[发明专利]一种柔轮及其齿形设计方法和谐波减速器

权利要求书

1.一种柔轮齿形的设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

建立直角坐标系XOY，其中，所述直角坐标系XOY以柔轮的轮齿对称轴为Y轴，以柔轮的中性层曲线与Y轴的交点为原点O；

以距离Y轴长度为b的线作为基准线l，根据所述基准线l确定滚圆的圆心和半径后，基于所述直角坐标系XOY、基准线l和滚圆建立第一齿廓设计模型，采用第一齿廓设计模型进行柔轮齿形的直摆线CE段的设计；

基于所述柔轮齿形的直摆线CE段建立第二齿廓设计模型，采用第二齿廓设计模型进行齿顶过渡圆弧BD段的设计后，以齿顶过渡圆弧BD段来代替柔轮齿形的齿顶直摆线齿形CD段和直线BC段；

基于所述柔轮齿形的直摆线CE段建立第三齿廓设计模型，采用第三齿廓设计模型进行柔轮齿形的副啮合区用圆弧齿廓EF段的设计；

基于所述柔轮齿形的副啮合区用圆弧齿廓EF段建立第四齿廓设计模型，采用第四齿廓设计模型进行柔轮齿形的齿根圆弧FG段的设计，以完成所述柔轮齿形的设计；

所述第一齿廓设计模型为：

其中，θ为滚圆沿基准线l向上转动的角度，θ∈[θ_E4,θ_C4]，r₄为滚圆半径，k为短幅系数，θ_E4为直摆线CE段在E点转角，θ_C4为直摆线CE段在C点转角，p_h为初始点H与X轴的距离，x_CE为直摆线CE段上与滚圆圆心O₄的夹角为θ的点的横坐标，y_CE为直摆线CE段上与滚圆圆心O₄的夹角为θ的点的纵坐标。

2.根据权利要求1所述的柔轮齿形的设计方法，其特征在于，所述θ_E4的值不小于10°，且不大于30°。

3.根据权利要求1所述的柔轮齿形的设计方法，其特征在于，所述第二齿廓设计模型为：

其中，r₁为齿顶过渡圆弧BD段的半径，O₁为齿顶过渡圆弧BD段的圆心，θ₁为齿顶过渡圆弧BD段上其中一点与圆心O₁的夹角，θ₁∈[θ_D1,θ_B1]，θ_D1为齿顶过渡圆弧BD段在D处转角，θ_E1为齿顶过渡圆弧BD段在E处转角，x₁为圆心O₁的偏移量，y₁为圆心O₁的移距量，x_BD为齿顶过渡圆弧BD段上与圆心O₁的夹角为θ₁的点的横坐标，y_BD为齿顶过渡圆弧BD段上与圆心O₁的夹角为θ₁的点的纵坐标，h_f为齿根高。

4.根据权利要求3所述的柔轮齿形的设计方法，其特征在于，所述第三齿廓设计模型为：

其中，r₂为副啮合区用圆弧齿廓EF段的半径，O₂为副啮合区用圆弧齿廓EF段的圆心，θ₂为副啮合区用圆弧齿廓EF段上其中一点与圆心O₂的夹角，θ₂∈[θ_E2,θ_F2]，θ_E2为副啮合区用圆弧齿廓EF段在E处转角，θ_F2为副啮合区用圆弧齿廓EF段在F处的转角，p_f为圆心O₂的偏移量，b_f为圆心O₂的移距量，h_f为齿根高，x_EF为副啮合区用圆弧齿廓EF段上与圆心O₂的夹角为θ₂的点的横坐标，y_EF为副啮合区用圆弧齿廓EF段上与圆心O₂的夹角为θ₂的点的纵坐标，s_r/2为G点与X轴距离。