设备设计/诊断维修/再制造
现代制造工程（Modem Manufacturing Engineering）
高阶多段拟合椭圆齿轮的设计与研究
黄志东'，教富涛?，赵文珍”
2016年第7期
（1辽宁科技学院机械工程学院，本溪117004；2本钢板材股份有限公司炼钢厂机动科，本溪117004）摘要：提出一种新型非圆齿轮形式一一高阶多段拟合椭圆齿轮。采用数学推导与数值计算相结合的方法，建立以二阶椭圆为基础的高阶多段拟合椭圆齿轮节曲线方程。提出传动比极值变化率的概念，以表征周期内传动比极值的变化程
线无内凹条件及弧长计算等问题，得到了设计高阶多段拟合椭圆齿轮所需节曲线参数的求解方法，采用这些方法并结
合实际情况，即可设计出满足要求的高阶多段拟合篇圆因轮副。关键词：非齿轮：椭圆齿轮；节曲线：传动比
中图分类号：TH132.424文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016)07—0137—05 DOI:10.16731/j.cnki.1671 3133.2016.07.028
Designandresearchonhigh-ordermultiplesegmentfittingellipticalgear
Huang Zhidong',Jiao Futao’,Zhao Wenzhen'
(1 Dep.of Mechanical Engineering,Liaoning Institute of Science and Technology,Benxi 117004,
Liaoning,China;2 Motorized Department,Steelmaking Plant of Benxi Iron &
Steel Group Corporation,Benxi 117000,Liaoning,China)
Abstract; A new non-circular gear form named high-order multiple segment fitting elliptical gear is presented., The pitch curve e-quation of high-order multiple segment fitting elliptical gear on the basis of two order ellipse by analytical deducing and numerical calculation is established. To express the variation of transmission ratio extreme value in one period,the concept of variation rate of transmission ratio extreme value is introduced. Some features, such as rotation angle relationship,transmission ratio, condition for no concave curve in the pitch curve,length calculation etc. ,are investigated in high-order multiple segment fitting elliptical gear pairs in which the pitch curve is two order ellipse. The calculating methods of pitch curve parameter of high-order multiple segment fiting elliptical gear are obtained,by which the high-order multiple segment fiting elliptical gear pairs could be designed to meet the individual engineering requirements.
Key words: non-circular gear;elliptical gear;pitch curve;transmission ratio
0引言
非圆齿轮传动机构在运动学方面的特征就是实现主、从动机构转角间的非线性关系，因此可利用它来代替常用的连杆机构和凸轮机构，并且仍然具有普通圆齿轮的优点，如：机构位置紧凑、刚性好和传动平稳等"]
随着CAD技术以及数控技术的不断成熟，非圆齿轮的设计与加工不断完善，其应用领域也越来越广[2]。国内的学者和研究人员对非圆齿轮已经做了
大量的研究工作。文献[3]介绍了非圆齿轮机构所能提供的瞬时角速比规律。文献[4]推导了几种常见的凸封闭节曲线的计算公式。文献[5]建立了用工具斜齿条法加工斜齿非圆齿轮的理论研究数学模型。国外也对非圆齿轮进行了很多研究。文献[6]详细讨论了椭圆齿轮副的计算机辅助设计。文献[7]设计了非圆齿轮行星轮系。
然而，无论是椭圆齿轮(8]、高阶椭圆齿轮[910] 还是变性椭圆齿轮)，甚至是新型的正弦型非圆齿轮[12]，其传动比曲线在一个变化周期内都是只有
，国家科技支撑计划（863计划）资助项目（2014BAF08B01）；辽宁科技学院博士科研启动基金项目（1406B02）
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