1.一种具有变系数摆线齿廓的谐波齿轮,其特征在于:所述谐波齿轮的刚轮为具有变系数摆线齿廓的直齿圆柱内齿轮,柔轮为薄壁直齿外齿轮,柔轮齿在各个截面都具有系数不同的变系数摆线齿廓。
2.根据权利要求1所述的一种具有变系数摆线齿廓的谐波齿轮,其特征在于:刚轮齿顶的齿廓表达式(1):
刚轮齿根的齿廓表达式(2):
刚轮齿顶摆线式(1)和齿根摆线式(2)之间由公切线光滑连接;
柔轮齿顶在主、后截面的齿廓表达式(3):
柔轮齿根齿廓的表达式(4):
柔轮齿顶在前截面的齿廓表达式(5):
柔轮齿顶摆线式(3)、式(5)和齿根摆线式(4)之间由公切线光滑连接;
式(1)~(5)中,rt是摆线生成圆半径,u是摆线参数,e2是刚轮在分度圆上的齿槽宽,s1是柔轮在分度圆上的齿厚,Ra2是刚轮齿顶圆半径,Rf2是刚轮齿根圆半径,rma是柔轮变形后中性层长轴半径,rmb是柔轮变形后中性层短轴半径;A1,A2为x向摆线放大系数,B1,B2为摆线生成圆半径放大系数,C1,C2为x向摆线校正系数,D1,D2为y向摆线放大系数。
3.根据权利要求1所述的一种具有变系数摆线齿廓的谐波齿轮,其特征在于:其设计方法为:
1)刚轮变系数摆线齿廓设计
先确定所需谐波传动的模数、齿数、齿高、齿厚等参数,给出刚轮齿顶变系数摆线齿廓,在完成柔轮主截面变系数摆线齿廓设计后,再根据柔轮主截面齿顶齿廓的包络结果拟合出刚轮齿根变系数摆线齿廓,在刚轮齿顶和齿根廓线之间做公切线完成刚轮变系数摆线齿廓的设计;
2)柔轮变系数摆线齿廓设计
柔轮在主截面和后截面(靠近柔轮杯底端)的齿顶齿廓和齿根齿廓由刚轮齿顶齿廓在啮入区的包络结果进行拟合设计完成,柔轮在前截面(靠近柔轮杯口端)的齿顶齿廓由刚轮齿根齿廓在啮出区的包络结果进行拟合设计,柔轮在前截面的齿根齿廓由刚轮齿顶齿廓在啮出区的包络结果进行拟合设计。
4.根据权利要求2所述的一种具有变系数摆线齿廓的谐波齿轮,其特征在于:其中,摆线生成圆的半径rt可以是刚轮齿顶高设计值的一半。