【摘要】： 活齒端面諧波齒輪傳動屬于空間的活齒傳動機構(gòu)，可以從根本上克服傳統(tǒng)的徑向諧波齒輪傳動中柔輪的變形與其承載能力之間的矛盾，從而能夠大幅度地提高所傳遞的功率，并且還能保留徑向諧波齒輪傳動的所有優(yōu)點。這種新型的活齒傳動裝置已申請了中國發(fā)明專利，專利申請?zhí)枮?00410012992.6。 本文首先介紹了諧波齒輪傳動和活齒傳動的結(jié)構(gòu)和發(fā)展?fàn)顩r，并在此基礎(chǔ)上介紹了活齒端面諧波齒輪的結(jié)構(gòu)和工作原理，重點介紹了非對稱齒形的結(jié)構(gòu)和各種常見的形式，最后推導(dǎo)了非對稱齒形的齒形方程以及波發(fā)生器端面凸輪和端面齒輪的齒形方程，并對波發(fā)生器和端面凸輪進(jìn)行修形，得出修形方程。本文主要對非對稱齒形進(jìn)行研究，得出以下結(jié)論： (1)本文提出了非對稱齒形的概念，列舉了一些比較常見的非對稱齒形的結(jié)構(gòu)形式和特點，根據(jù)實際的需要來進(jìn)行選擇不同類型的非對稱齒形。 (2)本文分析了在單齒傳動和多齒傳動中，可以選用的非對稱齒形的不同形式，提出非對稱齒形在應(yīng)用中需要注意的幾類問題。 (3)在前面對對稱齒形齒面方程研究的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步的研究和補充了非對稱齒形的齒面方程以及波發(fā)生器凸輪和端面齒輪的齒面方程，為后續(xù)的研究打下基礎(chǔ)。 (4)在前面對對稱齒形修形處理研究的基礎(chǔ)上，更進(jìn)一步的研究和補充了非對稱齒形情況下對波發(fā)生器凸輪和端面齒輪的齒面的修形，并推導(dǎo)出其修形后的齒面方程，為后續(xù)的研究打下基礎(chǔ)。 此外，文中還對進(jìn)一步研究非對稱活齒端面諧波齒輪的相關(guān)課題進(jìn)行了討論和展望。對于非對稱齒形所得出的結(jié)果，為活齒端面諧波齒輪的活齒部分的應(yīng)用提供了理論依據(jù)，為這種新型活齒傳動裝置的研制和推廣打下了良好的基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TH132.41
【圖文】：

柔輪位移一個齒距。依此類推，波發(fā)生器相對剛輪轉(zhuǎn)動一周時，柔輪相對剛輪的位移為兩個齒距。若將柔輪固定，使剛輪為從動件時，其嚙合過程完全類同，但剛輪將沿著與波發(fā)生器相同的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)。如圖1.2所示。完全嚙入脫開脫開鯉完全嚙入圖1.2徑向諧波齒輪傳動的工作原理圖1一剛輪2一波發(fā)生器3一柔輪柔輪齒與剛輪齒在節(jié)圓處的嚙合過程如同兩個純滾動(無滑動)的圓環(huán)一樣，兩者在任何瞬間，在節(jié)圓上轉(zhuǎn)過的弧長必須相等。由于柔輪比剛輪在節(jié)圓周長上少了兩個齒距，所以柔輪在嚙合過程中，就必須相對剛輪轉(zhuǎn)過兩個齒距的角位移，這個角位移就是減速器輸出軸的轉(zhuǎn)動，從而就可以實現(xiàn)減速的目的[4]圖1.2是采用橢圓柔性滾珠軸承的凸輪波發(fā)生器的諧波齒輪傳動的工作原理圖。因柔輪變形后，其上各點相對于未變形柔輪的運動，在以變形長軸為起點展開后，近似呈一具有兩個全波的余弦曲線，故稱為雙波傳動，依此類推，可有單波，三波，……，等等�？紤]到柔輪的疲勞壽命和傳動的結(jié)構(gòu)尺寸，一般波數(shù)不大于3。徑向式諧波齒輪傳動機構(gòu)通常由波發(fā)生器三個基本構(gòu)件所組成(見圖1.1)。在諧波齒輪傳動中，波發(fā)生器H旋轉(zhuǎn)一圈

4.1波發(fā)生器端面凸輪齒面方程 4.1.1坐標(biāo)系的建立為了研究的方便，建立與波發(fā)生器固連的坐標(biāo)系口，一x，一夕，一21如圖4.1(波數(shù)U=2)所示，并對x，、夕，、z，軸的位置和正方向規(guī)定如下:以波發(fā)生器的中心線為21軸，并以從波發(fā)生器指向端面齒輪的方向為正方向;以波發(fā)生器端面凸輪的某一個齒底所在的直線為xl軸，該直線與z，軸垂直相交，交點即為坐標(biāo)系的原點，x

心線(z軸)垂直相交，屬于阿基米德螺旋面的一種特殊形式，因此，式(4一7)還可以進(jìn)行簡化。從以上的分析中可以看出，如果采用垂直相交于z軸的直母線r作為母線，那么在圖4.3中占=0，因此，波發(fā)生器端面凸輪的齒面是一種特殊的阿基米德螺旋面，由式(4一7)可以很容易地推導(dǎo)出這種螺旋面的表達(dá)式為}‘1少LZ=uCOS尹 =uSln尹二P尹(4一8)由于波發(fā)生器端面凸輪的齒面是頭數(shù)為U的多頭螺旋面(特殊的阿基米德螺旋面)，而且由右旋和左旋兩部分組成。對于波發(fā)生器端面凸輪齒面的右旋螺旋面hUPl二二二—藝人1兀因此，由式(4一8)可以求出波發(fā)生器端面凸輪齒面的右旋螺旋面在o，一x，一yl一z，坐標(biāo)系中的表達(dá)式為(4一9)怖n

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2769746