技术领域  本发明涉及的是一种非圆齿轮型匀速往复直线运动机构，尤 其是其中非圆齿轮的节曲线的形状。

背景技术  现有的用于输出匀速往复直线运动的非圆齿轮型匀速往复直 线运动机构中，非圆齿轮有三种形式：椭圆齿轮、卵形齿轮和偏心圆共轭非 圆齿轮。例如在毛纺高速无捻粗纱机上，为实现匀速往复直线导纱运动，设 有一偏心率为0.34(e＝0.34)的偏心圆共轭非圆齿轮型匀速往复直线运动机构。 这三者在适当选取偏心率后输出的运动规律十分相似，都为近似匀速的往复 直线运动，因为它们都仅能调节其偏心率，所以要输出理想的速度曲线是根 本办不到的。

发明内容  针对上述缺陷，本发明所要解决的技术问题就是要使非圆齿 轮型匀速往复直线运动机构在动程的大部分时间内所输出的运动速度达到匀 速，从而提供一种用于输出匀速往复直线运动的非圆齿轮型匀速往复直线运 动机构。

本发明提供的非圆齿轮型匀速往复直线运动机构，由非圆齿轮传动副和 正弦机构组合而成，其中正弦机构中的曲柄4的回转中心与非圆齿轮传动副 中的从动齿轮2的齿轮轴3在同一轴线上，并且正弦机构中的曲柄与非圆齿 轮传动副中的从动齿轮之间有固定的安装夹角，所说的正弦机构包括连杆与 曲柄长度比值较大的近似正弦机构的曲柄滑块机构，在所说的非圆齿轮传动 副中：

①主动齿轮1的节曲线由下表中同一序号中的极径和极角所确定的极坐 标上的点及它们的以其中0°线为对称轴的镜像点平滑连接而成：   序号   极径   极角   0   82.509   0.000   1   82.442   1.637   2   82.241   3.270   3   81.912   4.898   4   81.462   6.519   5   80.898   8.134   6   80.232   9.741   7   79.474   11.341   8   78.635   12.937   9   77.724   14.529   10   76.751   16.121   11   75.726   17.715   12   74.655   19.315   13   73.547   20.922   14   72.409   22.542   15   71.246   24.177   16   70.064   25.830   17   68.869   27.504   18   67.665   29.204   19   66.456   30.932   20   65.247   32.691   21   64.042   34.486   22   62.845   36.319   23   61.659   38.193   24   60.489   40.111   25   59.337   42.077   26   58.207   44.094   27   57.104   46.162   28   56.030   48.287   29   54.989   50.469   30   53.985   52.710   31   53.021   55.012   32   52.101   57.378   33   51.228   59.805   34   50.407   62.295   35   49.640   64.848   36   48.931   67.459   37   48.284   70.131   38   47.701   72.856   39   47.185   75.636   40   46.739   78.456   41   46.365   81.319   42   46.054   84.216   43   45.749   87.132   44   45.443   90.067   45   45.136   93.023   46   44.831   95.999   47   44.527   98.995   48   44.226   102.012   49   43.928   105.051   50   43.635   108.110   51   43.347   111.191   52   43.064   114.293   53   42.788   117.416   54   42.521   120.561   55   42.261   123.726   56   42.011   126.912   57   41.772   130.118   58   41.543   133.343   59   41.326   136.588   60   41.122   139.850   61   40.932   143.130   62   40.755   146.426   63   40.593   149.738   64   40.446   153.063   65   40.316   156.401   66   40.201   159.751   67   40.104   163.110   68   40.023   166.478   69   39.961   169.852   70   39.916   173.232   71   39.889   176.615   72   39.879   180.000

②从动齿轮2的节曲线由下表中同一序号中的极径和极角所确定的极坐 标上的点、它们的以其中0°线为对称轴的镜像点和前述所有点以90°线为 对称轴的镜像点平滑连接而成：   序号   极径   极角   0   77.051   0.000   1   77.119   1.750   2   77.319   3.492   3   77.648   5.217   4   78.099   6.919   5   78.662   8.592   6   79.328   10.231   7   80.086   11.835   8   80.926   13.402   9   81.837   14.932   10   82.809   16.425   11   83.835   17.884   12   84.905   19.310   13   86.013   20.704   14   87.151   22.069   15   88.314   23.408   16   89.496   24.721   17   90.691   26.013   18   91.896   27.284   19   93.104   28.536   20   94.313   29.773   21   95.518   30.995   22   96.715   32.205   23   97.903   33.403   24   99.675   34.592   25   100.220   35.776   26   101.335   36.956   27   102.431   38.130   28   103.513   39.294   29   104.568   40.454   30   105.579   41.615   31   106.541   42.777   32   107.459   43.938   33   108.332   45.101   34   109.153   46.264   35   109.920   47.429   36   110.629   48.597   37   111.280   49.766   38   111.866   50.938   39   112.381   52.113   40   112.824   53.290   41   113.194   54.470   42   113.511   55.650   43   113.811   56.828   44   114.116   58.003   45   114.424   59.174   46   114.730   60.342   47   115.033   61.507   48   115.334   62.670   49   115.632   63.830   50   115.926   64.486   51   116.214   66.141   52   116.497   67.293   53   116.772   68.442   54   117.040   69.589   55   117.299   70.735   56   117.549   71.878   57   117.789   73.019   58   118.018   74.159   59   118.234   75.297   60   118.438   73.433   61   118.629   77.568   62   118.806   78.702   63   118.968   79.835   64   119.114   80.967   65   119.245   82.098   66   119.359   83.228   67   119.457   84.358   68   119.537   85.487   69   119.600   86.616   70   119.645   87.744   71   119.672   88.872   72   119.681   90.000

其中在描述主动齿轮节曲线的极坐标和描述从动齿轮节曲线的极坐标中 极径采用同一长度单位，极角采用角度制；主动齿轮和从动齿轮的回转中心 都在各自的极坐标原点上。在实际制作齿轮时主动齿轮1的最大半径处和从 动齿轮2的最小半径处最好互为齿槽和齿顶，以便在安装时准确地使主动齿 轮上的最大半径处和从动齿轮上的最小半径处啮合。所谓的主动齿轮的最大 半径处就是主动齿轮上描述其节曲线的极坐标上的0°线，而从动齿轮上的最 小半径处也就是从动齿轮上描述其节曲线的极坐标上的0°线。一般安排在齿 槽和齿顶的中心在这条线上。

本发明提供的非圆齿轮型匀速往复直线运动机构，在非圆齿轮传动副中 的主动齿轮1和从动齿轮2上的齿廓为渐开线齿廓。

本发明提供的非圆齿轮型匀速往复直线运动机构，正弦机构中的曲柄4 与非圆齿轮传动副中的从动齿轮2上最大半径所在的轴线重合。即正弦机构 中的曲柄与非圆齿轮传动副中的从动齿轮上描述其节曲线的极坐标上的90° (或270°)线的夹角为0°。若使两齿轮的回转中心的连线与滑杆4垂直， 则结构比较紧凑。

本发明提供的非圆齿轮型匀速往复直线运动机构，正弦机构中的曲柄4 上的滑块5直接以销轴安装在非圆齿轮传动副中的从动齿轮2上最大半径所 在的轴线上。即正弦机构中的曲柄上的滑块直接以销轴安装在非圆齿轮传动 副中的从动齿轮上描述其节曲线的极坐标上的90°(或270°)线上，滑块 可依销轴转动。

上述确定的非圆齿轮传动副与正弦机构之间的安装关系是一种特殊的安 装关系，实际上在本发明提供的非圆齿轮型匀速往复直线运动机构中，非圆 齿轮传动副与正弦机构的安装关系可以为：当滑杆4到达动程端点时，主动 齿轮在描述其节曲线的极坐标上的0°点与从动齿轮描述其节曲线的极坐标 上的0°(或180°)点啮合即可。

本发明提供的非圆齿轮型匀速往复直线运动机构，其中非圆齿轮传动副 中主从动齿轮的节曲线完全按预先设定的理想输出运动曲线设计，与原有的 非圆齿轮型匀速往复直线运动机构相比，滑杆所输出的运动在动程中部速度 不匀完全消失。在考虑了机械可承受冲击能力的前提下，两端低速区间也有 了较大缩短。本发明对非圆齿轮节曲线的设计是完全基于样条曲线、CAD技 术进行的，节曲线及齿廓完全适宜数控插齿和线切割技术加工。所提供的非 圆齿轮型匀速往复直线运动机构是具有真正匀速往复运动特性的往复匀速直 线运动机构。

附图说明  图1为本发明中一实施例的结构示意图；

图2为本发明中一实施例中正弦机构中的滑杆6所输出的位移—时间曲 线和偏心圆(e＝0.34)共轭非圆齿轮型匀速往复直线运动机构中的滑杆所输出 的位移—时间曲线及正弦曲线的对照图；

图3为本发明中一实施例中正弦机构中的滑杆6所输出的速度—时间曲 线和偏心圆(e＝0.34)共轭非圆齿轮型匀速往复直线运动机构中的滑杆所输出 的速度—时间曲线及正弦曲线的对照图；

图4为本发明中一实施例中正弦机构中的滑杆6所输出的加速度—时间 曲线和偏心圆(e＝0.34)共轭非圆齿轮型匀速往复直线运动机构中的滑杆所输 出的加速度—时间曲线及正弦曲线的对照图。

具体实施方式  本实施方式是用于毛纺高速无捻粗纱机上的，其结构如 图1所示，非圆齿轮传动副由卵圆形主动齿轮1和腰形从动齿轮2构成，两 者的节曲线坐标长度单位为毫米，可确定其中心距为159.561毫米。主动齿轮 的齿数为36齿，从动齿轮的齿数为72齿，主从动齿轮的模数均为3。主动齿 轮1上的最大半径处为齿槽中心和从动齿轮2上的最小半径处为齿顶中心， 以使在安装时准确地将主动齿轮的最大半径处和从动齿轮的最小半径处作啮 合。正弦机构由曲柄4、滑块5、滑槽8和滑杆6构成。主动齿轮的齿轮轴9、 从动齿轮的齿轮轴3和滑杆的支架7均以安装构件安装在机架上，且两齿轮 的回转中心的连线与滑杆垂直。曲柄是和从动齿轮一体的，滑块以销轴安装 在从动齿轮上最大半径所处的轴线上。因导纱动程为200mm，所以曲柄长度 定为100mm。本实施方式中滑杆输出的往复直线运动的位移曲线、速度曲线 和加速度曲线分别如图2、3、4所示。为比较，图中还分别描绘了用偏心圆 (e＝0.34)共轭非圆齿轮型匀速往复直线运动机构的滑杆所输出的往复直线运 动的位移曲线、速度曲线和加速度曲线，以及正弦曲线。图2中坐标轴s为位 移，坐标轴t为时间，时间坐标上0-T为一个往复周期，L1为本实施例滑杆 的位移曲线，L2为对比的滑杆位移曲线，L3为正弦曲线。图3中坐标轴v为 速度，坐标轴t为时间，时间坐标上0-T为一个往复周期，L4为本实施例滑 杆的速度曲线，L5为对比的滑杆速度曲线，L6为正弦曲线。图4中坐标轴a 为加速度，坐标轴t为时间，时间坐标上0-T为一个往复周期，L7为本实施 例滑杆的加速度曲线，L8为对比的滑杆加速度曲线，L9为正弦曲线。