章動活齒傳動機構的中心輪齒形及其設計方法技術

本發(fā)明專利技術屬于章動活齒傳動裝置，特別涉及一種章動活齒傳動機構的中心輪齒形及其設計方法；包括中心輪，其特征在于：其中心輪（1）齒形采用球面圓弧曲線齒形，所述的每個單齒（2）齒形由對稱的兩半球面圓形曲線組成，所述的每半球面圓形曲線由齒根點a1和切點b1之間的a1b1圓弧曲線、切點b1和齒頂點c1之間b1c1的圓形曲線組成，其毗鄰兩圓形曲線的連接處通過圓滑過渡成整體光滑的球面圓弧曲線齒形。本發(fā)明專利技術不僅設計合理，簡單實用，既減少根切，提高嚙合性能，而且具有便于加工，噪音低等特點。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于章動活齒傳動裝置，特別涉及一種。
技術介紹
眾所周知，其章動活齒傳動裝置的中心輪的齒形發(fā)展是推動該傳動裝置的主要動力。隨著新技術的不斷發(fā)展以及加工工藝的不斷改進，中心輪的齒形得到了不斷的更新與發(fā)展。對中心輪齒形研究的主要目的是為了提高嚙合性能，改善章動活齒傳動裝置的性能。中心輪包括固定中心輪和轉動中心輪，其齒形一般由多段齒曲線首尾連接。常用的組成齒線有:點、直線、擺線、圓弧、漸開線等。例如申請?zhí)枮镴P2001349387A給出的一種采用卵形線、點、擺線作為齒形的章動傳動裝置，由于轉動盤的擺線齒形存在尖點導致加工后的實際齒形存在根切現(xiàn)象，滾珠在此位置存在運動不確定的問題，因此降低傳動的嚙合性能。因此，研究開發(fā)出使其中心輪與活齒(滾珠或滾錐體)相對嚙合轉動時，可達到更為圓滑貼合，實現(xiàn)提高嚙合性能，減少轉動噪音，便于齒形加工的創(chuàng)新的一種章動活齒傳動機構的中心輪齒形；是十分必要的。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術旨在為了避免上述技術中存在的缺點和不足之處，秉著提高嚙合性能的目的出發(fā)，使其中心輪與活齒(滾珠或滾錐體)相對嚙合轉動時，可達到更為圓滑貼合，提供一種。該中心輪齒形不僅設計合理，簡單實用，既減少根切，提高嚙合性能，而且具有便于加工，噪音低等特點。本專利技術的目的是采用如下的技術方案實現(xiàn)的:所述的章動活齒傳動機構的中心輪齒形，包括中心輪，其特征在于:其中心輪齒形采用球面圓弧曲線齒形，所述的每個單齒齒形由對稱的兩半球面圓形曲線 組成，所述的每半球面圓形曲線由齒根點％和切點Id1之間的 圓弧曲線、切點h和齒頂點C1之間blCl的圓形曲線組成，其毗鄰兩圓形曲線的連接處通過圓滑過渡成整體光滑的球面圓弧曲線齒形。所述的章動活齒傳動機構的中心輪齒形的設計方法，其特征在于:該設計方法的步驟是:( I)、根據(jù)活齒傳動機構中滾珠或滾錐齒的結構參數(shù)，獲得活齒輪輪廓上能成為與中心輪嚙合接觸點的任意一點P的坐標；(2)、在所述活齒輪與中心輪間做展成運動過程中，任意點P的坐標形成的包絡軌跡線可確定出中心輪的齒形；根據(jù)齒廓嚙合的基本定律，引入四個坐標系:靜止的固定坐標系0-ΧΥΖ、與活齒所在的行星盤相固聯(lián)的轉動坐標系O1-X1Y1Z1、活齒所在的動坐標系Oiq-X1C1Y1C1Z1C1以及與中心輪固聯(lián)并隨其一起轉動的齒輪坐標系O2-X2Y2Z2 ；(3)、由章動傳動原理確定步驟(2)所述的四個坐標系間的坐標變換矩陣分別為:由坐標系Oiq-XiqYiqZiq變換到坐標系C^-X1Y1Z1的變換矩陣Mlltl,由坐標系(^-X1Y1Z1變換到坐標系O-XYZ的變換矩陣Mtll,由坐標系O-XYZ變換到坐標系O2-X2Y2Z2的變換矩陣M20 ;根據(jù)活齒的結構參數(shù)確定活齒位于坐標系O10-X10Y10Z10中的坐標矢量，利用變換矩陣Mll0得到活齒曲面上共軛接觸點在坐標系OrX1Y1Z1下的矢徑題]=Mlin 當行星盤繞Y1軸轉過Q1角時，共軛接觸點的矢徑妒的方程為:屬(1)=Mg 都，其中是繞Y1軸轉過的變換矩陣；由變換矩陣Mtll可以得到共軛接觸點在固定坐標系O-XYZ下的矢徑方程為:R(l) = Mm.ψ，坐標系O-XYZ下中心輪的矢徑方程貧與活齒曲面上共軛接觸點處的矢徑是同起點和同端點的矢量，所以其大小和方向相同；因而中心輪在坐標系O2-X2Y2Z2下的矢徑方程可以表示為:g2) = Mm ，這樣就得到中心輪的齒廓曲面方程；以上所述變換矩陣均遵循右手定則，取右手的螺旋方向為正方向；(4)、由步驟(3)所述方法確定的中心輪齒面方程中，中心輪的齒數(shù)Z1應至少取3個及以上的齒數(shù)、與中心輪嚙合的活齒數(shù)為ζ2,為避免產(chǎn)生齒形干涉,應取Z2 = ZJ1。本專利技術的原理和特點分述于下:本專利技術的中心輪齒形的形成是:現(xiàn)以滾錐齒活齒為例，其坐標系設定如說明書附圖中的圖3所不一中心輪與行星輪空間坐標系；和圖4所不一活齒空間坐標系。固定坐標系O-XYZ與機架相固聯(lián)；動坐標系O2-X2Y2Z2與中心輪相固聯(lián)；動坐標系O1-X1Y1Z1與行星盤相固聯(lián)。Z軸和Z2軸重合，取固定中心輪的軸線方向。動坐標系O10-X10Y10Z10與行星盤上固定中心輪側活齒相固聯(lián)。Zl0軸和Z1軸分別取輥子與行星盤自身的軸線方向。四個坐標系的原點重合。其中Θ工角為行星盤瞬時自轉角；ΦΗ角為輸入軸轉角；Θ 2為中心輪瞬時轉角；^角為活齒本身軸線與垂直行星盤自身軸線的平面間的夾角；α角為中心輪軸線與行星盤軸線間的夾角。如圖4所示，V1角為行星盤活齒的半錐角；u、t1角為滾錐活齒的曲面參數(shù)。坐標系遵循右手定則，取右手的螺旋方向為正方向。根據(jù)上述坐標系的設定以及空間嚙合原理可推得:中心輪齒廓曲面上共軛接觸點處的矢徑/P可表示為權利要求1.一種章動活齒傳動機構的中心輪齒形，包括中心輪，其特征在于:其中心輪(I)齒形采用球面圓弧曲線齒形，所述的每個單齒(2)齒形由對稱的兩半球面圓形曲線組成，所述的每半球面圓形曲線由齒根點B1和切點Id1之間的ah圓弧曲線、切點Id1和齒頂點C1之間blCl的圓形曲線組成，其毗鄰兩圓形曲線的連接處通過圓滑過渡成整體光滑的球面圓弧曲線齒形。2.如權利要求1的章動活齒傳動機構的中心輪齒形的設計方法，其特征在于:該設計方法的步驟是: (1)、根據(jù)活齒傳動機構中滾珠或滾錐齒的結構參數(shù)，獲得活齒輪輪廓上能成為與中心輪嚙合接觸點的任意一點P的坐標； (2)、在所述活齒輪與中心輪間做展成運動過程中，任意點P的坐標形成的包絡軌跡線可確定出中心輪的齒形；根據(jù)齒廓嚙合的基本定律，引入四個坐標系:靜止的固定坐標系0-ΧΥΖ、與活齒所在的行星盤相固聯(lián)的轉動坐標系O1-X1Y1Z1、活齒所在的動坐標系Oiq-X1C1Y1C1Z1C1以及與中心輪固聯(lián)并隨其一起轉動的齒輪坐標系O2-X2Y2Z2 ； (3)、由章動傳動原理確定步驟(2)所述的四個坐標系間的坐標變換矩陣分別為:由坐標系Oiq-XiqYiqZiq變換到坐標系O^X1Y1Z1的變換矩陣Mlltl,由坐標系C^-X1Y1Z1變換到坐標系O-XYZ的變換矩陣Mtll,由坐標系O-XYZ變換到坐標系O2-X2Y2Z2的變換矩陣M20 ;根據(jù)活齒的結構參數(shù)確定活齒位于坐標系Oic1-XiciYiciZici中的坐標矢量,利用變換矩陣Mlltl得至IJ活齒曲面上共軛接觸點在坐標系OrX1Y1Z1下的矢徑/ 1 = M110.Rl1J;當行星盤繞Y1軸轉過Q1角時，共軛接觸點的矢徑屬(1)的方程為:爲其中A1是繞Y1軸轉過ΘΑ的變換矩陣；由變換矩陣Mtll可以得到共軛接觸點在固定坐標系O-XYZ下的矢徑方程為:Ril)^ Mn-R^，坐標系O-XYZ下中心輪的矢徑方程貧屮與活齒曲面上共軛接觸點處的矢徑講1是同起點和同端點的矢量，所以其大小和方向相同；因而中心輪在坐標系O2-X2Y2Z2下的矢徑方程可以表示為這樣就 得到中心輪的齒廓曲面方程；以上所述變換矩陣均遵循右手定則，取右手的螺旋方向為正方向； (4)、由步驟(3)所述方法確定的中心輪齒面方程中，中心輪的齒數(shù)Z1應至少取3個及以上的齒數(shù)、與中心輪嚙合的活齒數(shù)為z2,為避免產(chǎn)生齒形干涉,應取Z2 = ZJ1。全文摘要本專利技術屬于章動活齒傳動裝置，特別涉及一種；包括中心輪，其特本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種章動活齒傳動機構的中心輪齒形，包括中心輪，其特征在于：其中心輪（1）齒形采用球面圓弧曲線齒形，所述的每個單齒（2）齒形由對稱的兩半球面圓形曲線組成，所述的每半球面圓形曲線由齒根點a1和切點b1之間的a1b1圓弧曲線、切點b1和齒頂點c1之間b1c1的圓形曲線組成，其毗鄰兩圓形曲線的連接處通過圓滑過渡成整體光滑的球面圓弧曲線齒形。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王廣欣，朱莉莉，李林杰，何文杰，
申請(專利權)人：大連交通大學，
類型：發(fā)明
國別省市：