，采用第三齒廓設計模型進行柔輪齒形的副嚙合區用圓弧齒廓EF段的設計；

基于所述柔輪齒形的副嚙合區用圓弧齒廓EF段建立第四齒廓設計模型，采用第四齒廓設計模型進行柔輪齒形的齒根圓弧FG段的設計，以完成所述柔輪齒形的設計；

所述第一齒廓設計模型為：

其中，θ為滾圓沿基準線l向上轉動的角度，θ∈[θ_E4,θ_C4]，r₄為滾圓半徑，k為短幅系數，θ_E4為直擺線CE段在E點轉角，θ_C4為直擺線CE段在C點轉角，p_h為初始點H與X軸的距離，x_CE為直擺線CE段上與滾圓圓心O₄的夾角為θ的點的橫坐標，y_CE為直擺線CE段上與滾圓圓心O₄的夾角為θ的點的縱坐標。

2.根據權利要求1所述的柔輪齒形的設計方法，其特征在于，所述θ_E4的值不小于10°，且不大于30°。

3.根據權利要求1所述的柔輪齒形的設計方法，其特征在于，所述第二齒廓設計模型為：

其中，r₁為齒頂過渡圓弧BD段的半徑，O₁為齒頂過渡圓弧BD段的圓心，θ₁為齒頂過渡圓弧BD段上其中一點與圓心O₁的夾角，θ₁∈[θ_D1,θ_B1]，θ_D1為齒頂過渡圓弧BD段在D處轉角，θ_E1為齒頂過渡圓弧BD段在E處轉角，x₁為圓心O₁的偏移量，y₁為圓心O₁的移距量，x_BD為齒頂過渡圓弧BD段上與圓心O₁的夾角為θ₁的點的橫坐標，y_BD為齒頂過渡圓弧BD段上與圓心O₁的夾角為θ₁的點的縱坐標，h_f為齒根高。

4.根據權利要求3所述的柔輪齒形的設計方法，其特征在于，所述第三齒廓設計模型為：

其中，r₂為副嚙合區用圓弧齒廓EF段的半徑，O₂為副嚙合區用圓弧齒廓EF段的圓心，θ₂為副嚙合區用圓弧齒廓EF段上其中一點與圓心O₂的夾角，θ₂∈[θ_E2,θ_F2]，θ_E2為副嚙合區用圓弧齒廓EF段在E處轉角，θ_F2為副嚙合區用圓弧齒廓EF段在F處的轉角，p_f為圓心O₂的偏移量，b_f為圓心O₂的移距量，h_f為齒根高，x_EF為副嚙合區用圓弧齒廓EF段上與圓心O₂的夾角為θ₂的點的橫坐標，y_EF為副嚙合區用圓弧齒廓EF段上與圓心O₂的夾角為θ₂的點的縱坐標，s_r/2為G點與X軸距離。