CN107229836A - 摆线轮齿廓修形方法及摆线轮、rv减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及摆线轮加工领域，具体涉及一种摆线轮齿廓修形方法及摆线轮、RV减速器。摆线轮的轮齿的主要工作区在轮齿的齿根与齿顶之间靠近中部的位置处，而齿根和齿顶处为非主要工作区，本发明的修形方法使齿廓的修形量与标准摆线轮节点至标准摆线轮针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系，修形量自齿顶和齿根处向中间的主要工作区处逐渐减小，使非主要工作区产生一定的啮合间隙，形成润滑间隙，主要工作区处修形量较小，保证其最大限度地贴近标准的摆线轮齿廓；传动过程中，在空载状态下，仅有一对轮齿参与啮合传动，加载后，摆线轮和针轮受力产生微小的变形，使多对轮齿参与啮合，增大啮合重合度，使传动更加平稳。

Description

摆线轮齿廓修形方法及摆线轮、RV减速器

技术领域

本发明涉及摆线轮加工领域，具体涉及一种摆线轮齿廓修形方法及摆线轮、RV减速器。

背景技术

RV减速器的关键部件是摆线轮针轮行星轮系，摆线轮针轮行星轮系中摆线轮的精度直接决定了RV减速器的性能。

摆线轮加工过程中首先要建立坐标系，以摆线轮的几何中心作为原点，选择通过原点并与摆线轮的对称轴重合的轴线为Y轴，通过原点与Y轴垂直的轴线为X轴，则标准摆线轮的齿廓方程为：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数。

标准的摆线轮针轮传动理论上属于无隙啮合，同时参与啮合的齿数为针轮齿数的一半。实际加工制造过程中，零部件存在着加工误差和装配误差，而且轮系受载后摆线轮和针轮还会产生弹性变形，如果采用标准的摆线轮与针轮啮合，一方面在装配时易产生干涉，造成装配困难的问题，另一方面，在传动过程中摆线轮的齿廓与针轮之间还会因为没有间隙而产生润滑不良的问题，影响减速器的使用寿命，严重甚至会出现卡死现象。因此，亟需一种合适的修形方法在摆线轮的加工过程中对标准齿形的摆线轮的齿廓进行修形，以形成合理的齿隙来保证润滑，并弥补零件的加工误差和装配误差，保证摆线轮的传动性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摆线轮齿廓修形方法，以对标准摆线轮的齿廓进行修形，保证摆线轮的传动性能。

为实现上述目的，本发明的摆线轮齿廓修形方法采用如下技术方案：

技术方案1：摆线轮齿廓修形方法，对加工出的标准摆线轮修形时，在标准摆线轮的齿廓曲线上叠加修形量，使齿廓的修形量与标准摆线轮节点至标准摆线轮针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系。

技术方案2，在技术方案1的基础上：叠加修形量后的摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。

本发明的摆线轮采用如下技术方案：

技术方案1：摆线轮，所述摆线轮由标准摆线轮经修形加工而成，摆线轮的修形量与标准摆线轮节点至标准针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系。

技术方案2，在技术方案1的基础上：修形加工后的摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。

本发明的RV减速器采用如下技术方案：

技术方案1：RV减速器，包括摆线轮针轮行星轮系，所述摆线轮针轮行星轮系中的摆线轮由标准摆线轮经修形加工而成，摆线轮的修形量与标准摆线轮节点至标准针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系。

技术方案2，在技术方案1的基础上：修形加工后的摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。

本发明的有益效果是：摆线轮的轮齿的主要工作区在轮齿的齿根与齿顶之间靠近中部的位置处，而齿根和齿顶处为非主要工作区，本发明的修形方法使齿廓的修形量与标准摆线轮节点至标准摆线轮针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系，修形量自齿顶和齿根处向中间的主要工作区处逐渐减小，使非主要工作区产生一定的啮合间隙，形成润滑间隙，主要工作区处修形量较小，保证其最大限度地贴近标准的摆线轮齿廓；传动过程中，在空载状态下，仅有一对轮齿参与啮合传动，加载后，摆线轮和针轮受力产生微小的变形，使多对轮齿参与啮合，增大啮合重合度，使传动更加平稳。

附图说明

图1为本发明的摆线轮齿廓修形方法中|PQ|值的变化示意图；

图2为修形量与|PQ|值的关系示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的摆线轮齿廓修形方法的具体实施例，处于传动状态的半数针轮与摆线轮的啮合相位角经过转化后，可以表示在右半个摆线轮齿形中，如图1所示，图中以摆线轮的几何中心作为原点，选择通过原点并与摆线轮的对称轴重合的轴线为Y轴，以通过原点与Y轴垂直的轴线为X轴建立坐标系。标准摆线轮的齿廓方程为：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数，K₁＝AZ_b/R_z。

图1中，N1～N6为半数处于传动状态的针轮，Q1～Q6为传动状态的针轮与摆线轮的齿廓的啮合点，为传动状态的针轮与摆线轮的啮合相位角，针轮的节圆的半径为ra，摆线轮的节圆的半径为rb，两个节圆的啮合点为P点，对于针轮N，针轮齿廓与摆线轮齿廓的啮合点为Q，P点与Q点之间的线段PQ始终沿着摆线轮齿廓的发现方向，其值和方向也不断发生变化。如图2所示E点为齿根处，F点为齿顶处，摆线轮修形时，在标准的齿廓曲线上叠加修形量△L，使齿廓的修形量△L与|PK|的值成二阶或者高阶抛物线关系，这样修形量△L就沿齿廓法线方向叠加到标准摆线轮的齿廓上，修形后再对齿廓进行修缘和修根，叠加修形量△L后摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。

理论上，摆线轮的主要工作区在轮齿的齿根和齿顶之间靠近中部的位置处，相应的，齿根和齿顶处为非主要工作区，在标准摆线轮的齿廓曲线上叠加上述修形量后，使修形量自齿根和齿根处向中间的主要工作区处的修形量逐渐减小，而非主要工作区处具有相对较大的修形量，与适配的针轮之间产生一定的啮合间隙，形成润滑间隙，利于润滑油进入进行润滑，而主要工作区初修形量较小，保证其最大限度地贴近标准的摆线轮齿廓；在与适配的针轮的传动过程中，空载状态下，最靠近摆线轮对应的轮齿的主要工作区的针轮与摆线轮啮合传动，其他针轮与摆线轮之间形成啮合间隙，加载后，摆线轮和针轮受力产生微小的变形，使多对轮齿参与啮合，增大啮合重合度，使传动更加平稳；这种修形方法仅对非主要工作区进行微观精准去除材料，保证轮齿主要的工作区最大限度逼近共轭齿形，使啮合重合度增大，传动平稳。为修形失配参考点处对应的摆线轮转角，该处的摆线轮的齿廓的修形量为零，即对应图2中的PK₀。

实际加工过程中，可以通过控制修形量系数α来控制摆线轮修形量的大小，通过控制修形形状系数β来控制摆线轮修形曲线的形状，这样就可以根据实际精度要求以及传动要求来控制修形量和修形形状。与传统的移距、等距转角以及他们之间的复合修形法相比，能够避免齿廓的工作区材料的不合理去除，避免因此造成的传动误差波动的问题，避免振动，提升传动平稳性和传动精度。

本发明的摆线轮的具体实施例，所述摆线轮由标准摆线轮经修形加工而成，修形量与标准摆线轮节点至标准针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系，具体地，修形加工后的摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。

本发明的RV减速器的具体实施例，RV减速器包括摆线轮行星轮系，摆线轮针轮行星轮系中的摆线轮由标准摆线轮经修形加工而成，修形量与标准摆线轮节点至标准针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系，具体地，修形加工后的摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。

在上述实施例中，摆线轮用在RV减速器中，在其他实施例中，本发明的摆线轮还可以用在液压领域中的摆线马达中，也就是说，本发明的摆线轮齿廓修形方法还可以应用在液压领域中对摆线轮液压马达的摆线轮进行修形。

本发明的RV减速器的实施例，所述RV减速器包括摆线轮针轮行星轮系，所述摆线轮与上述摆线轮的实施例中的摆线轮结构相同，不再赘述。

Claims (6)

1.摆线轮齿廓修形方法，其特征在于：对加工出的标准摆线轮修形时，在标准摆线轮的齿廓曲线上叠加修形量，使齿廓的修形量与标准摆线轮节点至标准摆线轮针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系。

2.根据权利要求1所述的摆线轮齿廓修形方法，其特征在于：叠加修形量后的摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。

3.摆线轮，其特征在于：所述摆线轮由标准摆线轮经修形加工而成，摆线轮的修形量与标准摆线轮节点至标准针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系。

4.根据权利要求3所述的摆线轮，其特征在于：修形加工后的摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。

5.RV减速器，包括摆线轮针轮行星轮系，其特征在于：所述摆线轮针轮行星轮系中的摆线轮由标准摆线轮经修形加工而成，摆线轮的修形量与标准摆线轮节点至标准针轮的啮合点之间的法向距离成二阶或者高阶抛物线关系。

6.根据权利要求5所述的RV减速器，其特征在于：修形加工后的摆线轮的齿廓采用如下方程：

式中：X、摆线轮齿廓横轴坐标；Y、摆线轮齿廓纵轴坐标；R_z、针轮分布圆半径；摆线轮转角参数；修形失配参考点处对应的摆线轮转角；A、偏心距；Z_a、摆线轮齿数；Z_b、针轮齿数；r_z、针轮半径；K₁、短幅系数；α、修形量系数；β、修形形状系数；△L、修形量。