[发明专利]复波式活齿减速器内齿廓设计方法及两级减速器

权利要求书

1.一种复波式活齿减速器内齿廓设计方法，其特征在于：活齿减速器包括内齿圈、活齿组件和椭圆凸轮，所述活齿组件包括活齿和活齿保持架，所述活齿在椭圆凸轮的作用下与内齿圈啮合滚动或或脱离啮合；其中所述内齿圈的内齿廓的设计方法包括下列步骤：

a.建立坐标系，包括

以椭圆转动中心为原点O，凸轮短轴为X轴，长轴为Y轴建立平面直角坐标系OXY；以活齿中心为原点O₁，竖直方向为Y₁轴，水平方向为X₁轴建立活齿平面直角坐标系S₁{O₁X₁Y₁}；以椭圆转动中心为原点O₂，竖直方向为Y₂轴，水平方向为X₂轴建立内齿平面直角坐标系S₂{O₂X₂Y₂}，其中原点O₂与原点O重合，转动前，Y₂轴与Y轴重合；

b.将活齿齿廓坐标的径矢r₁与法向量n₁变换到内齿坐标系S₂中，

则

其中，M₂₁为由活齿坐标系S₁到内齿坐标系S₂的坐标变换矩阵，W₂₁为由活齿坐标系S₁到内齿坐标系S₂的底矢变换矩阵，r₂为活齿齿廓坐标在内齿坐标系S₂中的径矢，n₂为活齿齿廓坐标在内齿坐标系S₂中的法向量；

c.获取啮合矩阵B

表达式为：

d.获取共轭转角

通过公式

求解不同弧长参数s对应的共轭转角

其中v₂⁽¹²⁾为两共轭曲面活齿曲面与内齿曲面在接触点O_f处的相对速度；

e.将步骤d中的共轭转角代入公式(1)，获取内齿廓。

2.根据权利要求1所述的复波式活齿减速器内齿廓设计方法，其特征在于：步骤c中，

其中，δ为接触点O_f法线与Y轴夹角；ω为椭圆凸轮的径向变形量；为活齿相对于凸轮长轴的转角；上述参数带有上标“′”为求导数。

3.根据权利要求2所述的复波式活齿减速器内齿廓设计方法，其特征在于：步骤b中，

设在坐标系S₁中，活齿齿廓坐标的径矢r₁与法向量n₁分别为

其中s为活齿的弧长参量；n_x为法向量n₁在X轴的分量；n_y为法向量n₁在Y轴的分量；φ为接触点O_f矢径与Y轴夹角；

坐标系S₂中的共轭方程为，

且

4.一种双级复波式活齿减速器，其特征在于：包括第一级减速组件和与第一级减速组件传动配合的第二级减速组件，所述第一级减速组件和第二级减速组件均为复波式活齿减速器，且均采用权利要求1、2或3的设计方法获得内齿圈的内齿廓。

5.根据权利要求4所述的复波式活齿减速器内齿廓设计方法，其特征在于：所述第一级减速组件的椭圆凸轮用于输入动力，第一级减速组件的内齿圈固定，第一级减速组件的活齿保持架与第二级减速组件的活齿保持架刚性传动，以及，第一级减速组件的椭圆凸轮与第二级减速组件的椭圆凸轮刚性传动，所述第二级减速组件的内齿圈用于输出动力。