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活齿端面谐波齿轮啮合副齿面修形的研究

张海平  
【摘要】:活齿端面谐波齿轮是综合现有的谐波齿轮传动和活齿传动的优点而发明的一种新型传动装置,能够从根本上克服现有的谐波齿轮传动中柔轮的变形与其承载能力之间的矛盾,不仅可以保留现有谐波齿轮传动所有的优点,而且可以大幅度地提高所传递的功率。根据文献检索和申请专利时查新的结果,目前国内外还没有进行过这种新型传动装置的研究。 本文简要叙述了现有的谐波齿轮传动和活齿传动的原理以及圆柱齿轮修形的理论、方法和工艺,介绍了活齿端面谐波齿轮传动装置的结构、传动原理和传动比,分析了活齿端面谐波齿轮各啮合副的理论齿面方程,并在此基础上进行了啮合副理论齿面修形的研究工作,得到了以下结论: (1)在活齿端面谐波齿轮传动的过程中,为了减小啮合副中的活齿作往复直线运动时的惯性冲击,必须对各啮合副的理论齿面进行修形。 (2)在分析活齿端面谐波齿轮各啮合副运动规律的基础上,提出了用二次空间曲面对各啮合副的理论齿面进行修形的原理和方法,修形齿面与理论齿面圆滑过渡,不仅可以减小活齿在作轴向往复运动时的冲击,而且便于设计和制造。 (3)研究了活齿端面谐波齿轮各啮合副齿面修形的原则,得出了波发生器、活齿前后端和端面齿轮齿面的修形高度之间必须满足的关系。 (4)针对活齿端面谐波齿轮传动装置中应用的多齿传动结构,探讨了活齿前端齿底的修形问题,提出了几种可供选择的实施方案。 (5)推导出了活齿端面谐波齿轮各啮合副经过齿面修形后的齿面方程。 此外,对进一步研究活齿端面谐波齿轮啮合副的主要课题进行了讨论和展望。关于活齿端面谐波齿轮啮合副的齿面方程及其修形的理论研究,奠定了活齿端面谐波齿轮减速器设计的理论基础,为这种新型传动装置的推广应用铺平了道路。


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