一种用于多转子纯滚动内燃机的异形齿轮组的制作方法

(s4‑ꢀ
s3)/(s4‑ꢀ
s1)。一般同一齿轮的所有齿廓线重合度取相同值ε，重合度决定了同一时刻啮合点的数量。例如：ε=2时，同一时刻啮合点的数量等于2。p、q随s的变化情况由设计者给出：
13.p=p(s)，s∈[s1, s2]
ꢀꢀ
（5）
[0014]
q=q(s)，s∈[s3, s4] （6）
[0015]
为使两齿轮能够啮合p、q满足：p(sn+f)=q (s
2n-n+2-f)且q(s
n+1-f)=p(s
2n-n+1
+f)，f∈[0, cn]。
[0016]
设逆时针旋转方向为正，α》β》=0时齿廓线在节线内侧，如图1所示内齿i，α《β《=0时齿廓线在节线外侧，如图1所示外齿h，且：
[0017]
α=
ꢀ±
cos-1
(-dp/ds)
ꢀꢀ
（7）
[0018]
β=
ꢀ±
cos-1
(-dq/ds)
ꢀꢀ
（8）
[0019]
m点横、纵坐标为：
[0020]
xm=x+ p*cos(α+γ)
ꢀꢀ
（9）
[0021]
ym=y+ p*sin(α+γ)
ꢀꢀ
（10）
[0022]
n点横、纵坐标为：
[0023]
xn=x+q*cos(β+γ)
ꢀꢀ
（11）
[0024]yn
=y+q*sin(β+γ)
ꢀꢀ
（12）
[0025]
式子（1）至（10）构成齿廓线a的参数方程；式子（1）至（8）和式子（11）至（12）构成齿廓线b的参数方程，从而求得任一单个齿的齿廓线。
[0026]
第二步，求整个异形齿轮的轮廓线。对2n个齿分别求取齿廓线a和b，通过取α》β》=0或α《β《=0，使这2n个齿依次交替位于节线内侧和外侧，最终得到一组齿廓线。将这组齿廓线与l1本身在φ∈ (θ+π/2,π-θ)区间的部分合并，得到异形齿轮的一半轮廓线，如图1所示实线部分。将这一半轮廓线绕l1几何中心旋转180
°
，得到异形齿轮的另一半轮廓线，如图1所示虚线部分。两半轮廓线组成一个异形齿轮的轮廓线。
[0027]
第三步，求六个相互啮合的异形齿轮。针对第二步得到的单个齿轮轮廓线使用光滑过渡曲线，将内齿开槽，以避免啮合时发生干涉；将外齿封顶，以避免应力集中，如图2圆圈内的虚线部分所示。最后，将齿轮轮廓线和节线在垂直于轮廓线所在平面的方向拉伸，得到单个异形齿轮的三维模型，如图3左下角所示。齿轮中心有内花键，以便与其它部件联结。拉伸节线形成的实体部分是为了避免齿轮啮合时在节线法向发生偏移。六个相同的异形齿轮相互啮合情况，如图3右上角所示。
附图说明
[0028]
图1是节线、节点和齿廓关系示意图。
[0029]
图2是啮合点处压力角示意图。
[0030]
图3是异形齿轮及其啮合情况示意图。
[0031]
图4是压力角随相对弧长变化曲线。
[0032]
图5是单个异形齿轮及其支撑零件装配示意图。
[0033]
图6是异形齿轮组结构示意图。
[0034]
附图标记说明
[0035]
1—异形齿轮，2—长轴，3—小轴承，4—短轴，5—大轴承，6—转子，7—固定轴承座，8—输出齿轮。
具体实施方式
[0036]
首先，给出压力角的变化情况。取φ0=94
°
,l=100，r=16.5，n=16，θ=20
°
，cn=常数=(s|
φ=θ+π/2-s|
φ=-θ
)/(2*n)，ε=2。对每个齿均取：s1=s
n = c
n (n-1)+ s|
φ=-θ
，s2= s1+ cnε/2，s4=s
n+1
= c
n n+ s|
φ=-θ
，s3= s4ꢀ‑ꢀcn
ε/2；p=a x + b x
²ꢀ
+ c x
³ꢀ
+ d x4，相对弧长x=(s
‑ꢀ
s1)/(s2‑ꢀ
s1)，s∈[s1, s2]；q= a y + b y
²ꢀ
+ c y
³ꢀ
+ d y4，相对弧长y=1-(s
‑ꢀ
s3)/(s4‑ꢀ
s3)，s∈[s3, s4]。当a=0.94，b=0.0015，c=-0.0315，d=-0.037125时，压力角变化情况如图4实线部分所示。为避免应力集中，用过渡齿廓线分别将第1、2n个齿廓线与节线光滑地连接，过渡齿廓线压力角变化情况如图4虚线和点线部分所示。左侧虚线和点线是x∈[-0.08,0]∪(0,0.2]区间内压力角α变化曲线，代替原来x∈[0,0.2] 区间实线部分；右侧虚线和点线是y∈[0.8,1]∪(1,1.08] 区间内压力角β变化曲线，代替原来y∈[0.8,1] 区间实线部分。相应的，p、q值可根据式子（7）和式子（8）积分求得，其中，压力角为90
°
时p=q=0。根据压力角变化情况结合“为获得六个相互啮合的异形齿轮所采取的技术方案”求得六个相互啮合的异形齿轮，如图3所示。
[0037]
实施例：
[0038]
一种用于多转子纯滚动内燃机的异形齿轮组，包括：异形齿轮，长轴，短轴，小轴承，大轴承，固定轴承座，输出齿轮。单个异形齿轮的支撑如图5所示，长轴（2）轴身与异形齿轮（1）通过花键联结，轴颈安装小轴承（3）；小轴承（3）安装于短轴（4）的偏心小圆孔内，偏心距等于转子公转半径；短轴（4）由大轴承（5）支撑。将六个异形齿轮及其支撑部件安装于固定轴承座（7）的大圆孔内，任一短轴与输出齿轮（8）联结，就得到自由度为1的异形齿轮组，如图6所示。其中，长轴轴头将与六个转子（6）通过花键联结。每个固定轴承座（7）开有六个大圆孔，相邻大圆孔中心距等于相邻转子公转中心距。工作时，六个转子在六个相互啮合的异形齿轮的约束下完成既定运动，同时，输出齿轮将来自转子的驱动力传递出去。


技术特征：
1.一种用于多转子纯滚动内燃机的异形齿轮组，其特征是：以两相邻转子截面轮廓线为节线，纯滚动接触点为节点，在给定压力角变化情况的条件下，求取异形齿轮齿廓线，进而得到单个异形齿轮的三维模型；长轴（2）轴身与异形齿轮（1）通过花键联结，轴颈安装小轴承（3）；小轴承（3）安装于短轴（4）的偏心小圆孔内，偏心距等于转子公转半径；短轴（4）由大轴承（5）支撑；将六个异形齿轮及其支撑部件安装于固定轴承座（7）的大圆孔内，任一短轴与输出齿轮（8）联结，就得到自由度为1的异形齿轮组；其中，长轴轴头与六个转子（6）通过花键联结；每个固定轴承座（7）开有六个大圆孔，相邻大圆孔中心距等于相邻转子公转中心距；工作时，六个转子在六个相互啮合的异形齿轮的约束下完成既定运动，同时，输出齿轮将来自转子的驱动力传递出去。2.根据权利要求1所述的一种用于多转子纯滚动内燃机的异形齿轮组，其特征是：两异形齿轮啮合时，啮合点处两齿轮齿廓线凹凸方向一致。3.根据权利要求1所述的一种用于多转子纯滚动内燃机的异形齿轮组，其特征是：重合度决定了两异形齿轮啮合时啮合点的数量。

技术总结
本实用新型公开了一种用于多转子纯滚动内燃机的异形齿轮组，用六个相互啮合的异形齿轮来实现原齿轮组的功能，主要结构包括：异形齿轮，长、短轴，大、小轴承，固定轴承座，输出齿轮。本实用新型以两相邻转子截面轮廓线为节线，纯滚动接触点为节点，在给定压力角变化情况的条件下，求取异形齿轮齿廓线。啮合点处两齿轮齿廓线凹凸方向一致，有利于挤压油膜的形成，与普通圆柱齿轮相比承载能力更大，磨损更小。小。小。


技术研发人员：刘少林
受保护的技术使用者：刘少林
技术研发日：2022.05.06
技术公布日：2022/9/26