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+减速圆柱齿轮、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     82.412     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     39.691     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 标上的点及它们的分别以其中0°线和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     1     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，以便在安装时使主动齿轮上的最大半径 处和从动齿轮上的最小半径处准确啮合。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。

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3 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，主从 动齿轮之间在描述它们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和从动齿轮2上的最小半径处为齿顶，以使在 安装时将主动齿轮的最大半径处和从动齿轮的最小半径处作准确啮合。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。