[实用新型]高阶多段变性椭圆齿轮

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于以可变速比传送旋转运动的齿轮传动装置,尤其是节曲线为高阶多段变性椭圆的非圆齿轮,属于传动装置领域。

背景技术

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，也可用于实现精确非圆轨迹的运动。由于传动动力较大，在农业机械、轻工机械、计量机械等领域是不可替代的部件。目前，非圆齿轮节曲线有两类：其一为自由形状，一般用样条曲线或列表曲线进行表达；其二为典型形状，如椭圆齿轮、变性椭圆齿轮和高阶椭圆齿轮。其中，以典型形状的椭圆族类非圆齿轮应用最为广泛。

中国专利CN201220537326.4公开了一种分段变形椭圆齿轮。相对传统变性椭圆齿轮，分段变形椭圆齿轮可在                                                极角范围内实现大于2段的变性，能够较好实现传动比不对称的传动要求；可将非周期性自由节曲线非圆齿轮转化为分段变形椭圆齿轮，统一了两类非周期性非圆齿轮，并可实现非周期性非圆齿轮的标准化。分段变形椭圆齿轮节曲线方程如下式：

为分段数；，为段序号；为段极径；为段变形系数，需满足下式。

所述分段变形椭圆齿轮只能拟合非周期性自由节曲线非圆齿轮，对周期性自由节曲线非圆齿轮（高阶自由节曲线非圆齿轮）无能为力。为达到自由形状非圆齿轮与典型形状非圆齿轮两者的完全统一，并完全实现非圆齿轮的标准化，可将分段变形椭圆齿轮拓展为高阶多段变性椭圆齿轮。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种节曲线为高阶多段变性椭圆的非圆齿轮，即用高阶多段变性椭圆齿轮构造周期性自由节曲线非圆齿轮，实现两类齿轮的完全统一。

高阶多段变性椭圆齿轮, 包括轮毂、轮齿和齿槽，其中轮毂的轮周上均布着轮齿，相邻轮齿之间为齿槽，所述轮齿和齿槽的排列位置由齿轮节曲线形状确定，所述轮毂用于与其他零件装配；其特征在于：所述齿轮节曲线是周期为n的周期曲线依次光滑连接组成；所述周期曲线由N段节曲线依次光滑连接构成；所述每段节曲线均为变性椭圆上的一段轮廓曲线，n和N为正整数；所述齿轮节曲线方程（1）如下：

         （1）

式中，a为半长轴；e为偏心率，e∈[0,1]；θ为极角，θ∈[0,2π]；n为阶数，是正整数；i=1,2,3,…,n，为周期序号；N为周期内分段数；j=1,2,3,…,N，为段序号；m_j为j段变性系数；r_ij为i周期j段极径。

所述各段节曲线所对应的极角之和为；所述节曲线连接处曲线光滑相切；所述变性系数m_j满足式（2）：

                             （2）

式（2）中，N为周期内分段数；j=1,2,3,…,N，为段序号；m_j为j段变性系数。

所述的高阶多段变性椭圆齿轮，所述轮齿排列方向可以与所述齿轮轴线平行，构成高阶多段变性椭圆直齿轮。

所述的高阶多段变性椭圆齿轮，所述轮齿排列方向可以与所述齿轮轴线倾斜一定角度，构成高阶多段变性椭圆斜齿轮。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的高阶多段变性椭圆齿轮，每周期内节曲线可按传动要求分为N段，极大提高了传动性能，并为齿轮副设计带来更大便捷性；当N=1时，所述高阶多段变性椭圆齿轮即为高阶椭圆齿轮；当N=2时，所述高阶多段变性椭圆齿轮即为高阶变性椭圆齿轮；当n=1时，所述高阶多段变性椭圆齿轮即为所述分段变形椭圆齿轮，故本实用新型的高阶多段变性椭圆齿轮包括了所述分段变形椭圆齿轮的范畴，还具备独有的可传递周期性变化传动比的优势。另外，本实用新型的高阶多段变性椭圆齿轮可构造周期性自由节曲线非圆齿轮，通过调整所述参数、、、n及m_j，可将周期性自由节曲线非圆齿轮转化为高阶多段变性椭圆齿轮，实现了典型形状和自由节曲线这两类非圆齿轮的完全统一。