[发明专利]一种改进的心形非圆齿轮节曲线的设计方法

权利要求书

1.一种改进的心形非圆齿轮节曲线的设计方法，其特征在于：其步骤如下：

步骤一、根据非圆齿轮节曲线的设计原理及约束条件，对原始平面心形曲线进行改进，得到非封闭的心形非圆齿轮节曲线r_u(θ)的极坐标方程，θ∈[0,θ_t-θ_s]，θ为极角，θ_s和θ_t分别为心形非圆齿轮节曲线r(θ)回转的起止角；

步骤二、根据非圆齿轮副的啮合原理，得到与非封闭的心形非圆主动齿轮节曲线r_u(θ)共轭非圆从动齿轮节曲线r_m(θ_m)θ_m为非封闭非圆从动齿轮节曲线的极角；

步骤三、通过引入修复节曲线r_c(θ)，θ∈[θ_t-θ_s,2π]，并结合非封闭的心形非圆齿轮节曲线r_u(θ)，获得封闭的非圆齿轮节曲线R(θ)的一般表达式

步骤四、根据封闭非圆齿轮节曲线的设计原理，在保证封闭的非圆齿轮节曲线R(θ)的光滑性的条件下，获取修复节曲线r_c(θ)应满足的约束条件

步骤五、为了得到唯一确定的修复节曲线r_c(θ)，通过对修复节曲线r_c(θ)约束条件进行分析，得到一个关于极角θ的三次多项式作为修复节曲线r_c(θ)的一般表达式

其中，c₀、c₁、c₂和c₃为待定的设计参数；

步骤六、结合非封闭的心形非圆齿轮节曲线r_u(θ)和修复节曲线r_c(θ)的表达式及其约束条件，获得满足封闭非圆齿轮节曲线设计原理封闭的非圆齿轮节曲线R(θ)；

步骤七、根据封闭非圆齿轮的啮合原理，得到与封闭非圆齿轮节曲线R(θ)共轭的非圆从动齿轮节曲线R_c(θ_c)，θ_c为封闭非圆从动齿轮节曲线的极角。

2.根据权利要求1所述的一种改进的心形非圆齿轮节曲线的设计方法，其特征在于：步骤一中，

1)沿x轴正向按逆时针方向测量原始平面心形曲线r_o(θ)的极角θ，θ∈[0，2π]，并获得对应的原始平面心形曲线r_o(θ)的极坐标方程：

r_o(θ)＝a(1-cosθ),θ∈[0,2π]，其中a为原始平面心形曲线设计参数，a≠0；

2)获取原始平面心形曲线r_o(θ)的约束条件：

其中θ_s和θ_t分别为心形非圆齿轮节曲线r(θ)回转的起止角；

3)为了使得非圆齿轮从极角为0时开始回转运动，结合步骤1)和2)获取非封闭的心形非圆齿轮节曲线r_u(θ)的极坐标方程：

3.根据权利要求2所述的一种改进的心形非圆齿轮节曲线的设计方法，其特征在于：步骤二中，根据非圆齿轮的啮合原理，当满足非圆齿轮节曲线r_u(θ)作为一对共轭非圆齿轮副中的非圆主动齿轮节曲线时，则与其共轭的非圆从动齿轮节曲线r_m(θ_m)为：

其中A为共轭的非圆齿轮副中心距，符号中上面的减号“-”适用于外啮合非圆齿轮副、下面的加号“+”适用于内啮合非圆齿轮副，

并获得非封闭的心形非圆齿轮副的传动关系

4.根据权利要求1所述的一种改进的心形非圆齿轮节曲线的设计方法，其特征在于：步骤四中，封闭的非圆齿轮节曲线R(θ)的光滑性的条件为封闭的非圆齿轮节曲线R(θ)上不存在不可微点。