鉴于大家对VB十分关注，我们编辑小组在此为大家搜集整理了“ 基于VB的摆动活齿传动参数化仿真 ”一文，供大家参考学习!
1 引 言活齿传动是一种用来传递两同轴间回转运动的、新型的行星齿轮传动·与普通齿轮传动相比, 具有结构紧凑、传动比范围大、承载能力强、传动效率高、基本构件工艺性好等优点,它一出现就引起了人们的极大关注·活齿传动分为移动活齿和摆动活齿两大类要·摆动活齿传动突破了移动活齿的传统结构,舍弃了移动副,从根本上解决了移动活齿啮合副的磨损问题,因此它是一种很有前景的传动方式·活齿齿轮副的几何特性及传动质量取决于共轭齿廓·本文利用计算机仿真研究摆动活齿传动各参数与齿廓、曲率半径、压力角等方面的关系
2 中心轮齿廓方程及各传动参数方程的建立图1所示为摆动活齿传动的结构模型和传动原理图·摆动活齿由偏心圆激波器H、活齿轮G 和中心轮K三个基础构件组成,活齿轮由活齿架多个摆动活齿(偏心圆)组成,摆动活齿均匀分布于活齿架上,并可绕活齿架转动·当驱动力输入后,输入轴带动激波器H以等角速度ωH顺时针转动,激波器通过与摆动活齿内侧的高副B,推动摆动齿绕活齿架转动,迫使摆动活齿外侧与中心轮在高副A处啮合·如果活齿架固定,则摆动活齿推动中心轮K以等角速度逆时针转动;如果中心轮固定,则摆动活动齿轮H以等角速度ωH顺时针转动·图1是主从动件同向转动的情况,是主从动件转向相反的情况·由上述传动原理知:活齿工作是多齿同时参与啮合,且各对轮齿从啮合开始到结束的过程完全相同·我们只需研究其中任图1 摆动活齿传动的结构模型主从动件反向转动状态意一对轮齿即可
2·1 摆动活齿中心动轨迹方程的建立对摆动传动采用高副低代进行结构分析可知,图1的结构模型的等效机构为二自由度平面铰链四杆机构·激波器回转中心与其几何中心的边线OOH为一杆,激波器几何中心与摆动活齿几何中心边线OHOG为一杆,摆动活齿回转中心与它的几何中心边线O1OG为一杆,摆动活齿回转中心与激波器回转中心OO1为另外一杆·在工程实际中,常采用的结构参数为:激波器的偏心距与摆动活齿的偏心距相同,激波器几何中心到摆动活齿几何中心的距离与摆动活动齿回转中心到激波器回转中心的距离相等·这种结构就成为了平行双曲柄机构,如图3的示·在传动的过程中,机构中摆动活齿传动的等效机构没有作往复运动的构件
没有极限位置和死点,摆动活齿和激波器转向相同,角速度相等,具有优良的传动性能,各主要构件的工艺性良好·现以图3 所示等效机构来推导摆动活齿中心轨迹方程· 设中心轮固定,激波器与活齿架同向转动,摆动活齿中心坐标为(X,Y),激波器偏心距为OOH =a,活齿架半径为OO1=b,激波器转角为θ1,活齿架转角为θ2,建立图3所示直角坐标系,则可得出如下方程式[1]: X =asinθ1+bsinθ2 Y =acosθ1+bcosθ2(1) 由于激波器与活齿架保持恒定的传动比iKHG, iKHG为中心轮固定,激波器H主动,活齿架G从动时的传动比,当激波器和活齿架同向转动时,中心轮齿比活齿数少,由参考文献[1]知,iKHG=ZK+1, ZK为中心轮的齿数·故上式可写为: X =asin[(ZK+1)θ2] +bsinθ2 Y =acos[(ZK+1)θ2] +bcosθ2(2)
2·2 中心轮齿廓方程的建立中心轮与摆动活齿通过高副啮合,因此中心轮的轮廓线是摆动活齿在空间各位置的外包络线·由图3 不难得出中心轮齿廓坐标方程为: X1=asin[(ZK+1)θ2] +bsinθ2+rsinβ Y1=acos[(ZK+1)θ2] +bcosθ2+rcosβ (3) 上式中,r为摆动活齿的半径,β为活齿与中心轮啮合处公法线方向和Y轴的夹角·β的值可由下式求出[2]: β=arctg -d[acos(ZK+1)θ2+bcosθ2[d[asin(ZK+1)θ2+bsinθ2] =arctg{[a(ZK+1)sin(ZK+1)θ2 +bsinθ2] /[a(ZK+1)cos(ZK+1)θ2 +bcosθ2]}
2·3 中心轮廓曲线压力计算曲廓曲线的压力角αn为啮合的法线方向n-n 与活齿回转中心运动方向所夹之锐角·由图3所示的几何关系可以得出 αn=90°+θ2-β(5) 中心轮齿廓的曲率计算曲线上任一点的相对曲率可由下式求得 Kr=X′Y″-X″y′(X′2+Y′2)3/2(6) 直接计算中心轮曲率,求导及计算均十分复杂·在不产生顶切的情况下,中心轮齿廓曲线活齿几何中心轨迹的等距线,它的曲率半径比活齿中心轨迹的曲率半径略大,所以活齿中心轨迹的曲率变化能体现中心轮齿廓曲率的变化·由于活齿半径相对活齿架半径要小很多,在接触疲劳强度计算中可以近似认为中心轮齿廓曲率与活齿中心轨迹的曲率相等
