无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构及环面蜗杆齿面建模方法.pdf

(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CN110131382A(43)申请公布日2019.08.16(21)申请号201910500622.3(22)申请日2019.06.11(71)申请人深圳市蓝蓝科技有限公司地址518000广东省深圳市宝安区塘头大道辉业科技园二栋二楼(72)发明人王文韬陈永洪蒋树仁周雄雄(74)专利代理机构深圳硕界知识产权代理事务所(特殊普通合伙)44457代理人陈健(51)Int.Cl.F16H55/08(2006.01)F16H55/10(2006.01)F16H55/22(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图6页(54)发明名称无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构及环面蜗杆齿面建模方法(57)摘要本发明提供一种无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构，包括滚子蜗轮以及与滚子蜗轮啮合的环面蜗杆，滚子蜗轮的每个轮齿为一独立滚子，以所环面蜗杆中心为对称中心，环面蜗杆中心处的滚子齿面与蜗杆两相对侧齿面均间隙配合，相对环面蜗杆中心两两对称位置的滚子的齿面与环面蜗杆相反侧齿面单面对称过盈配合、与所述环面蜗杆相对侧齿面单面对称间隙配合，并且提供了一种用于该无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构的环面蜗杆齿面建模方法。CN110131382ACN110131382A权利要求书1/3页1.一种无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构，包括滚子蜗轮以及与所述滚子蜗轮啮合的环面蜗杆，所述滚子蜗轮的每个轮齿为一独立滚子，其特征在于：以所述环面蜗杆中心为对称中心，所述环面蜗杆中心处的滚子齿面与所述蜗杆两相对侧齿面均间隙配合，相对所述环面蜗杆中心两两对称位置的滚子的齿面与所述环面蜗杆相反侧齿面单面对称过盈配合、与所述环面蜗杆相对侧齿面单面对称间隙配合。2.如权利要求1所述的无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构，其特征在于：所述环面蜗杆具有修形处理齿面，所述环面蜗杆中心处相对两侧的齿面之间设有沿所述齿面法向向内修形的间隙量，位于该中心处的滚子的两侧齿面与对应的环面蜗杆两相对侧齿面之间以该修形间隙量间隙配合。3.如权利要求2所述的无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构，其特征在于：所述环面蜗杆中心相反两侧齿面具有沿齿面法向向外修形的过盈量，位于所述对称中心两侧的对称设置的成对滚子的近中心侧齿面与对应的环面蜗杆相反两侧齿面之间以该修形过盈量过盈配合，远中心侧齿面与环面蜗杆的相对侧齿面以该修形间隙量间隙配合。4.如权利要求3所述的无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构，其特征在于：所述环面蜗杆的齿面法向间隙修形段与过盈修形段之间以斜坡修形段过渡。5.一种如权利要求1至4中任意一项所述的无侧隙滚子包络环面蜗杆传动机构的环面蜗杆齿面建模方法，包括以下步骤：建立所述滚子蜗轮和环面蜗杆的齿面方程；对所述环面蜗杆进行修形处理，建立修形后的环面蜗杆的齿面方程；将修形后的环面蜗杆齿面分离为系列环面螺旋线方程；求解所述环面螺旋线方程，得到系列环面螺旋线的数据点；基于系列数据点拟合建立环面螺旋线；基于系列环面螺旋线，建立环面蜗杆的一侧齿面；以及基于环面蜗杆的两侧齿面，缝合形成环面蜗杆三维精确模型。6.如权利要求5所述的环面蜗杆齿面建模方法，其特征在于：所述滚子的齿面方程为：所述环面蜗杆齿面方程表示为：2CN110131382A权利要求书2/3页其中，a为展成中心距，i12为传动比，r为滚子半径，u和θ为滚子齿面参数，和为滚子蜗轮和环面蜗杆的角位移。7.如权利要求6所述的环面蜗杆齿面建模方法，其特征在于：所述修形后的环面蜗杆实际齿面的齿面方程为：其中，σ为修形旋转量，与环面蜗杆齿面的法向齿面修形量s的关系为：其中，Z2为滚子蜗轮的齿数，d2为滚子蜗轮的分度圆直径。8.如权利要求7所述的环面蜗杆齿面建模方法，其特征在于：将修形后的环面蜗杆齿面分离为系列环面螺旋线后的环面螺旋线方程为：3CN110131382A权利要求书3/3页其中，R为环面螺旋线的环面圆弧半径。9.如权利要求8所述的环面蜗杆齿面建模方法，其特征在于：所述环面蜗杆齿面的环面螺旋线方程求解步骤为：步骤1，在环面螺旋线的环面圆弧半径R的取值范围内，选定一R值；步骤2，在环面蜗杆转角的取值范围内，选定一值；步骤3，在u的取值范围内，取初始u值，通过式中的啮合方程22求解出对应的θ值，同时通过函数f＝x2'+y2'-R求解出此时对应的f值；步骤4，u值按一定步长增加，按步骤2求出其所对应的f值，求出在值f发生正负变化时的两个u值；步骤5，以u值为变量，f＝0为目标函数，在步骤3中所求出的两个u值的区间内利用二分法求解出f＝0时所对应的u值及其θ值；步骤6，将值、步骤5中的u值和v值带入式得坐标点(x2',y2',z2')；步骤7，再给定一值，重复上述步骤2至步骤6，得另一坐标