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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110848332A(43)申请公布日2020.02.28(21)申请号201911150818.0(22)申请日2019.11.21(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街西段438号(72)发明人刘大伟吕珍珍(74)专利代理机构大连东方专利代理有限责任公司21212代理人赵淑梅李洪福(51)Int.Cl.F16H1/14(2006.01)G06F30/17(2020.01)权利要求书1页说明书6页附图3页(54)发明名称一种相交轴非圆面齿轮传动机构(57)摘要一种相交轴非圆面齿轮传动机构,所述传动机构包括小圆柱齿轮和非圆面齿轮,所述小圆柱齿轮与非圆面齿轮的回转轴线非正交,且啮合过程中,小圆柱齿轮的节圆柱与非圆面齿轮的节圆锥保持相切,切线为非圆面齿轮的节圆锥母线;所述非圆面齿轮的节曲线为缠绕在其节圆锥面上的一条曲线,所述非圆面齿轮节曲线在节圆锥底面上的投影是一条关于节圆锥轴线的非圆曲线。本发明由一对齿轮啮合构成的传动机构实现了以往相交轴传动结构非正交时至少两对齿轮才能获得的减-变速复合传动效果,最大限度地简化传动结构、缩短传动链、减少传动零件、提高传动效率和精度,尤其适用于任意相交轴结构、有空间限制且有减-变速复合传动要求的场合。CN110848332ACN110848332A权利要求书1/1页1.一种相交轴非圆面齿轮传动机构,其特征在于:所述传动机构包括小圆柱齿轮和非圆面齿轮,所述小圆柱齿轮与非圆面齿轮的回转轴线非正交,且啮合过程中,小圆柱齿轮的节圆柱与非圆面齿轮的节圆锥保持相切,切线为非圆面齿轮的节圆锥母线,该传动机构可连续传动的通用传动比函数为式中,θ1为圆柱齿轮的转角,ij=Z2/Z1,其中Z1,Z2分别为小圆柱齿轮和非圆面齿轮的齿数,n为非圆面齿轮节曲线的阶数,M为任意正整数,ak和bk为传动比系数,所述传动比系数均小于小于1/ij;所述非圆面齿轮的节曲线为缠绕在其节圆锥面上的一条曲线,所述非圆面齿轮节曲线在节圆锥底面上的投影是一条关于节圆锥轴线的非圆曲线,其表达式为式中,r2,θ2分别为所述非圆面齿轮节曲线在其节圆锥底面上投影曲线的向径和极角,r1为所述小圆柱齿轮节圆柱的半径,所述非圆面齿轮封闭节曲线的方程为式中,λ为所述非圆面齿轮节圆锥的分锥角。2.根据权利要求1所述的一种相交轴非圆面齿轮传动机构,其特征在于:所述分锥角λ的取值范围为0-180°。3.根据权利要求1所述的一种相交轴非圆面齿轮传动机构,其特征在于:所述非圆面齿轮的轮齿沿其节曲线分布,由标准直齿圆柱齿轮插刀包络而成,该标准直齿圆柱齿轮插刀的模数与所述小圆柱齿轮的模数相同而齿数多于小圆柱齿轮。4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种相交轴非圆面齿轮传动机构,其特征在于:所述非圆面齿轮的节曲线是封闭的,所述传动机构的最简传动比函数为式中,n代表非圆面齿轮节曲线的阶数,ε为非圆面齿轮节曲线的偏心率。5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种相交轴非圆面齿轮传动机构,其特征在于:所述小圆柱齿轮为直齿渐开线圆柱齿轮或斜齿渐开线圆柱齿轮或摆线圆柱齿轮。2CN110848332A说明书1/6页一种相交轴非圆面齿轮传动机构技术领域[0001]本发明涉及传动机械领域,尤其涉及一种相交轴非圆面齿轮传动机构。背景技术[0002]在机械传动领域中,变速比传动占有非常大的比例。为实现特定的工艺要求,很多应用场合需要设备具有变速比传动功能。在众多变速比传动机构中,非圆齿轮副兼具凸轮和齿轮的传动特性,可实现高效率,大功率的精确传动比,在农业机械、冶金机械、印刷机械和轻工机械等领域已得到了广泛的应用。由于设备的原动机一般为电动机,转速较高,无法直接与变速传动机构连接以输出变速运动,因此实际生产中在非圆齿轮副与原动机之间安装减速机构,这样就能通过减速机构与非圆齿轮副组成串联装置来实现减速变速传动,这种串联的传动结构相对于单对齿轮副来说,增加了传动链的长度,增大了传动空间,且降低了传动效率,因此若能将减速和变速功能集中在一对齿轮副上,实现减变速一体化传动,将齿轮副的从动齿轮与主动齿轮的传动比分解为是减速比和变速比的乘积的倒数,通过对齿轮副减速比与变速比的任意组合可以实现设备对减速变速复合传动效果的要求,能彻底改变齿轮变速比传动的串联结构,简化传动装置,提升机构传动性能,但目前的非圆齿轮副都只能实现一些特定环境中的减速变速传动,无法满足实际生产的需要。[0003]平面非圆齿轮可实现两平行回转轴之间的变角速度传动,根据平面非圆齿轮的形状可以将其分成很多种类,但实际中应用最多的是椭圆齿轮副和偏心圆齿轮副。若要通过一对平面非圆齿轮副实现减速变速一体传动,需要由一个小非圆齿轮与一个大非圆齿轮配