摆线齿轮齿廓线性修形方法及摆线针轮传动装置.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CN109190289A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201811109910.8(22)申请日2018.09.21(71)申请人中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司地址213000江苏省常州市五一路258号(72)发明人陈馨雯王起梁张永升(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人曾章沐(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书5页说明书17页附图3页(54)发明名称摆线齿轮齿廓线性修形方法及摆线针轮传动装置(57)摘要本发明提供一种摆线齿轮齿廓线性修形方法及摆线针轮传动装置，包括如下步骤：S1、设定摆线齿轮齿廓曲线参数；S2、推导摆线齿轮齿廓曲线方程及曲率半径公式；S3、推导压力角α关于ψ的方程；S4、推导摆线齿轮齿廓啮合角α′的方程；S5、推导摆线齿轮齿廓压力角α与啮合角α′的关系方程；S6、令针齿半径rz＝rz(ψ)进行修形，rz(ψ)为关于转角ψ变化的线性函数，求解线性函数rz(ψ)。本申请在保证了安装、润滑等所需侧隙的同时，可以得到更小修行量，传动精度更高。CN109190289ACN109190289A权利要求书1/5页1.一种摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、设定摆线齿轮齿廓曲线参数：针齿分布圆半径为Rz、针轮半径为rz、偏心距为中心O绕基圆的中心Oa转过的角度为ψ、摆线齿轮齿数为Za、针销数Zb、短幅系数为K1＝AZb/Rz、滚圆r的绝对转角为θa、M点的公法线与X轴的夹角为γ；S2、推导摆线齿轮齿廓曲线方程及曲率半径公式：其中，ψ为滚圆中心绕基圆中心转过的角度；S3、推导压力角α关于ψ的方程如下：反求ψ可得S4、推导摆线齿轮齿廓啮合角α′的方程如下：S5、推导摆线齿轮齿廓压力角α与啮合角α′的关系方程如下：S6、令针齿半径rz＝rz(ψ)进行修形，rz(ψ)为关于转角ψ变化的线性函数，求解线性函数rz(ψ)：2CN109190289A权利要求书2/5页2.根据权利要求1所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，步骤S2中摆线齿轮齿廓曲线方程推导如下：假设基圆固定不动，并取基圆的中心Oa为X-Y直角坐标的原点，设偏心距当滚圆r在基圆R上从C点滚到B点时，滚圆中心O绕基圆的中心Oa转过的角度为ψ，滚圆r的绝对转角为θa，滚圆r的相对转角为θb，则理论齿廓上任一点M的坐标为当滚圆r绕基圆R滚过一齿时而滚圆r相对转过一整圆时，θb＝2π，所以θb＝Zaψ，而θa＝θb+ψ＝Zbψ，设针齿的半径为rz，M点的公法线与X轴的夹角为γ，则实际齿廓上对应的K(x,y)点的坐标则摆线齿轮齿廓曲线方程为3.根据权利要求2所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，步骤S2中摆线齿轮实际齿廓曲线的曲率半径ρ推导如下：摆线齿轮理论齿廓曲线的曲率半径为ρ0，即摆线齿轮的实际齿廓曲线是理论曲线的等距曲线，摆线齿轮的实际齿廓曲线的曲率半径ρ为：3CN109190289A权利要求书3/5页4.根据权利要求3所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，步骤S3中压力角α推导如下：摆线齿轮齿廓压力角α为力的方向和速度方向之间的夹角，根据余弦定理和正弦定理，可得压力角α关于ψ的具体方程为：则其中，P为滚圆与基圆的啮合点，所述压力角α在完整摆线齿轮齿廓曲线形成中为一周期变量，变量周期为2π/Za，反求ψ可得：当ψ在[0,π/Za]内，其它区间可由函数周期性得出：5.根据权利要求4所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，令MOb＝Rz，MK＝rz，ObP＝rb，θb＝Zaψ，根据余弦定理，在θb的一个周期内，可得步骤S4中啮合角关于ψ的具体方程为：rb＝AZb则则则4CN109190289A权利要求书4/5页6.根据权利要求5所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，所述S5中压力角、啮合角的关系推导如下：当当则7.根据权利要求1所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，所述S6中修形后摆线齿轮齿廓曲线方程及修形后的曲线与未修形的曲线之间的修形量Δ推导如下：8.根据权利要求7所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，rz为关于ψ的函数对摆线进行修形，rz＝rz(ψ)，且rz(ψ)的函数值大于rz，rz(ψ)为修形函数，令rz(ψ)为线性函数，在[0,2π/Za]内的线性函数rz(ψ)计算得到：5CN109190289A权利要求书5/5页9.根据权利要求8所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，其特征在于，所述S6步骤中修行时需要对rz(ψ)加上侧隙c：10.一种摆线针轮传动装置，其特征在于，包括齿轮、针齿和如权利要求1-9任一项所述的摆线齿轮齿廓线性修形方法，所述齿轮