2021年椭圆齿轮机构运动特性分析及设计

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  图3当主动滑盘1以一定的速度旋转,被动滑盘将以变化的速度间 歇运动。为满足技术方面的要求及提高运动质量,非圆柱齿轮能应用到 这个机构中,用椭圆齿轮来驱动滑盘使滑盘以近似一定的速度运 动。

  (2)椭圆齿轮机构能应用在一些特殊运动的结构中,而传统的 齿轮传动、连杆机构、凸轮机构是无法达到的。

  (3)在带槽滑轮机构中,椭圆齿轮可以驱动被动滑盘,以此来实现 被动滑盘的近似匀速运动,并提高运动质量。

  如图4所示,被动滑盘5的速度为(9)当=0°时,被动滑盘5的速 度为,在这样的一种情况下,椭圆齿轮1的最小角速度应在左边水平位置 处与椭圆齿轮2的最大角速度相对应,即。当主动盘垂直向上或是 垂直向下,即。时,被动滑盘5的速度为,这种情况下,椭圆齿轮1的最大角速度应在左边水平位置处与椭圆齿轮2的最小角速度对 应,即。能够正常的看到,当主动盘旋转90°,椭圆齿轮应该旋转180°。为来自实现上述机构,在椭圆齿轮和带凹槽的传动轮机构中应 采用直齿圆柱齿轮结构图4如图4所示,椭圆齿轮的传动函数和 位置函数分别为(10)根据传动比关系,可得(11)将公式(10) (11)代入到(9)中,能够获得(12)4.2椭圆齿轮的设计计算

  (1)椭圆齿轮的偏心度确定公式(12)的变换(13)从公式(13)可 以看出,当椭圆齿轮的偏心度确定后,主动盘的速度就是主椭圆齿 轮1转角的函数,且的相对误差为(14)采用一维最优法,椭圆齿 轮的最优偏心度使取到最小值表2被动滑盘的速度()如表2所 示,当并且,一组的值如表所列,的相对误差为(2)椭圆齿轮的 主要尺寸 当,从表1中得到,因此得到E二1.5638取模数m二3mm,齿数,所以,椭圆齿轮的长半轴长椭圆齿轮的短半轴长半焦距5、总结从椭圆齿轮的设计应用到带槽滑轮机构,可以总结出一些 结论:(1)在椭圆齿轮机构中,一般会用两个相同大小的椭圆齿 轮,以方便设计和制造。根据偏心度的变化,不同传动比的曲线可 以满足不同速度传动的要求。

  2、椭圆齿轮机构的运动特性2.1椭圆齿轮的传动比函数图1是 一个椭圆齿轮的传动副,由两个相同大小的椭圆齿轮构成。图1椭 圆的长半轴长是/短半轴长是b,半焦距是c,两个椭圆的回转中 心是01和02,P是啮合点,讥和匸2分别是椭圆的长短半径。对于01P1F1,根据余弦定理可以得到,()(1)椭圆的偏心度,所以 可得两个椭圆齿轮的啮合半径分别为(2)传动比公式为(3)根据 公式(2)可知,当=0°或者360°时,最大传动比,最小传动比。可 变传动比根据主动轮的偏转角度而变化,变化情况如图2图2当主 动轮的旋转速度一定时,被动轮的最大旋转速度与最小速度的比值 为(4)因此,t随着椭圆的偏心度的增大而增大。一般设计中,, 运动也比较平滑。

  椭圆齿轮在非圆柱齿轮中普遍使用,而且为使设计和制造更加方 便,经常使用两个相同大小的椭圆齿轮。根据不同程度的偏心度, 不同传动比的曲线能够完全满足不同运动的要求。目前,这种椭圆齿轮 己广泛使用在冶金、纺织、造纸、包装等领域。随着计算机仿真技 术的发展,更多的椭圆齿轮机构将会被—出来,并应用到工程领 域。

  关键词:椭圆齿轮机构、传动设计1、介绍大家都知道,齿轮传 动在物理运动装置和有固定传动比的圆柱齿轮领域内是一种非常实 用的驱动方式。但对于一些特殊的机构,这种传统的圆柱齿轮因为 它的固定传动比而不足以满足要求,特别是在某些需要变化传动比的 自动机构上。但是,非圆柱齿轮机构因为特殊的运动性和几何形状 能够很好的满足以上要求,因此非圆柱齿轮机构的应用在齿轮传动领域越 来越受到大家的重视。

  椭圆齿轮机构的运动特性分析及设计概要:椭圆齿轮机构的一个突 出的传动特点是当主动齿轮以一定的速度旋转时,被动齿轮将会根 据一定的规则以变化的速度旋转,这能满足一些特定的要求,而一 般常见的机构是不足以满足的。这是一种很重要的特殊机构的设 计。在这篇文献中,我们将分析椭圆齿轮机构的传动特点以及它的 设计方法。另外,我们将设计椭圆齿轮在带槽齿轮机构的应用以及 证实它的实用性。

  2.2椭圆齿轮机构的位置函数当主动轮以的旋转速度旋转过d角 度,而被动轮则以的速度旋转过d角度,两轮旋转过的弧长是相等 的,即,可得 和 并可得到位置函数,(5) 3、椭圆齿轮机构的 设计过程椭圆齿轮机构的设计过程大概能分为以下三个步骤:

  (1)根据速度变化的需要,决定椭圆的偏心度e(2)根据齿轮的 强度和物理尺寸需要,决定齿轮的模数和齿数(3)计算结点曲线 的基本尺寸结点曲线)这里,是椭圆齿轮函数的 参数,可以写为(7)E是椭圆齿轮函数中的参数,取值参照表1。

  椭圆齿轮就是一种非圆柱齿轮,并且它的传动比是能够准确的通过需要进 行设计。因为椭圆齿轮的接触节点是在两个椭圆齿轮中心的连线 上,它的法向节距线不是一条圆形弧线,因此在一对齿轮副中,当 主动轮以一定的速度旋转时,被动轮将会根据特殊规则以变化的速 度的旋转。所以,椭圆齿轮能应用在一些特定要求的机构中,而传统的齿轮机构、连杆机构、凸轮机构则没办法做到。另外,椭圆齿 轮在结构上更加紧凑,运动更加可靠,运力平衡能更容易实现。