一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法，通过引入等距修形量、移距修形量和转角修形量，推导出了包含齿廓法线方向修形、等距修形、移距修形及转角修形参数的摆线轮齿形通用方程式。本发明专利技术所提出齿形通用方程不仅能够满足现有的修形方式的要求，而且能够实现沿齿廓法线方向修形的齿形设计新方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法
本专利技术涉及摆线轮的设计与制造
，特别是涉及一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法。
技术介绍
摆线轮齿廓方程是根据摆线针轮传动齿廓曲线的形成原理，通过摆线齿廓上点的径向矢量推导得到摆线轮齿廓方程，现有的摆线轮通用齿形方程式能够包含等距修形、移距修形和转角修形。随着机器人用RV减速器向更高精度、更高可靠性、更轻量化方向发展，RV减速器中的摆线轮齿廓修形方法需要有新的发展。目前的通用齿廓可以满足等距修形、移距修形和转角修形，但不能满足齿廓法线方向修形。
技术实现思路
基于现有技术存在的上述问题，本专利技术通过引入等距修形量、移距修形量和转角修形量，推导出能够实现等距修形量、移距修形量、转角修形和齿廓法线修形的摆线轮齿形通用方程式，该方程式不仅可以满足现有的修形方式要求，而且可以实现齿廓法线修形的摆线轮齿廓设计新方法，为机器人用RV减速器向更高精度、更轻量化、更小体积的方向发展提供理论基础。为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法，具体包括：以Oa为坐标原点建立直角坐标系XOaY，该直角坐标系XOaY固定在摆线轮a上，且直角坐标系XOaY相对于摆线轮a是不动的；取中心连线相对于中线连线的转角δ2为独立参数，并假定当δ2＝0时，针齿中心Oz在OaY轴上；摆线轮a相对于中心连线的转角为δ1，针齿中心Oz在OaY轴上；Ob是针齿分布圆中心，Oa是摆线轮中心，Oz是针齿中心，过K点的摆线轮齿廓的法线与节圆相交于P点，ra为摆线轮节圆半径，rp为针齿中心分布圆半径，rrp为针齿半径，过节点P作连线的垂线，垂足为H1，过节点P作连线的垂线，垂足为H2，过节点P作Y轴的垂线，垂足为H3；过点K做连线的垂线，则α为K点处摆线轮的压力角。进一步的，在所建立的坐标系下，设X0和Y0是节点P的直角坐标，则X0＝rasin(δ1)(1)δ1＝iHδ2(2)式中，iH为摆线轮和针轮的相对传动比，即ra＝ZaA(4)式中，Zb——针齿数；Za——摆线轮齿数；A——偏心距；将式(2)、(3)和(4)代入式(1)可得同理可得进一步的，在所建立的坐标系下，设X1、Y1为摆线轮齿廓上点K相对于节点P的直角坐标，则∠KPH3＝∠H1POz+∠H1POa-∠H3POa(10)在直角三角形ΔObH1P中∠H1POa＝90-δ2(11)在直角三角形ΔOaH3P中∠H3POa＝90-δ1(12)将式(8)、(9)、(10)、(11)及(12)代入式(7)可得同理可得进一步的，设X和Y为摆线轮齿廓上K点的直角坐标，可得标准摆线轮方程为进一步的，将标准齿形方程式(15)及(16)中rp以(rp+Δrp)代替；rrp以(rrp+Δrrp)代替；以代替；其中Δrp为移距修形量、Δrrp为等距修形量、δ为转角修形量；选择摆线轮的几何中心Oa为原点，选择通过原点并与摆线轮齿槽的对称轴重合的轴线作为Y轴，设摆线轮齿廓法线方向修形量为dni(i＝1,2,3…)，则概括多种修形方式的齿廓法线法摆线轮通用齿形方程式为：式中，A——偏心距；rb——针轮瞬心轨迹半径；rp——针齿中心分布圆半径；rrp——针齿半径。本专利技术由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：根据本专利技术的摆线轮齿形通用方程式，不仅可以满足现有的修形方式要求，而且可以实现齿廓法线修形的摆线轮齿廓设计新方法，为机器人用RV减速器向更高精度、更轻量化、更小体积的方向发展提供理论基础。附图说明本专利技术共有附图1幅：图1为摆线轮齿廓形成原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细描述。实施例1本实施例提供一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法，包括：以Oa为坐标原点建立坐标系XOaY，直角坐标系XOaY固定在摆线轮a上，它相对于摆线轮a是不动的。取中心连线相对于中线连线的转角δ2为独立参数，并假定当δ2＝0时，针齿中心Oz在OaY轴上。摆线轮a相对于中心连线的转角为δ1，针齿中心Oz在OaY轴上。Ob是针齿分布圆中心，Oa是摆线轮中心，Oz是针齿中心，过K点的摆线轮齿廓的法线与节圆相交于P点，ra为摆线轮节圆半径，rp为针齿中心分布圆半径，rrp为针齿半径，过节点P作连线的垂线，垂足为H1，过节点P作连线的垂线，垂足为H2，过节点P作Y轴的垂线，垂足为H3；过点K做连线的垂线，则α为K点处摆线轮的压力角。在所建立的坐标系下，设X0和Y0是节点P的直角坐标，则X0＝rasin(δ1)(1)δ1＝iHδ2(2)式中，iH为摆线轮和针轮的相对传动比，即ra＝ZaA(4)式中，Zb——针齿数；Za——摆线轮齿数；A——偏心距。将式(2)、(3)和(4)代入式(1)可得同理可得在所建立的坐标系下，设X1及Y1为摆线轮齿廓上点K相对于节点P的直角坐标，则∠KPH3＝∠H1POz+∠H1POa-∠H3POa(10)在直角三角形ΔObH1P中∠H1POa＝90-δ2(11)在直角三角形ΔOaH3P中∠H3POa＝90-δ1(12)将式(8)、(9)、(10)、(11)及(12)代入式(7)可得同理可得设X和Y为摆线轮齿廓上K点的直角坐标，可得标准摆线轮方程为将标准齿形方程式(15)及(16)中rp以(rp+Δrp)代替；rrp以(rrp+Δrrp)代替；以代替即可。选择摆线轮的几何中心Oa为原点，选择通过原点并与摆线轮齿槽的对称轴重合的轴线作为Y轴，设摆线轮齿廓法线方向修形量为dni(i＝1,2,3…)，则概括多种修形方式的齿廓法线法摆线轮通用齿形方程式为式中，A——偏心距；rb——针轮瞬心轨迹半径；rp——针齿中心分布圆半径；rrp——针齿半径。以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术披露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法，其特征在于，具体包括：以Oa为坐标原点建立直角坐标系XOaY，该直角坐标系XOaY固定在摆线轮a上，且直角坐标系XOaY相对于摆线轮a是不动的；取中心连线

【技术特征摘要】
1.一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法，其特征在于，具体包括：以Oa为坐标原点建立直角坐标系XOaY，该直角坐标系XOaY固定在摆线轮a上，且直角坐标系XOaY相对于摆线轮a是不动的；取中心连线相对于中线连线的转角δ2为独立参数，并假定当δ2＝0时，针齿中心Oz在OaY轴上；摆线轮a相对于中心连线的转角为δ1，针齿中心Oz在OaY轴上；Ob是针齿分布圆中心，Oa是摆线轮中心，Oz是针齿中心，过K点的摆线轮齿廓的法线与节圆相交于P点，ra为摆线轮节圆半径，rp为针齿中心分布圆半径，rrp为针齿半径，过点P作连线的垂线，垂足为H1，过节点P作连线的垂线，垂足为H2，过节点P作Y轴的垂线，垂足为H3；过点K做连线的垂线，则α为K点处摆线轮的压力角。2.根据权利要求1所述一种基于齿廓法线法的摆线轮齿廓通用方程设计方法，其特征在于，在所建立的坐标系下，设X0和Y0是节点P的直角坐标，则X0＝rasin(δ1)(1)δ1＝iHδ2(2)式中，iH为摆线轮和针轮的相对传动比，即ra＝ZaA(4)式中，Zb——针齿数；Za——摆线轮齿数；A——偏心距；将式(2)、(3)和(4)代入式(1)可得同理可得3.根据权利要求1所述一种基于齿廓法...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鑫辉，刘珂荧，冯长建，李文龙，
申请(专利权)人：大连民族大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21