[发明专利]连续共轭杯形或礼帽形谐波齿轮的三圆弧齿廓设计

权利要求书

1.一种考虑柔轮沿轴向锥度变形的具有三圆弧齿廓的杯形或礼帽形谐波齿轮，包括刚轮、柔轮、波发生器和柔性轴承；其特征在于：所述柔轮的齿廓由位于柔轮分度圆附近的外凸的中圆弧BC、齿顶附近的外凸的上圆弧AB和齿根附近的内凹的下圆弧CD组成；其中中圆弧BC与上圆弧AB在B点相切，且中圆弧BC的半径大于上圆弧AB的半径；定义中圆弧BC与柔轮分度圆的交点为E，中圆弧BC在E点的切线与柔轮齿廓对称面间的夹角为α；中圆弧BC与下圆弧CD在C点相切；所述柔轮齿槽处的内凹圆弧DF与下圆弧CD在D点相切；所述刚轮的三圆弧齿廓是根据柔轮齿廓在柔轮齿圈前截面上、及后截面上的轮齿运动轨迹的外包络拟合计算获得；所述的柔轮齿廓与所述的刚轮齿廓可连续共轭啮合；

其中，在柔轮齿圈后截面上，柔轮齿顶圆弧齿廓和刚轮齿顶圆弧齿廓首先开始啮合，随后，从变形后柔轮的短轴向长轴过渡，柔轮中圆弧齿廓与刚轮齿顶圆弧齿廓进入共轭啮合；在柔轮齿圈中截面上，随着径向变形增大柔轮中圆弧齿廓与刚轮齿顶圆弧齿廓首先进入共轭啮合；随后，柔轮中圆弧齿廓与刚轮中间圆弧齿廓进入共轭啮合；在柔轮齿圈前截面上，柔轮中圆弧齿廓与刚轮中圆弧齿廓首先进入共轭啮合，随后柔轮齿顶圆弧齿廓与刚轮齿根圆弧齿廓共轭啮合。

2.一种适于用权利要求1的杯形或礼帽形谐波齿轮的三圆弧齿廓设计方法，其特征在于：为了使更多的轮齿参与共轭啮合，柔轮的三圆弧齿廓是根据在杯形或礼帽形柔轮齿圈沿轴向在计算截面上柔轮齿廓共轭方程的包络存在区间最大为设计准则进行构造的；与柔轮齿廓相互共轭的刚轮齿廓采用包络理论，杯形或礼帽形柔轮在波发生器作用下产生锥度变形，所述刚轮齿根部分的圆弧齿廓根据柔轮齿廓在齿圈前截面上的运动轨迹的外包络拟合计算；所述刚轮齿廓的齿顶部分的圆弧齿廓根据柔轮齿廓在齿圈后截面上的运动轨迹的外包络拟合计算；刚轮的齿根圆弧齿廓与齿顶圆弧齿廓中间的过渡段根据相切条件和不干涉准则，采用圆弧拟合获得。