[发明专利]一种实现余弦加速度运动规律机构及反求方法

说明书

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种实现余弦加速度运动规律机构及反求方法。一种实现余弦加速度运动规律机构，非圆齿轮A和圆柱齿轮A安装在输入轴上，非圆齿轮B和圆柱齿轮B分别安装在从动实心轴和从动空心轴上；非圆齿轮B通过从动实心轴与太阳轮B联接，圆柱齿轮B通过从动空心轴与太阳轮A联接，行星齿轮A通过行星架与行星齿轮B联接；太阳轮C和输出齿轮安装在输出轴上，输出齿轮和输出齿条为齿轮齿条传动；齿轮箱工作时，动力通过输入轴传入，并经过齿轮箱的齿轮啮合后，通过输出轴输出。本发明提供一种实现余弦加速度运动规律机构及反求方法，采用非圆齿轮机构与3K型差动轮系串联组合，实现将匀速转动转变为余弦加速度往复运动。

技术领域

本发明属于机械技术领域，具体涉及一种实现余弦加速度运动规律机构及反求方法。

背景技术

余弦加速度运动规律广泛地应用于工程实际，通常采用电机作为动力源，通过各种传动装置或者执行机构来实现余弦加速度运动规律。尽管此类机构具有较高的承载能力、运行速度和生产效率，能较好地满足现实要求。但针对特殊形式的余弦加速度运动规律，传动系统复杂、冲击载荷大、传动方式缺乏柔性，难以适应产品多样性的要求。

平面连杆机构是作为机器主传动系统的首选机构，但单纯的连杆机构不能实现余弦加速度运动规律。凸轮机构虽然能够严格实现任意运动规律，但由于凸轮机构属高副机构，承载能力低，一般而言不能作为主传动系统使用。

发明内容

本发明目的在于提供一种实现余弦加速度运动规律机构及反求方法，采用非圆齿轮机构与3K型差动轮系串联组合，实现将匀速转动转变为余弦加速度往复运动。

一种实现余弦加速度运动规律机构，包括非圆齿轮机构与3K型差动轮系串联而成的组合机构，具体包括：非圆齿轮A、非圆齿轮B、输入轴、圆柱齿轮A、从动实心轴、圆柱齿轮B、从动空心轴、太阳轮A、行星齿轮A、太阳轮B、行星架、行星齿轮B、太阳轮C、输出轴、输出齿轮、箱体和输出齿条；非圆齿轮A和圆柱齿轮A安装在输入轴上，非圆齿轮B和圆柱齿轮B分别安装在从动实心轴和从动空心轴上；非圆齿轮B通过从动实心轴与太阳轮B联接，圆柱齿轮B通过从动空心轴与太阳轮A联接，行星齿轮A通过行星架与行星齿轮B联接；太阳轮C和输出齿轮安装在输出轴上，输出齿轮和输出齿条为齿轮齿条传动；齿轮箱工作时，动力通过输入轴传入，并经过齿轮箱的齿轮啮合后，通过输出轴输出。

本发明的进一步改进在于，设非圆齿轮A的角速度为ω₁，输出齿轮的分度圆半径为r₁₅，作为执行部件的输出齿条的速度为v，非圆齿轮A至非圆齿轮B的传动比为i₁₂，圆柱齿轮A至圆柱齿轮B的传动比为i₃₄，

可得差动轮系传动比为

当非圆齿轮A转过2π/n₁，非圆齿轮B转过2π/n₂时，n₁和n₂为正整数，此时输出齿条完成一个工作周期；

可得非圆齿轮副传动比i₁₂为：

本发明的进一步改进在于，设执行部件行程为h，输出齿轮的摆动角度为k，k＝h/r₁₅；可得出：

满足余弦加速度运动规律非圆齿轮副的传动比函数表达式为：

本发明的进一步改进在于，设非圆齿轮副中心距为A，非圆齿轮A和非圆齿轮B节曲线接触点处的向径分别为r₁和r₂，非圆齿轮A和非圆齿轮B的转角分别为和可得非圆齿轮节曲线接触点处的向径以及非圆齿轮B的转角为：

一种可实现余弦加速度运动规律机构的反求方法，包括如下步骤：

1)、输入主动齿轮角速度ω₁和中心距A的数值；