直线共轭内啮合齿轮副齿廓曲线设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102563008A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102563008A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210023841.5(22)申请日2012.02.02(71)申请人佛山市顺德区中意液压有限公司地址528300广东省佛山市顺德区大良街道河西工业区凤翔路18号(72)发明人叶春浓朱小化覃建召尤梓标易菁(74)专利代理机构广州三环专利代理有限公司44202代理人刘孟斌(51)Int.Cl.F16H55/17(2006.01)F16H55/08(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图44页(54)发明名称直线共轭内啮合齿轮副齿廓曲线设计方法(57)摘要本发明涉及一种直线共轭内啮合齿轮副齿廓曲线设计方法，运用函数最佳逼近理论来设计直线共轭内啮合齿轮副齿廓曲线，包括以下步骤：根据齿轮副使用工况确定齿轮副的基本参数，如模数、齿数、齿顶圆、齿根圆、分度圆齿厚、齿形半角等；根据所确定的基本参数，将外齿轮齿廓设计成左右对称的直线；在外齿轮直线齿廓上取一系列离散点；通过齿廓法线法计算出与直线齿轮共轭的内齿圈齿廓的一系列离散点；在平方度量意义下选择多项式对内齿圈齿廓散点作最佳逼近，得到内齿圈齿廓曲线的表达式；最后给出误差估计；本发明的有益效果是：齿廓曲线表达式构造简单，意义直观，能方便地分析齿轮副传动特性，如齿轮副的接触应力、滑动率的计算等。CN1025638ACN102563008A权利要求书1/1页1.直线共轭内啮合齿轮副齿廓曲线设计方法，所述直线共轭内啮合齿轮副由外齿轮和内齿圈组成，其特征是，所述外齿轮齿廓为左右对称的直线，所述设计方法包括以下步骤：步骤一、根据齿轮副使用工况及寿命要求，确定齿轮基本参数，分别为齿轮模数m，外、内齿轮齿数分别为Z1，Z2，外齿轮齿顶圆da，齿根圆df，分度圆齿厚s，齿形半角β；步骤二、根据步骤一所确定的齿轮基本参数，由齿形半角β＝26°可计算得直线斜率a＝tan(90°-β)，由分度圆齿厚s，分度圆直径d＝mz1，计算得截距b，即可得到外齿轮y轴左边齿廓方程为：y＝ax+b；步骤三、将步骤二所得直线齿廓方程离散化，即在直线齿廓上取一系列离散点(x1，y1)，(x2，y2)，…，(xn，yn)；步骤四、运用齿廓法线法求出与直线齿廓共轭的齿廓曲线的一系列离散点(x1′，y1′)，(x2′，y2′)，…，(xn′，yn′)；步骤五、内齿圈齿廓选择代数多项式为逼近函数类，其形式如下：式中：ai(i＝0，1，2，…)为实数。步骤六、选择平方度量空间，在此度量空间下使得：*y为f在yn中的逼近函数。步骤七、根据以上数据及数学方法，编制计算机程序。步骤八、给出精度要求，计算出多项式的具体表达式；步骤九、给出误差估计。2CN102563008A说明书1/4页直线共轭内啮合齿轮副齿廓曲线设计方法技术领域[0001]本发明属于机械传动技术领域，具体涉及一种直线共轭内啮合齿轮副齿廓曲线设计方法。背景技术[0002]直线共轭内啮合齿轮副，其外齿轮齿廓为简单的左右对称的直线，内齿圈齿廓为与外齿轮齿廓共轭的曲线，外齿轮和内齿圈均为圆柱齿轮，此传动方式最突出的优点是：滑动系数小、噪音低。[0003]但相对于渐开线齿轮副传动，直线共轭内啮合齿轮副是一种特殊的齿轮传动方式，目前还缺乏系统的分析研究和完善的设计方法，尤其是齿廓曲线的设计有待深入研究。[0004]从现有研究文献可知，与直线外齿轮共轭的内齿圈齿廓曲线设计方法有两种，一种是利用坐标变换，建立了形如：[0005][0006]的参数方程，参考文献如下：[0007]崔建昆，秦山，闻斌。直线共轭内啮合齿轮副特性分析[J]。机械传动，2004，28(6)。[0008]崔建昆，秦山，闻斌。QX型直线共轭内啮合齿轮泵研制[J]。流体机械，2004，32(12)。[0009]王全先，南昀。直线齿廓内齿轮传动副的齿形设计及运动仿真[J]。机械传动，2007，31(4)。[0010]丛小青，刘梦仙，乌骏。直线-共轭内啮合齿轮泵的设计方法[J]。排灌机械，2008，1(26)。[0011]张远深，胡晓函，刘玉波等。直线共轭齿廓内啮合齿轮泵的研究[J]。机械设计与制造，2010，(6)。[0012]另一种是利用复数矢量法，建立了形如：[0013][0014]的齿廓曲线方程，参考文献如下：[0015]徐学忠，宋天麟。直线共轭齿廓齿轮副的滑动系数研究[J]。淮阴师范学院学报(自然科学版)，2007，6(3)。[0016]上述两种形式的齿廓曲线方程优点是方程中包含有反映齿轮特性的参数，如a代表中心距，φ1，φ2分别代表了两齿轮的转角等，但有明显的缺点：方程构造复杂、计算繁琐、意义不直观。而计算简