线齿轮副包含了主动轮和从动轮，主动轮和从动轮的 坐标体系如图1所示，用于建立线齿轮的线齿的接触线方程。
[0028] 如图1所示，0-xyz与0p-xpypz p为固定笛卡尔坐标系，0 p_xpypzp根据0-xyz位置进 行确定：xp0pZp平面与xOz平面在同一平面内，Ojlj z轴的距离为a，0P到x轴的距离为b， z轴与zp轴之间的夹角为（31-0)。0为主、从动轮角速度矢量的夹角。
[0029] 。「叉以而和0 2_x2y2z2分另U为固定在主云力轮和从云力轮上的坐标系，传云力时主云力轮和 从动轮各自绕着z轴和zp轴转动。
[0030] 2.变传动比线齿轮副如图2a和图2b所示，左边为主动轮1，主动轮上有主动轮线 齿2,右边为从动轮3。
[0031] 如图3所示，从动轮上有等传动比的线齿4和5,变传动比的线齿6和7,当主动轮 和从动轮啮合到等传动比的线齿4和5时，传动比为13和i b，当啮合到变传动比的线齿6和 7时，传动比分别从ia平稳过渡到i b，从ib平稳过渡到i a。但本实用新型实施方式不限于 此。
[0032] 设计上述等传动比和变传动比线齿的方程由以下方程确定。
[0033] 主动轮线齿通过其接触线方程确定，该接触线在中的方程为：
)
[0035] 从动轮线齿通过其接触线方程确定，该接触线通过主动轮线齿的接触线和空间曲 线嗤合理论计算得来，其在〇2-X2y2Z2中的方程为：
[0036] 当传动比为i时，等传动比线齿上的接触线方程为：
[0038] 当传动比为L到U时，变传动比线齿上的接触线方程为：
[0040] 其中，A和C由下确定
[0043] 式中各参数的物理意义如下：
[0044] m为主动轮接触线的螺旋半径；
[0045] n为主动轮接触线与螺距相关的参数，若螺距为p，则定义
[0046] t为参变量，表示主动轮一条线齿的接触线为^掘周的螺旋线。当t ^ 4 =-31时，主动轮和从动轮线齿开始啮合；当t = 时，主动轮转过|圆周，主动轮和从动 轮线齿啮合到末端，开始脱离；
[0047] a和b为主动轮和从动轮的位置参数，如图1所示；
[0048] 0为主动轮和从动轮的角度参数，如图1所示；
[0049] 1和i b为所需的两个传动比；
[0050] 辨为主动轮的转角；
[0051] 約为从动轮的转角；
[0052] 您和为变传动比过程中，主动轮某线齿在传动时的起始和终止角度，比如当
[0053] 3.根据式（1)到式（3)，可以建立线齿实体，线齿实体只需要能够满足强度要求， 线齿实体本身并没有特别具体的形状要求。如图4所示，在每一个啮合点处，分别在主、从 动线齿接触方向的两侧（图4中的-yJP y J反向伸展出一定的体积，即可以生成所需的 线齿。轮体用于将线齿固联起来。
【主权项】
1. 一种变传动比线齿轮机构，其特征在于：该机构由任意角度相交轴的主动轮和从动 轮组成传动副，主动轮由轮体和线齿组成，从动轮由轮体和线齿组成，主动轮线齿和从动轮 线齿的接触线按照一对空间共辄曲线啮合，主动轮与驱动器联接以提供输入，主动轮上的 线齿有一条或多条；主动轮的线齿和从动轮的线齿通过点接触啮合；从动轮与输出端联接 以提供运动或力的输出，从动轮上的线齿为具有变传动比性质的线齿：在一个运动周期内， 存在多个传动比，不同传动比之间可进行平稳过渡，从而产生周期性变传动比的传动。2. 根据权利要求1所述的变传动比线齿轮机构，其特征在于：主动轮的线齿上用于啮 合的接触线为圆柱螺旋线；从动轮的线齿分为等传动比部分和变传动比部分，线齿上的用 于啮合的接触线的方程有两种，一种为实现等传动比的等传动比方程，另一种为实现变传 动比的变传动比方程。3. 根据权利要求2所述的变传动比线齿轮机构，其特征在于：所述机构在传动过程中， 变传动比方程能使线齿轮的传动比从一个值平稳变到另一个值，即传动比函数的导数值由 〇开始增大或减小到某一个值，再平稳回到0。4. 根据权利要求3所述的变传动比线齿轮机构，其特征在于：所述变传动比方程确定 如下：〇-xyz为空间上任意固定笛卡尔坐标系，0为O-xyz坐标系原点，x、y、z是O-xyz坐 标系的三个坐标轴，笛卡尔坐标系〇p_xpypzp根据坐标系O-xyz位置进行确定，x pOpzp平面与 xOz平面在同一平面内，坐标原点(\到z轴的距离为a，0p到x轴的距离为b，z轴与z p轴之间 的夹角为0-9)，Q为主、从动轮角速度矢量的夹角，〇°彡Q彡180°，坐标系(VxAZi 和02-x2y2z2分别为固定在主动轮和从动轮上的坐标系，传动时主动轮和从动轮各自绕着 z轴和zp轴转动，且主动轮与从动轮起始啮合处为起始位置，在起始位置，坐标系0 02-x2y2z^别与坐标系O-xyz及0 p_xpypzp重合，在任意时亥I」，原点0占0重合，z i轴与2轴 重合，原点CV^〇p重合，z2轴与zp轴重合，主动轮以匀角速度《 1绕z轴旋转，主动轮角速 度方向为2轴负方向，主动轮绕z轴转过的角度为锊；从动轮以匀角速度《2绕％轴旋转， 从动轮角速度方向为zp轴负方向，从动轮绕z p轴转过的角度为穩，则若主动接触线在坐标 系(VxmZi上的方程为：贝1J，变传动比接触线的方程为：其中，A和C由方确定，m为主动轮接触线的螺旋半径，n "t I - a：> i 〇 为主动轮接触线与螺距相关的参数，若螺距为P，则定z，〖为参变量表示主动轮一条线齿的接触线为f圆周的螺旋线，当t = _ 31时，主动轮和从动轮线齿开始 4 啮合，当?时，主动轮转过圆周，主动轮和从动轮线齿啮合到末端，开始脱离；1和ib为其中某段变化过程前辰的W个佑云fihk .貌和欲为亦佑云fi比过程中，主动轮某线齿在传 动时的起始和终止角度
【专利摘要】本实用新型为一种变传动比线齿轮机构，该机构由任意角度相交轴的主动轮和从动轮组成传动副，传动由主动轮线齿和从动轮线齿之间的点接触啮合运动产生，线齿的接触线根据空间共轭曲线啮合理论设计，设计方程分为等传动比和变传动比两部分，等传动比部分提供匀速传动，变传动比部分使传动比平稳过渡。该线齿轮机构能够提供周期性变传动比传动，能够在从动轮的运动周期内提供多个传动比，并且各个传动比之间能进行符合运动规律的平稳过渡。
【IPC分类】F16H55/08, F16H35/02
【公开号】CN204985583
【申请号】CN201520611186
【发明人】陈扬枝, 黄淮, 吕月玲
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年8月13日