[实用新型]分段变形椭圆齿轮

说明书

技术领域

本实用新型属于传动装置领域，尤其是用于以可变速比传送旋转运动或用于使旋转运动换向的齿轮传动装置，涉及节曲线为分段变形椭圆的非圆齿轮。

背景技术

非圆齿轮与其它能得到非匀速比的机构相比，综合了圆齿轮和凸轮机构的优点，易于实现变速传动，可按运动要求进行精确的设计和制造，运动精度高，与其它机构组合还可实现摆动、振荡及间歇等各种复杂运动。目前非圆齿轮节曲线有两类：其一为具有自由形状，难以用代数方程进行刻划；其二为具有典型形状，如椭圆齿轮、变形椭圆齿轮和高阶椭圆齿轮。 

《农业机械学报》的《变形椭圆齿轮分插机构运动分析与优化》一文给出变形椭圆齿轮的定义：将2个阶数不同的椭圆组成连续封闭的曲线。其模型如下。

为半长轴；为偏心率；为前段变形系数；为后段变形系数；为极角；为前段极径；为后段极径。和满足下式。

中国专利CN201010225969.0公开了一种步行式插秧机的变形椭圆—圆柱齿轮后插旋转式分插机构，能够较好实现传动比不对称性的传动要求。

变形椭圆齿轮由于变形段数较少，仍属典型形状非圆齿轮，不能取代自由节曲线非圆齿轮。目前所述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；特别是自由节曲线非圆齿轮，形状各异，给标准化制订和标准化设计带来难以克服的困难。在众多实际应用中，非圆齿轮传动比函数可以局部变动调整，即其节曲线可在一定范围内进行整合，导致传动比的微变不影响机构整体功能和性能。

发明内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种节曲线为分段变形椭圆的非圆齿轮，即用分段变形椭圆齿轮构造自由节曲线非圆齿轮，实现两类齿轮的统一。

本实用新型的分段变形椭圆齿轮，包括轮齿、齿槽、轮毂，轮齿及齿槽排列位置由齿轮节曲线确定，所述节曲线由N段构成，N为正整数，每段节曲线均为变形椭圆；N段节曲线首尾相接，连接处曲线光滑相切。所述分段变形椭圆齿轮可实现自由节曲线非圆齿轮的标准化。

所述的分段变形椭圆齿轮，N段节曲线对应的极角之和为，曲线封合。节曲线方程如下。

为分段数；，为段序号；为段极径；为段变形系数，需满足：。

所述的分段变形椭圆齿轮，轮齿排列方向可以与齿轮轴线平行，构成分段变形椭圆直齿轮，可替代自由节曲线非圆直齿轮。

所述的分段变形椭圆齿轮，轮齿排列方向可以与齿轮轴线倾斜一定角度，构成分段变形椭圆斜齿轮，可替代自由节曲线非圆斜齿轮。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的分段变形椭圆齿轮节曲线每段均为变形椭圆，通过调整所述参数、、及，可在误差允许范围内逼近自由节曲线，将自由节曲线非圆曲线转化为分段变形椭圆齿轮，统一了两类非圆齿轮；所述参数、、及采用十进制等比数列构成优先数系，可实现非圆齿轮的标准化；采用变形椭圆插补算法的数控机床能实现高速高精加工所述分段变形椭圆齿轮。

附图说明    

图1为本实用新型分段变形椭圆齿轮节曲线构造方法示意图；

图2为本实用新型三段变形椭圆齿轮实施例节曲线示意图；

图3为本实用新型三段变形椭圆齿轮实施例端面示意图；

图4为本实用新型三段变形椭圆直齿轮实施例示意图；

图5为本实用新型三段变形椭圆斜齿轮实施例示意图；

图6为本实用新型四段变形椭圆齿轮实施例节曲线示意图；

图7为本实用新型四段变形椭圆齿轮实施例端面示意图；

图8为本实用新型四段变形椭圆直齿轮实施例示意图；

图9为本实用新型四段变形椭圆斜齿轮实施例示意图；

图10为本实用新型五段变形椭圆齿轮实施例节曲线示意图；

图11为本实用新型五段变形椭圆齿轮实施例端面示意图；

图12为本实用新型五段变形椭圆直齿轮实施例示意图；

图13为本实用新型五段变形椭圆斜齿轮实施例示意图。

具体实施方式   

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

实施例一

本实施例为三段变形椭圆齿轮，节曲线特征参数为：=150，=0.1，=3，=1.6，=2.0，=0.53。参见附图1，示意了本实用新型齿轮节曲线构造方法，将节曲线在极角内分为N段进行变形，如第一段11极角为，第段1j极角为，各段变形系数满足：。

因此，，即变形椭圆齿轮节曲线为封闭曲线。