椭圆齿轮机构运动特征分析及设计 椭圆齿轮机构的运动特征分析及设计概要：椭圆齿轮机构的一个突出的传动特点是当主动齿轮以一定的速度旋转时，被动齿轮将会依据一定的规则以改变的速度旋转，这能满足部分特定的要求，而通常常见的机构是无法满足的这是一个很主要的特殊机构的设计在这篇文件中，我们将分析椭圆齿轮机构的传动特点和它的设计方法另外，我们将设计椭圆齿轮在带槽齿轮机构的应用和证实它的实用性 关键词：椭圆齿轮机构、传动设计1、介绍大家全部知道，齿轮传动在机械传动装置和有固定传动比的圆柱齿轮领域内是一个很实用的驱动方法但对于部分特殊的机构，这种传统的圆柱齿轮因为它的固定传动比而无法满足要求，尤其是在一些需要改变传动比的自动机构上不过，非圆柱齿轮机构因为特殊的运动性和几何形状能够满足以上要求，所以非圆柱齿轮机构的应用在齿轮传动领域越来越受到大家的重视 椭圆齿轮就是一个非圆柱齿轮，而且它的传动比是能够依据需要进行设计因为椭圆齿轮的接触节点是在两个椭圆齿轮中心的连线上，它的法向节距线不是一条圆形弧线，所以在一对齿轮副中，当主动轮以一定的速度旋转时，被动轮将会依据特殊规则以改变的速度的旋转因此，椭圆齿轮能够应用在部分特定要求的机构中，而传统的齿轮机构、连杆机构、凸轮机构则无法做到。
另外，椭圆齿轮在结构上愈加紧凑，运动愈加可靠，运力平衡能更轻易实现 椭圆齿轮在非圆柱齿轮中普遍使用，而且为使设计和制造愈加方便，常常使用两个相同大小的椭圆齿轮依据不一样程度的偏心度，不一样传动比的曲线能够满足不一样运动的要求现在，这种椭圆齿轮已广泛使用在冶金、纺织、造纸、包装等领域伴随计算机仿真技术的发展，更多的椭圆齿轮机构将会被开发出来，并应用到工程领域 2、椭圆齿轮机构的运动特征椭圆齿轮的传动比函数图1是一个椭圆齿轮的传动副，由两个相同大小的椭圆齿轮组成图1椭圆的长半轴长是a，短半轴长是b，半焦距是c，两个椭圆的回转中心是o1和o2，P是啮合点，r1和r2分别是椭圆的长短半径对于o1P1F1，依据余弦定理能够得到， 椭圆的偏心度，因此可得两个椭圆齿轮的啮合半径分别为传动比公式为依据公式可知，当=0°或360°时，最大传动比，最小传动比可变传动比依据主动轮的偏转角度而改变，改变情况图2图2当主动轮的旋转速度一定时，被动轮的最大旋转速度和最小速度的比值为所以，τ伴随椭圆的偏心度的增大而增大通常设计中，，运动也比较平滑 椭圆齿轮机构的位置函数当主动轮以的旋转速度旋转过d角度，而被动轮则以的速度旋转过d角度，两轮旋转过的弧长是相等的，即，可得和并可得到位置函数，3、椭圆齿轮机构的设计过程椭圆齿轮机构的设计过程大致能够分为以下三个步骤： 1 依据速度改变的需要，决定椭圆的偏心度e 2 依据齿轮的强度和物理尺寸需要，决定齿轮的模数和齿数 3 计算结点曲线的基础尺寸结点曲线的基础尺寸为这里，是椭圆齿轮函数的参数，能够写为E是椭圆齿轮函数中的参数，取值参考表1。
表1注： 因为结点曲线的基础尺寸的周长是齿轮槽宽的整数倍，因此长半轴长能够写为所以可得到半焦距和短半轴长4、匀速椭圆齿轮和滑轮机构的应用机构分析图3为滑轮机构 图3当主动滑盘1以一定的速度旋转，被动滑盘将以改变的速度间歇运动为满足技术要求及提升运动质量，非圆柱齿轮能够应用到这个机构中，用椭圆齿轮来驱动滑盘使滑盘以近似一定的速度运动 图4所表示，被动滑盘5的速度为当=0°时，被动滑盘5的速度为，在这种情况下，椭圆齿轮1的最小角速度应在左边水平位置处和椭圆齿轮2的最大角速度相对应，即当主动盘垂直向上或是垂直向下，即°时，被动滑盘5的速度为，这种情况下，椭圆齿轮1的最大角速度应在左边水平位置处和椭圆齿轮2的最小角速度对应，即能够看到，当主动盘旋转90°，椭圆齿轮应该旋转180°为了实现上述机构，在椭圆齿轮和带凹槽的传动轮机构中应采取直齿圆柱齿轮结构图4图4所表示，椭圆齿轮的传动函数和位置函数分别为依据传动比关系，可得将公式代入到中，能够得到椭圆齿轮的设计计算 1 椭圆齿轮的偏心度确定公式的变换从公式能够看出，当椭圆齿轮的偏心度确定后，主动盘的速度就是主椭圆齿轮1转角的函数，且的相对误差为采取一维最优法，椭圆齿轮的最优偏心度使取到最小值表2被动滑盘的速度 如表2所表示，当而且，一组的值如表所列，的相对误差为 2 椭圆齿轮的关键尺寸当，从表1中得到，所以得到E=取模数m=3mm，齿数，因此，椭圆齿轮的长半轴长椭圆齿轮的短半轴长半焦距5、总结从椭圆齿轮的设计应用到带槽滑轮机构，能够总结出部分结论： 1 在椭圆齿轮机构中，通常采取两个相同大小的椭圆齿轮，以方便设计和制造。
依据偏心度的改变，不一样传动比的曲线能够满足不一样速度传动的要求 2 椭圆齿轮机构能够应用在部分特殊运动的结构中，而传统的齿轮传动、连杆机构、凸轮机构是无法达成的 3 在带槽滑轮机构中，椭圆齿轮能够驱动被动滑盘，从而实现被动滑盘的近似匀速运动，并提升运动质量 4 。