[发明专利]一种摆线齿轮齿廓设计方法

权利要求书

1.一种摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)根据成形参数计算摆线齿廓齿顶圆直径并计算其与针齿圈齿顶的干涉量△l；

2)以摆线齿廓齿顶圆半径减去干涉量△l+0.2mm为半径，以与摆线齿轮中心偏置一段距离的点为圆心，生成摆线齿轮的齿顶段圆弧C1；圆弧C1的圆心与摆线齿轮中心的偏置距离的选取应确保齿顶段圆弧不与针齿圈齿顶发生干涉；

3)设计摆线齿廓与齿顶段圆弧C1之间的过渡段圆弧C3；具体方法为：

3.1)设置过渡段圆弧C3的半径为R1，

3.2)获取距离摆线齿廓为R1的等距线S1，获取距离齿顶段圆弧C1为R1的等距线C2；以等距线S1和等距线C2的交点作为过渡段圆弧C3的圆心；

3.3)求解摆线齿廓与过渡段圆弧C3的交点作为齿顶修缘的起始点，求解齿顶段圆弧C1与过渡段圆弧C3的交点作为齿顶修缘的终止点；

4)设置齿根部分的修形终止点对应的压力角和齿根部的最大修形量，在摆线轮齿根至齿根修形终止点区域内以齿廓上的压力角与修行量为摆线法的函数关系建立齿根段修形曲线S2；

5)齿顶段圆弧C1、过渡段圆弧C3、啮合段和齿根段修形曲线S2构成修形后的摆线齿廓。

2.根据权利要求1所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，在得到修形后的摆线齿廓后，所述方法还包括：

6)依据修形后的摆线齿廓得到设计后的摆线齿轮，对该摆线齿轮构成的减速器进行疲劳试验；疲劳试验过程中，若与齿面啮合的滚针发生烧伤，或者靠近齿轮部分的齿面发生疲劳磨损，则返回步骤3.1)调整过渡段圆弧C3的半径R1或返回步骤4)调整齿根部分的修形终止点对应的压力角和齿根部的最大修形量，直至调整后的摆线齿轮在疲劳试验中试验合格。

3.根据权利要求2所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，在疲劳试验中，若仅出现齿面啮合的滚针发生烧伤的情况，则先返回步骤4)调整齿根部分的修形终止点对应的压力角和齿根部的最大修形量，若在允许调整的范围内调整后情况仍没有消除，再返回步骤3.1)调整过渡段圆弧C3的半径R1。

4.根据权利要求2所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，在疲劳试验中，若仅出现靠近齿轮部分的齿面发生疲劳磨损的情况，则先返回步骤3.1)调整过渡段圆弧C3的半径R1，若在允许调整的范围内调整后情况仍没有消除，则再返回步骤4)调整齿根部分的修形终止点对应的压力角和齿根部的最大修形量。

5.根据权利要求1所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，步骤2)中，齿顶段圆弧C1的圆心的偏置方向为连接摆线齿轮中心与齿顶的直线的方向。

6.根据权利要求5所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，在确保齿顶段圆弧不与针齿圈齿顶发生干涉的前提下，根据散热需求和润滑需求确定齿顶段圆弧C1的圆心朝靠近齿顶段偏置还是远离齿顶段偏置，并确定偏置的距离。

7.根据权利要求1所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，步骤4)中，齿根段修形曲线S2满足以下方程：

其中，α_root为齿根部修形终止点对应的压力角，c_root为齿根部的最大修形量，△_root为齿根部位的修形量，为齿廓上的压力角。

8.根据权利要求7所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，步骤4)中α_root与满足以下方程：

其中，r_p为针齿圈分布圆半径，r_b为针齿节圆半径，为α_root对应的啮合角。

9.根据权利要求7所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，步骤4)中与啮合角满足以下方程：

其中，r_p为针齿圈分布圆半径，z_p为针齿圈齿数，e为偏心量。

10.根据权利要求1所述的摆线齿轮轮廓设计方法，其特征在于，根据修形后的摆线齿廓，得到摆线齿轮齿廓修形量，把理论齿廓减去对应法线方向的齿廓修形量，得到实际需要的修形齿廓。