[發明專利]一種改進的心形非圓齒輪節曲線的設計方法

在審

• 申請號: 202111041146.7
• 申請日: 2021-09-06
• 公開（公告）號: CN113761683A
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 張鑫
• 申請（專利權）人: 溫州理工學院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;F16H55/08;F16H55/17;G06F111/04
• 代理公司: 溫州金甌專利事務所(普通合伙) 33237
• 代理人: 陳暉

1.一種改進的心形非圓齒輪節曲線的設計方法，其特征在于：其步驟如下：

步驟一、根據非圓齒輪節曲線的設計原理及約束條件，對原始平面心形曲線進行改進，得到非封閉的心形非圓齒輪節曲線r_u(θ)的極坐標方程，θ∈[0,θ_t-θ_s]，θ為極角，θ_s和θ_t分別為心形非圓齒輪節曲線r(θ)回轉的起止角；

步驟二、根據非圓齒輪副的嚙合原理，得到與非封閉的心形非圓主動齒輪節曲線r_u(θ)共軛非圓從動齒輪節曲線r_m(θ_m)θ_m為非封閉非圓從動齒輪節曲線的極角；

步驟三、通過引入修復節曲線r_c(θ)，θ∈[θ_t-θ_s,2π]，并結合非封閉的心形非圓齒輪節曲線r_u(θ)，獲得封閉的非圓齒輪節曲線R(θ)的一般表達式

步驟四、根據封閉非圓齒輪節曲線的設計原理，在保證封閉的非圓齒輪節曲線R(θ)的光滑性的條件下，獲取修復節曲線r_c(θ)應滿足的約束條件

步驟五、為了得到唯一確定的修復節曲線r_c(θ)，通過對修復節曲線r_c(θ)約束條件進行分析，得到一個關于極角θ的三次多項式作為修復節曲線r_c(θ)的一般表達式

其中，c₀、c₁、c₂和c₃為待定的設計參數；

步驟六、結合非封閉的心形非圓齒輪節曲線r_u(θ)和修復節曲線r_c(θ)的表達式及其約束條件，獲得滿足封閉非圓齒輪節曲線設計原理封閉的非圓齒輪節曲線R(θ)；

步驟七、根據封閉非圓齒輪的嚙合原理，得到與封閉非圓齒輪節曲線R(θ)共軛的非圓從動齒輪節曲線R_c(θ_c)，θ_c為封閉非圓從動齒輪節曲線的極角。

2.根據權利要求1所述的一種改進的心形非圓齒輪節曲線的設計方法，其特征在于：步驟一中，

1)沿x軸正向按逆時針方向測量原始平面心形曲線r_o(θ)的極角θ，θ∈[0，2π]，并獲得對應的原始平面心形曲線r_o(θ)的極坐標方程：

r_o(θ)＝a(1-cosθ),θ∈[0,2π]，其中a為原始平面心形曲線設計參數，a≠0；

2)獲取原始平面心形曲線r_o(θ)的約束條件：

其中θ_s和θ_t分別為心形非圓齒輪節曲線r(θ)回轉的起止角；

3)為了使得非圓齒輪從極角為0時開始回轉運動，結合步驟1)和2)獲取非封閉的心形非圓齒輪節曲線r_u(θ)的極坐標方程：

3.根據權利要求2所述的一種改進的心形非圓齒輪節曲線的設計方法，其特征在于：步驟二中，根據非圓齒輪的嚙合原理，當滿足非圓齒輪節曲線r_u(θ)作為一對共軛非圓齒輪副中的非圓主動齒輪節曲線時，則與其共軛的非圓從動齒輪節曲線r_m(θ_m)為：

其中A為共軛的非圓齒輪副中心距，符號中上面的減號“-”適用于外嚙合非圓齒輪副、下面的加號“+”適用于內嚙合非圓齒輪副，

并獲得非封閉的心形非圓齒輪副的傳動關系

4.根據權利要求1所述的一種改進的心形非圓齒輪節曲線的設計方法，其特征在于：步驟四中，封閉的非圓齒輪節曲線R(θ)的光滑性的條件為封閉的非圓齒輪節曲線R(θ)上不存在不可微點。