摆线轮的方程和绘图总结

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摆线针轮副是RV减速机中核心关键部件,影响着整个减速器的性能,一般摆线轮的加工工艺为滚——磨工艺。经常做摆线滚刀,所以花点时间总结一个摆线轮相关的内容,分享给大家。首先要得到要加工摆线轮的齿形来:

摆线轮齿廓方程

Oa为摆线轮的圆心,ra为摆线轮的节圆半径,Ob为针轮的圆心,rb为针轮的节圆半径.若假设摆线轮是固定不动的,针轮的节圆相对于摆线轮的节圆作无滑动的滚动(这与实际运转情况是相反的),针轮齿中心Ob位于针轮节圆之外,它的运动轨迹是摆线轮的理论齿廓,而摆线轮的实际齿形是针轮齿中心形成的理论齿廓的法向等距线,两者的法向距离等于针齿套半径rz。

取坐标系XOaY如图1所示,中心在摆线轮的中心Oa处.当转臂(其长度等于偏心距

A=rb-ra)相对摆线轮顺时针转动θa.从初始位置转到图示位置时,针轮以其节圆的内圆周在摆线轮节圆的外圆周上相对滚动φ,针轮的中心Ob从初始位置滚到图示位置.在坐标系XOaY中,OaM的矢径为:OaM=OaOb+ObM。

摆线轮的齿廓曲线

把该矢量等式投影到坐标轴上得M点运动轨迹的坐标方程:

摆线轮的实际齿形是方程的法向等距线,即为半径是的rz针齿套外圆上点的运动轨迹。在图示位置,M点是针齿套上外圆上K点的运动轨迹.在图示位置,K点是针齿套与摆线轮齿形的接触点,因为该点的法线PM通过节点M(圆的切点)。

摆线轮实际齿形上任一点K的矢径为:

OaK=OaOb+ObK

投影到坐标轴上得摆线轮实际齿形方程:

把关系式(1)代入得:

式中,rz为针齿套半径,γ为摆线轮齿形角.。即K点处法线与y轴的夹角。

由于(1)与(3)是法向等距曲线,在对应点它们有共同的法线,因而对应点的切线倾角(齿形角)相等.即存在下列关系:

既得,下面是式子:

至此,摆线齿形方程就得到了。公式其实并不复杂,用matlab编写一个脚本,画一个摆线轮看看:

改变一些参数看看形状变化:

只改变针齿半径的大小,看看摆线的变换,如下图:

其他承诺书不变,仅仅改变偏心距再来看看:

可以看出偏心距越大,曲线“凹入”的越厉害,当偏心距为8时,计算出的曲线已经发产生了异形,不过图看着还挺喜庆的,成开口笑了。

还有复杂一些的“二齿差”摆线轮,它是由另个相位相差半个周节的“一齿差”摆线轮齿齿廓相交而成,齿顶理论为尖点,齿顶需要修正。

齿顶的修正问题是一个相对复杂的问题,今天不在这展开了。下面是别人做的一套RV减速器的三维模型,可以很好的帮助我们理解RV减速器的内部结构,有兴趣的小伙伴可以私信我。

之前也发过一个直接输入参数可以在CAD中绘制摆线工具的文章《齿轮绘图工具,效率提升不是一点点!》,比较方便绘制及后续三维建模。

我是woodykissme,定期分享有关,机械传动及齿轮加工方面的内容,对这方面感兴趣的小伙伴,可以


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