[發(fā)明專利]一種諧波減速器柔輪的三維齒形設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110619101.7
• 申請日: 2021-06-03
• 公開（公告）號: CN113361031B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋朝省;黎新子;朱才朝;孫健銓
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué);中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F17/11
• 代理公司: 重慶樂泰知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 50221
• 代理人: 袁茹坤

1.一種諧波減速器柔輪的三維齒形設(shè)計(jì)方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：建立以齒廓弧長s為變量的柔輪齒廓參數(shù)方程；

S2：建立以齒廓弧長s為變量的剛輪齒廓參數(shù)方程；

S3：依照諧波減速器傳動輪齒運(yùn)動規(guī)律，計(jì)算裝配狀態(tài)下不同極角下柔輪齒廓與剛輪齒廓的最小嚙合側(cè)隙CX；

S4：計(jì)算由于波發(fā)生器部件間滾子與內(nèi)外圈的配合間隙和波發(fā)生器與柔輪內(nèi)壁配合間隙產(chǎn)生的柔輪周向位移量v_δ；

S5：計(jì)算由于柔性軸承滾子與內(nèi)外圈溝道的彈性接觸變形所產(chǎn)生的柔輪周向位移

S6：計(jì)算柔輪受到齒面嚙合力后，中性層曲線由于拉伸作用引起周向位移v_p；

S7：計(jì)算由于柔輪杯體扭轉(zhuǎn)影響，柔輪齒圈各截面相對主截面的周向位移改變量v_KP；

S8：計(jì)算考慮以上因素后的，柔輪齒圈不同截面在不同共軛角度處所需預(yù)留的最小嚙合側(cè)隙量v_Ti；

S9：采用數(shù)值迭代計(jì)算方法，判斷計(jì)算截面最小嚙合側(cè)隙CX的大小，求解出柔輪齒圈不同截面齒廓的變位量h；其中判斷計(jì)算截面最小嚙合側(cè)隙CX大小的方法為：若CXv_Ti+Δ₁，Δ₁取為比柔輪齒的加工精度小的值，則h＝h+Δ₂，Δ₂為迭代的增量步大小；若CXv_Ti，則h＝h-Δ₂；若v_TiCXv_Ti+Δ₁，則迭代結(jié)束；如此迭代，求出該截面的柔輪齒廓變位量，為提高計(jì)算效率，后一截面的柔輪齒初始變位量h應(yīng)為前一截面計(jì)算得到的變位量h；

S10：對步驟S9計(jì)算得到的不同截面的變位量h采用最小二乘法圓弧擬合，獲得適用于柔輪滾削加工的變位曲線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述諧波減速器柔輪的三維齒形設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S1中柔輪齒廓在柔輪中性層曲線處建立坐標(biāo)系S_f(x_foy_f)，以齒廓頂點(diǎn)起的齒廓弧長s為參變量的齒形參數(shù)方程為

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述諧波減速器柔輪的三維齒形設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S2中剛輪齒廓在剛輪回轉(zhuǎn)中心為原點(diǎn)建立坐標(biāo)系S_c(x_coy_c)，以齒根底點(diǎn)起的齒廓弧長s為參變量的齒形參數(shù)方程為

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述諧波減速器柔輪的三維齒形設(shè)計(jì)方法，其特征在于：步驟S3中嚙合側(cè)隙是指諧波齒輪裝配后可能接觸的嚙合齒面之間的最短距離，通常以空載情況下，柔輪工作齒面與剛輪工作齒面之間的周向側(cè)隙AB來表示，考慮到諧波齒輪嚙合過程的周期性與對稱性，以柔輪轉(zhuǎn)角β∈[0,π/2]時的周向側(cè)隙來反映整個傳動過程中的嚙合側(cè)隙；其計(jì)算原理為：在剛輪坐標(biāo)系S_c(x_coy_c)中，柔輪齒廓任意點(diǎn)A的坐標(biāo)值為(x_jA,y_jA)，此時A點(diǎn)所對應(yīng)的半徑r_j

以原點(diǎn)o為圓心，r_j為半徑的圓剛輪齒廓相交于B點(diǎn)，在剛輪坐標(biāo)系S_c(x_coy_c)中，B點(diǎn)坐標(biāo)為(x_jB,y_jB)，故A、B兩點(diǎn)的圓周側(cè)隙為

計(jì)算出該運(yùn)動狀態(tài)下柔輪齒廓上所有點(diǎn)對應(yīng)的圓周側(cè)隙l_AB，此時，側(cè)隙l_AB的最小值就是計(jì)算截面內(nèi)相應(yīng)齒輪副的嚙合側(cè)隙CX

CX＝min(l_AB)。