[發(fā)明專利]一種擺線輪齒廓設(shè)計(jì)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110429302.0
• 申請(qǐng)日: 2021-04-21
• 公開（公告）號(hào): CN113111463A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 姜寧;王書亭;張捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;F16H55/08;F16H55/17
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 劉洋洋

1.一種擺線輪齒廓設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：將XYZ坐標(biāo)軸繞z軸旋轉(zhuǎn)第一預(yù)設(shè)角度；

S2：將旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸沿其x軸移動(dòng)偏心距的距離而后旋轉(zhuǎn)第二角度，其中，所述偏心距為針齒分布節(jié)圓圓心與擺線輪節(jié)圓圓心間的距離，所述第二角度為偏心距自由端與擺線輪嚙合的針齒中心連線的轉(zhuǎn)角；

S3：將步驟S2旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸沿其x軸移動(dòng)針齒分布圓半徑距離同時(shí)沿z軸移動(dòng)針齒軸向竄動(dòng)誤差的距離，而后旋轉(zhuǎn)第三角度，所述第三角度為所述針齒的中心分別與偏心距自由端和針齒分布節(jié)圓瞬時(shí)速度中心的連線之間的夾角；

S4：將步驟S3旋轉(zhuǎn)后的坐標(biāo)軸沿其x軸移動(dòng)針齒半徑的距離得到點(diǎn)即為擺線輪輪廓上的點(diǎn)，選取多個(gè)所述第一預(yù)設(shè)角度進(jìn)而獲取多個(gè)點(diǎn)即組成所述齒輪輪廓。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，采用對(duì)偶四元數(shù)形式表示旋轉(zhuǎn)角度和移動(dòng)距離。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S2對(duì)應(yīng)的對(duì)偶四元數(shù)為R_1為：

其中，α＝-π+φ_Ha，φ_Ha為所述第一預(yù)設(shè)角度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S3中移動(dòng)所述偏心距的距離對(duì)應(yīng)的對(duì)偶四元數(shù)為T_1，所述旋轉(zhuǎn)第二角度對(duì)應(yīng)的對(duì)偶四元數(shù)為R_2：

其中，e為偏心距，β＝π-φ_Hb，φ_Hb為所述第二角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S4中移動(dòng)所述針齒分布圓半徑距離對(duì)應(yīng)的對(duì)偶四元數(shù)為同時(shí)沿z軸移動(dòng)針齒軸向竄動(dòng)誤差的距離T_2，所述旋轉(zhuǎn)第三角度對(duì)應(yīng)的對(duì)偶四元數(shù)為R_3：

其中，R_b為針齒分布圓半徑，γ＝π-φ_ec，φ_ec＝acot[(R_b/r_u-cosφ_Hb)/sinφ_Hb]，φ_ec為第三角度，r_u為針齒的半徑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，步驟S5中所述齒輪輪廓的計(jì)算方程為：

其中，x為所述齒輪輪廓的橫坐標(biāo)，y為所述齒輪輪廓的縱坐標(biāo)，z_p為針齒的數(shù)量，Δ_f為針齒軸向竄動(dòng)誤差。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，采用如下公式獲得所述齒輪齒廓的計(jì)算方程：

其中，q為對(duì)偶四元數(shù)坐標(biāo)變換矩陣，q^＊為所述對(duì)偶四元數(shù)坐標(biāo)變換矩陣的共軛矩陣，p為齒輪輪廓上一點(diǎn)的初始坐標(biāo)，p′為初始坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)。