刘大伟, 谷丹丹, 巴延博

(1.燕山大学 机械工程学院,河北,秦皇岛 066004; 2.燕山大学 国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，河北,秦皇岛 066004)

非圆齿轮具有精确而稳定的运动协调功能，在多足机器人、高速水稻插秧机和人工血泵等高端装备中展现出独特的技术优势[1]. 为解决非圆齿轮的封闭性设计难题，融合非圆齿轮和面齿轮的结构特点，提出了兼具圆齿轮减速功能和非圆齿轮变速功能的减-变速集成齿轮[2-3]，作为一种新型传动元件，明确动态特性对其应用具有重要意义.

在许多含非圆齿轮的机械系统动力学分析中，常将非圆齿轮考虑成刚性接触[4-7]. Okada等[4]基于弹跳机器人的动力学特性，优化出驱动系统中非圆齿轮的传动比；叶秉梁等[5]建立了椭圆齿轮-不完全非圆齿轮行星系移栽机构的刚性动力学模型，求出关键构件的受力规律，但刚性动力学无法真实反映传动系统的动态特性.

在非圆齿轮弹性动力学方面，目前的研究多采用实验或借鉴圆齿轮动力学的建模方法，通过数值计算得到了椭圆齿轮的动态响应规律.刘大伟等[6]提出一种转角分离方法，可有效解决非圆齿轮转角间的非线性关系给动力学建模造成的困难；但这些研究都是针对常规的非圆齿轮，不适用于具有新匹配模式和构型特点的减-变速集成齿轮，因此本文从新齿轮的传动原理出发，研究其瞬心时变规律及激励原理，考虑时变瞬心、刚度、阻尼等非线性因素……