[实用新型]一种变传动比线齿轮机构

权利要求书

1.一种变传动比线齿轮机构，其特征在于：该机构由任意角度相交轴的主动轮和从动轮组成传动副，主动轮由轮体和线齿组成，从动轮由轮体和线齿组成，主动轮线齿和从动轮线齿的接触线按照一对空间共轭曲线啮合，主动轮与驱动器联接以提供输入，主动轮上的线齿有一条或多条；主动轮的线齿和从动轮的线齿通过点接触啮合；从动轮与输出端联接以提供运动或力的输出，从动轮上的线齿为具有变传动比性质的线齿：在一个运动周期内，存在多个传动比，不同传动比之间可进行平稳过渡，从而产生周期性变传动比的传动。

2.根据权利要求1所述的变传动比线齿轮机构，其特征在于：主动轮的线齿上用于啮合的接触线为圆柱螺旋线；从动轮的线齿分为等传动比部分和变传动比部分，线齿上的用于啮合的接触线的方程有两种，一种为实现等传动比的等传动比方程，另一种为实现变传动比的变传动比方程。

3.根据权利要求2所述的变传动比线齿轮机构，其特征在于：所述机构在传动过程中，变传动比方程能使线齿轮的传动比从一个值平稳变到另一个值，即传动比函数的导数值由0开始增大或减小到某一个值，再平稳回到0。

4.根据权利要求3所述的变传动比线齿轮机构，其特征在于：所述变传动比方程确定如下：O-xyz为空间上任意固定笛卡尔坐标系，O为O-xyz坐标系原点，x、y、z是O-xyz坐标系的三个坐标轴，笛卡尔坐标系O_p-x_py_pz_p根据坐标系O-xyz位置进行确定，x_pO_pz_p平面与xOz平面在同一平面内，坐标原点O_p到_z轴的距离为a，O_p到x轴的距离为b，_z轴与z_p轴之间的夹角为(π-θ)，θ为主、从动轮角速度矢量的夹角，0°≤θ≤180°，坐标系O₁-x₁y₁z₁和O₂-x₂y₂z₂分别为固定在主动轮和从动轮上的坐标系，传动时主动轮和从动轮各自绕着_z轴和z_p轴转动，且主动轮与从动轮起始啮合处为起始位置，在起始位置，坐标系O₁-x₁y₁z₁和O₂-x₂y₂z₂分别与坐标系O-xyz及O_p-x_py_pz_p重合，在任意时刻，原点O₁与O重合，z₁轴与_z轴重合，原点O₂与O_p重合，z₂轴与z_p轴重合，主动轮以匀角速度ω₁绕_z轴旋转，主动轮角速度方向为_z轴负方向，主动轮绕_z轴转过的角度为从动轮以匀角速度ω₂绕z_p轴旋转，从动轮角速度方向为z_p轴负方向，从动轮绕z_p轴转过的角度为则若主动接触线在坐标系O₁-x₁y₁z₁上的方程为：

则，变传动比接触线的方程为：

其中，A和C由方程和确定，m为主动轮接触线的螺旋半径，n为主动轮接触线与螺距相关的参数，若螺距为p，则定义：t为参变量，表示主动轮一条线齿的接触线为圆周的螺旋线，当t＝-π时，主动轮和从动轮线齿开始啮合，当时，主动轮转过圆周，主动轮和从动轮线齿啮合到末端，开始脱离；i_a和i_b为其中某段变化过程前后的两个传动比；和为变传动比过程中，主动轮某线齿在传动时的起始和终止角度，当时，。