[发明专利]一种谐波传动的渐开线齿廓修形方法

说明书

本发明公开了一种谐波传动的渐开线齿廓修形方法，点B为修形曲线与渐开线齿面的切点，点E为修形曲线与渐开线齿顶圆的交点，以射线OA为横坐标轴建立坐标系XOY，以射线OC为纵坐标轴建立坐标系X₁OY₁。经过确定点B和点E在坐标系X₁OY₁中的坐标以及渐开线在点B处的切线斜率、确定柔轮齿中心点近似运动轨迹曲线方程、确定修形曲线在坐标系X₁OY₁中的参数方程等步骤后，联立方程组求解各参数，并通过坐标系转换得到修形曲线在坐标系XOY下的参数方程。本方法是基于谐波传动运动学理论对谐波传动渐开线齿廓进行修形，使其既能保证加工工艺性和经济性，又能提高啮合性能，综合了各种谐波齿形的优点，可广泛应用于谐波齿轮技术领域。

技术领域

本发明涉及谐波齿轮技术领域，特别涉及一种谐波传动的渐开线齿廓修形方法。

背景技术

渐开线齿廓具有传递性能良好、工艺性成熟、加工制造刀具简单等优点，被广泛应用于齿轮传动中。而由于谐波齿轮传动中，柔轮频繁的啮入啮出钢轮，啮合轨迹近似于摆线，导致普通渐开线齿轮在谐波传动中啮合性能差，并且啮合过程中存在尖点接触现象，不利于油膜的形成。传统的渐开线齿廓修型方法建立在willis齿轮基本啮合定理基础上，适用于定轴传动，不适用于谐波齿轮传动。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种谐波传动的渐开线齿廓修形方法，采用本方法对渐开线齿廓进行齿廓修形和齿向修形，柔轮轮齿能弥补渐开线齿轮用于谐波齿轮传动的不足、能增加同时啮合的齿数、能使啮合侧隙更小、能够实现连续传动，能保证加工工艺性和经济性，又能提高啮合性能，综合了各种谐波齿形的优点，从而提高了传动的平稳性。

为解决上述技术问题所采用的技术方案：

一种谐波传动的渐开线齿廓修形方法，沿修形曲线对渐开线齿廓进行修形，点B为修形曲线与渐开线齿面的切点，点E为修形曲线与渐开线齿顶圆的交点，点O为基圆圆心，以射线OA为横坐标建立坐标系XOY，以射线OC为纵坐标轴建立坐标系X₁OY₁，点A为齿面与基圆的交点，点C为轮齿中心线与齿顶圆的交点；求解修形曲线的步骤如下：

1-1、在坐标系X₁OY₁中，确定点B和点E的坐标分别为(x_1B,y_1B)、(x_1E,y_1E)，以及渐开线在点B处的切线斜率k_1B；

1-2、在坐标系X₁OY₁中，根据齿条近似法原理确定柔轮齿中心点近似运动轨迹曲线方程为

其中，m为柔轮的模量，z₂为柔轮的齿数，k为该曲线上任一点的斜率，η＝2ψ，ψ为柔轮齿中心线与中性层曲线的交点的矢径与谐波发生器的长轴之间的夹角；

1-3、将柔轮池中心点近似运动轨迹曲线方程进行平移、旋转和缩放获得同时通过点B和点E的修形曲线，并确定修形曲线在坐标系X₁OY₁中的参数方程为

其中，λ,χ,τ为修形曲线的参数值，η∈[0,π]；

1-4、联立方程组可求出修形曲线中λ,χ,τ等参数值，以及修形曲线在点B处对应的η_B和在点E处对应的η_E，

1-5、进行坐标系转换，得到修形曲线在坐标系XOY下的参数方程为