[发明专利]一种摆线针轮机构啮合效率的计算方法

权利要求书

1.一种摆线针轮机构啮合效率的计算方法，所述摆线针轮机构在任意时刻所有针齿均参与啮合，其特征是，所述计算方法包括以下步骤：

S1，获取摆线针轮机构计算所需数据；

在步骤S1中，所述摆线针轮机构计算所需数据包括：针轮半径R_z、偏心距A、针轮齿数Z_b，Z_b取偶数，是本领域公知常识、齿面摩擦因数μ；

S2，计算摆线针轮啮合位置处压力角；

在步骤S2中，计算摆线针轮啮合位置处压力角的具体过程为：通过摆线轮节圆半径计算公式计算得到摆线轮节圆半径r_a，通过针轮节圆半径计算公式计算得到针轮节圆半径r_b，通过摆线针轮啮合位置处针齿分布角度计算公式计算得到摆线针轮啮合位置k处针齿分布角度θ_k，k＝1,2,…,Z_b，通过节点到摆线针轮啮合位置距离计算公式计算得到节点到摆线针轮啮合位置k的距离p_k，通过节点到摆线针轮啮合位置连线与摆线针轮啮合位置到针轮中心连线间夹角计算公式计算得到节点到摆线针轮啮合位置k连线与摆线针轮啮合位置k到针轮中心连线间的夹角ρ_k1，通过摆线针轮啮合位置到节点连线与节点到针轮中心连线间夹角计算公式计算得到摆线针轮啮合位置k到节点连线与节点到针轮中心连线间的夹角ρ_k2，通过摆线轮中心到摆线针轮啮合位置距离计算公式计算得到摆线轮中心到摆线针轮啮合位置k的距离O_ak，通过节点到摆线针轮啮合位置连线与摆线针轮啮合位置到摆线轮中心连线间夹角计算公式计算得到节点到摆线针轮啮合位置k连线与摆线针轮啮合位置k到摆线轮中心连线间的夹角ρ_k3，根据摆线针轮啮合位置处摆线轮压力角计算公式计算得到摆线针轮啮合位置k处摆线轮压力角α_k1，根据摆线针轮啮合位置处针轮压力角计算公式计算得到摆线针轮啮合位置k处针轮压力角α_k2；

所述摆线轮节圆半径计算公式为：

r_a＝A(Z_b-1)    (1)；

式(1)中，r_a为摆线轮节圆半径，A为偏心距，Z_b为针轮齿数；

所述针轮节圆半径计算公式为：

r_b＝AZ_b    (2)；

式(2)中，r_b为针轮节圆半径，A为偏心距，Z_b为针轮齿数；

当1≤k≤Z_b/2+1，所述摆线针轮啮合位置处针齿分布角度计算公式为：

式(3)中，θ_k为摆线针轮啮合位置k处针齿分布角度，k＝1,2,…,Z_b/2+1，Z_b为针轮齿数；

当Z_b/2+2≤k≤Z_b，所述摆线针轮啮合位置处针齿分布角度计算公式为：

式(4)中，θ_k为摆线针轮啮合位置k处针齿分布角度，k＝Z_b/2+2,Z_b/2+3,…,Z_b，Z_b为针轮齿数；

所述节点到摆线针轮啮合位置距离计算公式为：

式(5)中，p_k为节点到摆线针轮啮合位置k的距离，k＝1,2,…,Z_b，R_z为针轮半径，r_b为针轮节圆半径，θ_k为摆线针轮啮合位置k处针齿分布角度；

所述节点到摆线针轮啮合位置连线与摆线针轮啮合位置到针轮中心连线间夹角计算公式为，

式(6)中，ρ_k1为节点到摆线针轮啮合位置k连线与摆线针轮啮合位置k到针轮中心连线间的夹角，k＝1,2,…,Z_b，r_b为针轮节圆半径，θ_k为摆线针轮啮合位置k处针齿分布角度，p_k为节点到摆线针轮啮合位置k的距离；

所述摆线针轮啮合位置到节点连线与节点到针轮中心连线间夹角计算公式为，

ρ_k2＝π-ρ_k1-θ_k    (7)；

式(7)中，ρ_k2为摆线针轮啮合位置k到节点连线与节点到针轮中心连线间的夹角，k＝1,2,…,Z_b，ρ_k1为节点到摆线针轮啮合位置k连线与摆线针轮啮合位置k到针轮中心连线间的夹角，θ_k为摆线针轮啮合位置k处针齿分布角度；

所述摆线轮中心到摆线针轮啮合位置距离计算公式为，

式(8)中，O_ak为摆线轮中心到摆线针轮啮合位置k的距离，k＝1,2,…,Z_b，p_k为节点到摆线针轮啮合位置k的距离，r_a为摆线轮节圆半径，ρ_k2为摆线针轮啮合位置k到节点连线与节点到针轮中心连线间的夹角；

所述节点到摆线针轮啮合位置连线与摆线针轮啮合位置到摆线轮中心连线间夹角计算公式为，

式(9)中，ρ_k3为节点到摆线针轮啮合位置k连线与摆线针轮啮合位置k到摆线轮中心连线间的夹角，k＝1,2,…,Z_b，r_a为摆线轮节圆半径，ρ_k2为摆线针轮啮合位置k到节点连线与节点到针轮中心连线间的夹角，O_ak为摆线轮中心到摆线针轮啮合位置k的距离；

所述摆线针轮啮合位置处摆线轮压力角计算公式为，

式(10)中，α_k1为摆线针轮啮合位置k处摆线轮压力角，k＝1,2,…,Z_b，ρ_k3为节点到摆线针轮啮合位置k连线与摆线针轮啮合位置k到摆线轮中心连线间的夹角；

所述摆线针轮啮合位置处针轮压力角计算公式为：

式(11)中，α_k2为摆线针轮啮合位置k处针轮压力角，k＝1,2,…,Z_b，ρ_k1为节点到摆线针轮啮合位置k连线与摆线针轮啮合位置k到针轮中心连线间的夹角；

S3，计算摆线针轮啮合位置处的啮合效率；

在步骤S3中，计算摆线针轮啮合位置处的啮合效率的具体过程为：通过摆线针轮啮合位置啮合效率计算公式计算得到摆线针轮啮合位置k处的啮合效率η_k，k＝1,2,…,Z_b；

所述摆线针轮啮合位置啮合效率计算公式为，

式(12)中，η_k为摆线针轮啮合位置k处的啮合效率η_k，k＝1,2,…,Z_b，μ为齿面摩擦因数，α_k1为摆线针轮啮合位置k处摆线轮压力角，α_k2为摆线针轮啮合位置k处针轮压力角；

S4，计算摆线针轮机构的啮合效率；

在步骤S4中，计算摆线针轮机构的啮合效率的具体过程为：通过摆线针轮机构啮合效率计算公式计算得到摆线针轮机构的啮合效率η；

所述摆线针轮机构啮合效率计算公式为，

式(13)中，η为摆线针轮机构的啮合效率，Z_b为针轮齿数，η_k为摆线针轮啮合位置k处的啮合效率，k＝1,2,…,Z_b。