谐波传动齿条近似齿廓设计方法.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CN106641183A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611236930.2(22)申请日2016.12.28(71)申请人重庆大学地址400044重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人王家序李俊阳肖科韩彦峰袁攀(74)专利代理机构北京海虹嘉诚知识产权代理有限公司11129代理人谢殿武(51)Int.Cl.F16H55/26(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称谐波传动齿条近似齿廓设计方法(57)摘要本发明公开了一种谐波传动齿条近似齿廓设计方法，针对渐开线和双圆弧谐波传动齿廓设计中啮合侧隙过大造成传动精度降低以及柔轮轴向偏斜产生齿廓干涉等的问题，提出一种基于齿条近似法的谐波传动齿廓设计方法。该方法考虑实际啮合情况，利用齿条近似法对柔轮齿相对于刚轮齿的实际运动轨迹进行近似齿廓设计与齿廓修形。CN106641183ACN106641183A权利要求书1/1页1.一种谐波传动齿条近似齿廓设计方法，其特征在于：以柔轮分度圆切线为x轴，以柔轮的中心线为y轴建立柔轮齿坐标系O1-xy。以刚轮的分度圆切线为x轴，以刚轮的齿槽中心线为y轴建立刚轮齿坐标系O2-xy，柔轮凸齿廓曲线方程为：刚轮凸齿廓曲线方程为：2.根据权利要求1所述的谐波传动齿条近似齿廓设计方法，其特征在于：柔轮凹齿廓曲线方程为：刚轮凹齿廓曲线方程为：3.根据权利要求2所述的谐波传动齿条近似齿廓设计方法，其特征在于：柔轮的凸齿廓与凹齿廓之间以及刚轮的凸齿廓与凹齿廓之间通过过渡直线连接，由柔轮齿的凸齿廓和凹齿廓端点求得柔轮齿的过渡直线方程式，由刚轮齿的凸齿廓和凹齿廓端点求得刚轮齿的过渡直线方程式。2CN106641183A说明书1/5页谐波传动齿条近似齿廓设计方法技术领域[0001]本发明涉及一种谐波传动齿条近似齿廓设计方法。背景技术[0002]国内现有的谐波传动齿廓技术主要为渐开线齿廓和双圆弧齿廓。采用的齿廓设计理论主要是包络理论。但渐开线齿廓啮合齿数少，双圆弧齿廓啮合侧隙不均匀。[0003]日本公司发明的S型齿廓采用了一种全新的齿廓设计理论。通过该理论可以得到的S型齿廓完整表达式。[0004]从仿真分析可知，S型齿廓相对于双圆弧齿廓有更小、更均匀的啮合侧隙。但是S型齿廓是通过近似运动轨迹通过曲线映射关系得到，其齿廓修型量有两部分组成。发明内容[0005]有鉴于此，本发明的目的是提供一种谐波传动齿条近似齿廓设计方法，本申请的齿条近似齿廓利用实际运动轨迹通过曲线映射关系进行齿廓设计，其齿廓修型量只有一部分。该齿条近似齿廓也能实现更小、更均匀的啮合侧隙。[0006]谐波传动齿条近似齿廓设计方法，以柔轮分度圆切线为x轴，以柔轮的中心线为y轴建立柔轮齿坐标系O1-xy。以刚轮的分度圆切线为x轴，以刚轮的齿槽中心线为y轴建立刚轮齿坐标系O2-xy，柔轮凸齿廓曲线方程为：[0007][0008]刚轮凸齿廓曲线方程为：[0009][0010]进一步，柔轮凹齿廓曲线方程为：[0011][0012]刚轮凹齿廓曲线方程为：[0013][0014]进一步，柔轮的凸齿廓与凹齿廓之间以及刚轮的凸齿廓与凹齿廓之间通过过渡直线连接，由柔轮齿的凸齿廓和凹齿廓端点求得柔轮齿的过渡直线方程式，由刚轮齿的凸齿廓和凹齿廓端点求得刚轮齿的过渡直线方程式。[0015]本发明的有益效果是：本发明的谐波传动齿条近似齿廓设计方法，针对渐开线和双圆弧谐波传动齿廓设计中啮合侧隙过大造成传动精度降低以及柔轮轴向偏斜产生齿廓3CN106641183A说明书2/5页干涉等的问题，提出一种基于齿条近似法的谐波传动齿廓设计方法。该方法考虑实际啮合情况，利用齿条近似法对柔轮齿相对于刚轮齿的实际运动轨迹进行近似齿廓设计与齿廓修形。附图说明[0016]图1为谐波传动原理图；[0017]图2为齿条近似法原理图；[0018]图3为谐波齿轮运动轨迹示意图；[0019]图4为谐波齿轮运动轨迹与近似齿廓的关系图；[0020]图5为齿廓修形原理图。具体实施方式[0021]图1为谐波传动原理图；图2为齿条近似法原理图；图3为谐波齿轮运动轨迹示意图；图4为谐波齿轮运动轨迹与近似齿廓的关系图；图5为齿廓修形原理图，如图所示：以波发生器回转中心O为原点，以波发生器长轴为y轴，则波发生器、柔轮、刚轮的运动几何关系如图1所示，其中各参数意义如下表：[0022][0023][0024]柔轮中性层曲线采用国内余弦凸轮曲线算法时，其极坐标系下的方程为：[0025]ρ＝rm+kmcos(2θ)(1)4CN106641183A说明书3/5页[0026]式中：k为柔轮径向变形量系数，m为模数。[0027]柔轮装配变