[发明专利]渐摆线少齿差行星齿轮副

说明书

本发明提供了一种渐摆线少齿差行星齿轮副，包括：内齿轮以及与所述内齿轮共轭的行星轮；其中，所述内齿轮的齿廓曲线采用凸性渐开线齿廓曲线，根据所述内齿轮的齿廓曲线采用齿廓曲线共轭啮合原理获取所述行星轮的齿廓曲线和啮合线。由此，不仅传动比大、承载能力高、传动效率高，而且渐摆线内齿几何齿形简单易加工，便于一体式齿圈设计，齿形调控参数增加了齿轮副设计的可优化性，啮合过程不易产生根切，且齿轮副重合度大，具有较强的多齿弹性啮合特性与误差均化效应，能够满足高精度与高承载能力的精密传动要求。

技术领域

本发明涉及齿轮传动技术领域，具体涉及一种渐摆线少齿差行星齿轮副。

背景技术

少齿差行星齿轮副是行星齿轮传动机构的核心部件，其内外齿轮以相差一至四个齿的特点组成共轭啮合齿轮副，根据几何齿形的不同，主要有摆线与渐开线少齿差行星齿轮副两种传动形式。

摆线针轮少齿差齿轮副作为摆线少齿差传动中广泛应用的齿轮啮合副，具有传动比大、传动精度高、承载能力高、传动效率高、传动机构简单、机构尺寸小、结构紧凑等优点。基于摆线针轮少齿差齿轮副研发的RV减速器一直占据精密传动减速器市场的主导地位。然而，摆线针轮少齿差齿轮副由于针摆啮合特性与结构特点，存在着众多不足之处：针摆啮合角大且压力角变化范围大以致转臂轴承负荷大可靠性低，是整个传动机构的薄弱环节；装配式针齿壳分度精度高以致加工难度高，对传动精度影响大且具有较大的加工装配误差敏感度；在给定几何尺寸条件下，摆线针轮少齿差行星齿轮副齿形调控参数较少，限制了齿轮副几何参数的可优化空间，制约了传动性能的提升。

渐开线少齿差行星齿轮传动虽然可实现单级大传动比，但重合度低、短齿承载能力弱、变位设计复杂繁琐，刚性结构难以满足精密传动要求，这主要是由内齿轮凹性渐开线齿廓曲线与行星轮凸性渐开线齿廓曲线的啮合特性所决定。由于渐开线齿形简单、易加工、成本低的优点，常采用柔性材料进行结构创新增强多齿弹性啮合效应、实现精密传动功能，例如利用柔性齿轮的谐波减速器，然而，谐波传动存在着柔轮易疲劳、寿命短、承载能力差、扭转刚度低等问题，有被RV减速器替代的趋势。

综上所述，摆线与渐开线少齿差行星齿轮副的这些不足之处影响着传动性能提升，逐渐难以满足日益发展的高性能传动要求。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，提供了一种渐摆线少齿差行星齿轮副，不仅传动比大、承载能力高、传动效率高，而且渐摆线内齿几何齿形简单易加工，便于一体式齿圈设计，有效解决了摆线针轮装配式针齿壳分度加工难度大与小尺寸抽齿设计性能低的问题，齿形调控参数增加了齿轮副设计的可优化性，啮合过程不易产生根切，且齿轮副重合度大，具有较强的多齿弹性啮合特性与误差均化效应，能够满足高精度与高承载能力的精密传动要求。

本发明采用的技术方案如下：

一种渐摆线少齿差行星齿轮副，包括：内齿轮以及与所述内齿轮共轭的行星轮；其中，所述内齿轮的齿廓曲线采用凸性渐开线齿廓曲线，根据所述内齿轮的齿廓曲线采用齿廓曲线共轭啮合原理获取所述行星轮的齿廓曲线和啮合线。

以给定摆线针轮少齿差行星齿轮副的针轮齿廓曲线为基圆展成目标凸性渐开线，引入曲率调控参数定义基圆半径与渐开线发生线的几何关系，以所述目标凸性渐开线、所述渐开线发生线与所述基圆半径分别构建所述内齿轮的齿廓曲线、中轴线与齿高，并以针齿齿廓参数进行相同参数定义，利用几何坐标变换获得所述凸性渐开线齿廓曲线的方程。

所述目标凸性渐开线的参数方程为：

其中，u为所述目标凸性渐开线的自变量参数，r_z为摆线针轮针齿半径。

所述凸性渐开线齿廓曲线的方程为：