[发明专利]一种摆线齿轮齿廓设计方法

说明书

本发明公开了一种摆线齿轮齿廓设计方法，该方法包括：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，生成摆线齿轮的齿顶段圆弧，设计摆线齿廓与齿顶段圆弧之间的过渡段圆弧，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，得到修形后的摆线齿廓。本发明修形后的摆线齿轮的齿顶圆弧与摆线齿廓的过渡区域为圆弧，本发明方法适用于保持减速机外形尺寸不变的情况下增大偏心量提高许用输出力矩的场合，经本发明方法修形后的产品，可以满足负载需求，达到理想的润滑、散热效果。

技术领域

本发明公开了一种摆线齿轮齿廓设计方法，属于工业机器人减速器技术领域。

背景技术

作为机器人减速机中的重要零件，摆线齿轮承受了减速机的输出扭矩。在保持减速机外形尺寸不变的情况下，往往需要通过增大偏心量以加大力臂，来最终提高许用输出力矩，然而增大偏心量便会使摆线轮齿顶与针齿圈齿顶干涉。

摆线轮的齿顶相对速度大，发热量大，摆线轮拐点附近承受大部分力矩，而齿顶齿根承受的力矩小。同时，在啮合过程中，有必要留有一定的间隙用于形成润滑油膜和散热。因此，在实际的运行过程中，有必要对摆线轮重新设计，以满足负载需要和润滑散热需要。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案。

本发明首先提供了一种摆线齿轮齿廓设计方法，其包括以下步骤：

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。

进一步的，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。

进一步的，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。

进一步的，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。