高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副，包括相互啮合的主动高阶多段变性偏心圆齿轮和从动共轭非圆齿轮，所述高阶多段变性偏心圆齿轮的节曲线由周期为n1的周期曲线依次光滑连接组成，周期曲线由N段节曲线单元依次光滑连接构成；每段节曲线单元均为变性偏心非圆齿轮上的一段轮廓曲线，其中，n1和N均为正整数。和N均为正整数。和N均为正整数。

【技术实现步骤摘要】
高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副


[0001]本技术属于非圆齿轮传动领域，具体涉及一种高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副。

技术介绍

[0002]非圆齿轮机构、凸轮机构和连杆机构都能够实现非匀速传动，但是非圆齿轮综合了圆齿轮和凸轮机构的优点，能用于连续变速比的准确传动，具有传动效率高、运动平稳、工作可靠等优点，已经在许多领域得到广泛的应用。常见的非圆齿轮节曲线主要有典型形状节曲线和自由形状节曲线两类，其中自由形状节曲线难以用代数方程进行表达；典型形状节曲线具有典型的数学模型，如椭圆齿轮、偏心圆齿轮等，但其节曲线变化灵活性较差，传动比调节能力差，无法满足更广传动需求。
[0003]目前上述的两类非圆齿轮在形式上尚未统一，各自的研究成果难以互用；另外自由节曲线非圆齿轮，形状各异，给标准化制订和设计带来困难。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本技术实施例提供一种高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副，即用高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮构造周期性自由节曲线非圆齿轮，其节曲线形状更加多变，可更好地调节传动比的变化，满足多种传动需求，并实现两类齿轮的完全统一。
[0005]根据本技术实施例，提供一种高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副，包括相互啮合的主动高阶多段变性偏心圆齿轮和从动共轭非圆齿轮，所述高阶多段变性偏心圆齿轮的节曲线由周期为n1的周期曲线依次光滑连接组成，周期曲线由N段节曲线单元依次光滑连接构成；每段节曲线单元均为变性偏心非圆齿轮上的一段轮廓曲线，其中，n1和N均为正整数。
[0006]进一步地，所述主动高阶多段变性偏心圆齿轮的节曲线方程如下：
[0007][0008]式中，r
1i1
为主动高阶多段变性偏心圆齿轮第i周期第1段极径；R为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的偏心圆半径；偏心率e为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的偏心距；为主动高阶多段变性偏心圆齿轮极角；n1为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的阶数；m
11
为第1段变性系数；r
1i2
为主动高阶多段变性偏心圆齿轮第i周期第2段极径；m
12
为第2段变性系数；N为每个周期内分段数； i＝1,2,3
…
,n1为周期序号；j＝1,2,3
…
,N1为分段序号；k＝1,2,3
…
,j为分段序号；r
1ij
为主动高阶多段变性偏心圆齿轮i周期j段极径；m
1j
为j段变性系数，m
1k
为k 段变性系数，且均为正数。
[0009]进一步地，所述变性系数m
1j
满足关系式：且m
1k
＞1/N。
[0010]进一步地，所述从动共轭非圆齿轮的节曲线采用下列方程构成：
[0011][0012]式中，r
2ij
为从动共轭非圆齿轮i周期j段极径，a高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副中心距，为从动共轭非圆齿轮极角，i
12
为高阶多段变性偏心非圆齿轮副传动比。
[0013]进一步地，所述高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副中心距，满足下列公式：
[0014][0015]所述主动高阶多段变性偏心圆齿轮为n1阶N段；从动共轭非圆齿轮为n2阶 N段。
[0016]本技术的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0017]由上述实施例可知，本技术的高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副，每周期内节曲线可按传动要求分为N段，且每段均为变性偏心共轭非圆齿轮，具备独有的可传递周期性变化传动比的优势，极大提高了传动性能，并为齿轮副设计带来更大便捷性。本技术高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副可调参数多，易于机构的优化设计，将周期性自由节曲线非圆齿轮转化为高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮，实现了典型形状和自由节曲线两类非圆齿轮的统一。
[0018]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
[0019]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
[0020]图1为根据一示例性实施例示出的高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮节曲线构造方法示意图。
[0021]图2为根据一示例性实施例示出的一阶二段和二阶二段非圆齿轮副节曲线示意图。
[0022]图3为根据一示例性实施例示出的一阶二段和二阶二段非圆齿轮副啮合图。
[0023]图4为根据一示例性实施例示出的三阶三段和四阶三段非圆齿轮副节曲线示意图。
[0024]图5为根据一示例性实施例示出的三阶三段和四阶三段非圆齿轮副啮合图。
[0025]图6为根据一示例性实施例示出的三阶三段和四阶三段非圆直齿轮实例图。
具体实施方式
[0026]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0027]在本技术使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本技术。在本技术和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0028]参见附图1，本技术实施例提供的一种高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副，包括相互啮合的主动高阶多段变性偏心圆齿轮和从动共轭非圆齿轮，所述高阶多段变性偏心圆齿轮的节曲线由周期为n1的周期曲线依次光滑连接组成，周期曲线由N段节曲线单元依次光滑连接构成；每段节曲线单元均为变性偏心非圆齿轮上的一段轮廓曲线，其中，n1和N均为正整数。
[0029]由上述实施例可知，本技术的高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副，每周期内节曲线可按传动要求分为N段，且每段均为变性偏心共轭非圆齿轮，具备独有的可传递周期性变化传动比的优势，极大提高了传动性能，并为齿轮副设计带来更大便捷性。本技术高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副可调参数多，易于机构的优化设计，将周期性自由节曲线非圆齿轮转化为高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮，实现了典型形状和自由节曲线两类非圆齿轮的统一。
[0030]具体地，所述主动高阶多段变性偏心圆齿轮节曲线采用下列方程构成：
[0031][0032]式中，r
1i1
为主动高阶多段变性偏心圆齿轮第i周期第1段极径；R为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的偏心圆半径；偏心率e为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的偏心距；为主动高阶多段变性偏心圆齿轮极角；n1为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的阶数；m
11
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副，其特征在于，包括相互啮合的主动高阶多段变性偏心圆齿轮和从动共轭非圆齿轮，所述高阶多段变性偏心圆齿轮的节曲线由周期为n1的周期曲线依次光滑连接组成，周期曲线由N段节曲线单元依次光滑连接构成；每段节曲线单元均为变性偏心非圆齿轮上的一段轮廓曲线，其中，n1和N均为正整数。2.根据权利要求1所述的一种高阶多段变性偏心共轭非圆齿轮副，其特征在于，所述主动高阶多段变性偏心圆齿轮的节曲线方程如下：式中，r
1i1
为主动高阶多段变性偏心圆齿轮第i周期第1段极径；R为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的偏心圆半径；偏心率e为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的偏心距；为主动高阶多段变性偏心圆齿轮极角；n1为主动高阶多段变性偏心圆齿轮的阶数；m
11
为第1段变性系数；r
1i2
为主动高阶多段变性偏心圆齿轮第i周期第2段极径；m
12
为第2段变性系数；N为每个周期内分段数；i＝1,2,3
…
,n1为周期序号；j＝1,2,3
…
,N...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华成，李文婧，徐高欢，李增芳，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：新型
国别省市：