□ 金承珂 □ 徐宝靖 □ 温秀平 □ 张晓龙 □ 黄嘉昕

南京工程学院 工业中心、创新创业学院 南京 211167

1 研究背景

现代凸轮机构主要应用于需要得到特定从动件运动规律的场合,通常用于输入匀速整周回转,输出往复直线移动或摆动[1-3]。普通的凸轮机构无法得到特殊轨迹的整周回转或长距离直线移动,导致现有的非线性整周回转常通过非标异形齿轮齿条等传动机构来实现[4-5]。这些机构无法得到特定的较为复杂的运动规律,并且加工建模困难,实际应用很少。

笔者针对齿轮齿条传动与凸轮机构的局限性[6],提出一种齿轮齿条非线性传动系统。这种传动系统与直线导轨类似,将移动凸轮的外廓改为渐开线齿形,将啮合传动转换为凸轮机构常用的特殊规律运动,并且加工简单[7-9]。当机械设备需要非线性整周回转运动或移动凸轮从动件特殊运动时,可以在机架上设置两条相互垂直的导轨,水平导轨安装曲线齿条,竖直导轨安装滑块,作为移动凸轮的从动件[10]。这种齿轮齿条非线性传动系统可以融合移动凸轮和齿轮齿条的传动特点,得到复杂运动规律的可控整周回转运动,并可进行双向传动,完成将匀速整周回转转换为非线性曲线齿条直线移动的功能。

2 结构原理

齿轮齿条非线性传动系统由传动齿轮、曲线齿条、水平导轨、竖直导轨、万向联轴器、滑块等组成,如图1所示。通常情况下,如果要输入等速直线运动,输出非线性整周回转运动,那么动力由曲线齿条传递至传动齿轮,曲线齿条在水平导轨上运动,滑块在竖直导轨上运动,传动齿轮与曲线齿条啮合。……