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擺線齒廓曲線應(yīng)用與問題-齒輪優(yōu)化

發(fā)布時(shí)間:2017-10-06 23:52:00 點(diǎn)擊:

    (1)泰興減速機(jī)擺線針輪減速機(jī)齒廓曲線應(yīng)用 從第1.章可知,由內(nèi)嚙合發(fā)生圓生成的短幅外擺線可以作為行星擺線傳動(dòng)的理論齒廓,但是實(shí)際傳動(dòng)嚙合副必須要有足夠的實(shí)體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以保證傳遞動(dòng)力,因此,由1.章中的方程組(1)給出的齒廓曲線和點(diǎn)針齒只是理論上的假設(shè),實(shí)際的針齒半徑為rrp,而實(shí)際的齒廓也發(fā)生變形,擺線齒廓曲線形成原理見下圖(Fig.14-2)。

    Fig.14-2 以理論幾何擺線曲線上的任意點(diǎn)為圓心,以針齒半徑rrp(直徑drp)畫出一系列等圓,由此一系列等圓所包絡(luò)出來的內(nèi)側(cè)等距曲線可以作為擺線輪的齒廓。從擺線輪、針齒兩者組成的嚙合關(guān)系可知,基園與發(fā)生圓的切點(diǎn)始終是傳動(dòng)節(jié)點(diǎn),而基園是擺線輪的節(jié)圓,發(fā)生圓是針輪的節(jié)圓。 擺線輪節(jié)圓上的分齒周節(jié)為:     p = 2πrp'-rc') = 2πa; 按分齒周節(jié)進(jìn)行分度,分別得到擺線齒數(shù)Zc和針齒數(shù)Zp:
                      ;                         

    (2) 可見用一個(gè)M點(diǎn)生成的短幅外擺線的完整齒數(shù)與同一個(gè)分度單位的針齒數(shù)只有一個(gè)齒差,這就是一齒差擺線針輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu),見下圖。

    Fig.14-3 按圖中關(guān)系,針齒在分布圓上的周節(jié)有以下關(guān)系:
         

    ; 根據(jù)內(nèi)嚙合行星機(jī)構(gòu)傳動(dòng)關(guān)系,其傳動(dòng)比:
                                                           

    (3) 根據(jù)幾何關(guān)系,可以推出齒廓曲線的方程為:
      

      (4) 可見,以上得到的擺線齒廓曲線可以用來設(shè)計(jì)出完全與少齒差行星傳動(dòng)一樣的機(jī)構(gòu)。根據(jù)圖Fig.14-2的齒廓形成原理,加工擺線輪時(shí)模擬圖中關(guān)系確定產(chǎn)形參數(shù)進(jìn)行展成法加工,可以得到符合上述方程組的齒廓曲線。

    (2)工藝實(shí)施中的問題 但是上述只是在理論上提供形成實(shí)際擺線齒廓,制造一齒差行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種可能,在實(shí)際生產(chǎn)和產(chǎn)品使用中存在著不可回避的問題:

          任何嚙合副的制造都存在著客觀誤差,而且需要考慮潤滑或溫度影響所需的間隙。否則制造出來的機(jī)構(gòu)不能裝配或不能使用。

          雖然展成法磨齒加工齒廓原理上符合擺線齒廓生成的理論要求,但是加工過程總是控制切削進(jìn)給量來控制成形結(jié)果的,而設(shè)計(jì)只提供理論幾何數(shù)據(jù),不可以測量,所以也無法控制加工。 ·    即使想出辦法實(shí)現(xiàn)加工控制,加工成的擺線齒廓不可回避所需的嚙合間隙,此間隙的存在嚙合副的分度圓直徑改變,但擺線針輪嚙合副與漸開線齒輪的變位在性質(zhì)上完全不同,從以上分析可知,擺線齒廓以節(jié)圓分度為基礎(chǔ),分度圓的改變就意味著節(jié)圓的改變,齒廓就不符合單節(jié)點(diǎn)嚙合純滾動(dòng)擺線生成的原理,因此齒廓不是共軛曲線。     

          從圖Fig.14-3可知,符合圖示的機(jī)構(gòu)當(dāng)嚙合傳動(dòng)時(shí),在傳動(dòng)方向上有將近(Zc-1)/2個(gè)齒同時(shí)嚙合,具有一定的承載能力。但是,由于嚙合間隙的存在,間隙在各齒處分布不是一致的,因此不能保證這么多齒數(shù)嚙合,雖然由于針齒的彈性變形也可能造成多齒嚙合,但不確定嚙合齒數(shù),可靠的承載能力只能按照單齒嚙合來設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)出來機(jī)構(gòu)尺寸大,標(biāo)稱的承載能力小。 由于以上數(shù)學(xué)關(guān)系的復(fù)雜性,要解決上述問題依靠人工智能進(jìn)行計(jì)算幾乎不可能,只有依靠計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行技術(shù)上的優(yōu)化處理方能得到解決。

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