基于MATLAB和Pro/E的非圓齒輪設計

宋威震，何 勇

(東華大學機械工程學院，上海 201620)

0 引言

非圓齒輪能夠實現兩軸間變速傳動，是一種傳動特性優越的變速機構[1]。由于非圓齒輪具有獨特的優點，應用中往往需要非圓齒輪滿足特定的傳動比要求，用來完成特殊的函數關系[2]或者改善機械的運動。

非圓齒輪節曲線是非圓齒輪創新的關鍵，很多學者都在研究非圓齒輪的節曲線，并且提出了一些新式非圓齒輪[3]。非圓齒輪的設計中，其傳動比是在節曲線確定后得到的，即利用非圓齒輪封閉且共軛的條件構造出節曲線，本文設計節曲線，用以實現特定的傳動比函數。

有關非圓齒輪節曲線及傳動比的分析，很多文獻做了研究，賀敬良等[4]研究了變性橢圓齒輪機構，并做了速度的求解，但最后沒有對其進行三維仿真。FIGLIOLINI等[5]設計了非圓齒輪，主要包括壓力角、節曲線和凹凸性等，但沒有建立非圓齒輪的三維模型。LIU等[6]進行了高階非圓齒輪的設計，給出了具體的設計流程，但沒有進行具體的實例分析。謝瑞雪等[7]研究了變性橢圓齒輪，使用MATLAB進行了實例分析，但最后沒有進行三維仿真分析。劉煬等[8]做了變性橢圓齒輪的研究，并做了三維建模，但沒有進行運動學研究。分析已有文獻發現，非圓齒輪的設計大多基于二維軟件，非圓齒輪的齒廓點提取過程繁瑣而且時間較長，多數論文對非圓齒輪僅做仿真分析，未涉及到理論分析，造成設計結果不嚴謹。本文完整的呈現非圓齒輪設計過程，為其它文章提供一個參考作用。……