[發(fā)明專利]弧螺旋圓柱齒輪及弧齒條

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910064288.8
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN101818802A
• 公開（公告）日: 2010-09-01
• 發(fā)明（設計）人: 完顏學明;完顏志翰;完顏嚴
• 申請（專利權）人: 完顏學明
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/26;F16H55/08
• 代理公司: 鄭州聯(lián)科專利事務所(普通合伙) 41104
• 代理人: 時立新

技術領域

本發(fā)明涉及一種傳動齒輪，尤其是一種弧螺旋齒線圓柱齒輪及延伸理論導論出的弧齒 條。同原理，兩種原件互相嚙合，使其運動方式相互轉換。

背景技術

齒輪傳動是應用最廣泛的一種傳動形式，目前圓柱齒輪“齒線”有三種形式：直齒輪 (正齒輪)，斜齒輪(螺旋齒輪)，人字齒輪(雙螺旋齒輪)第四種形式是鮮為人知的“圓 弧齒線圓柱齒輪”，是1975年由美國發(fā)表的“曲齒線嚙合形式”研究課題。1986年國際新 技術展覽會展出樣品在齒寬中央截面為漸開線齒形，離開中央變?yōu)榻浦担褒X線”接觸 面局部不產(chǎn)生載荷，三項精度與理想形態(tài)不符。因此國內從1990年至今出現(xiàn)了許多該課 題的專利申請名稱：“圓柱弧齒輪”，“弧齒圓柱齒輪”，“弧齒面圓柱齒輪”，“拱弧圓柱齒 輪”，“漸開線-圓弧齒輪”“雙向圓弧齒輪”等等，通過檢索信息，研究后發(fā)現(xiàn)該齒輪的 嚙合理論還缺乏系統(tǒng)性研究，運動精度，傳動平穩(wěn)性，接觸精度，以及各種設計參數(shù)缺乏 論證依據(jù)。迄今為止，都不能得到很好的推廣應用。尤其是“弧齒條”國內外沒有

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是攻克了國際研究課題——創(chuàng)建了新的原理定義，以及論證了各項設計 參數(shù)，檢驗公式，通用標準，計算手冊，制造出理想形態(tài)傳動平穩(wěn)、體積小、重量輕、扭 矩大、壽命長的高精度高強度弧螺旋圓柱齒輪及弧齒條。

本發(fā)明的技術方案是：一種弧螺旋圓柱齒輪，輪齒由凸齒面、凹齒面、齒根面和齒頂 面組成，輪齒齒長的中點截面在凸齒面和凹齒面上的輪廓線為正齒輪的漸開線齒形，離開 中點的截面變?yōu)樾饼X輪漸開線齒形，該正齒輪漸開線齒形由中點分別向兩端沿凸齒面上的 凸面齒頂弧線、凸面齒根弧線和凹齒面上的凹面齒根弧線、凹面齒頂弧線螺旋至斜輪齒兩 端面的輪廓漸開線位置，形成一端右旋弧形斜齒，另一端左旋弧形斜齒的雙向螺旋齒線構 成的雙向弧螺旋輪齒，該雙向弧螺旋輪齒的螺旋角β是個變量，它是輪齒兩端齒向弧切線 與軸向的夾角，它由輪齒齒長的中點截面輪廓線、零度起向弧螺旋輪齒兩端逐漸變大。

雙向弧螺旋輪齒的漸開線曲率半徑是變量，即端面斜齒輪漸開線曲率半徑r₂＞中點正 齒輪漸開線曲率半徑r₁；r₂的漸開線曲率半徑隨螺旋角β變化而變化，β越大r₂越大，假 設螺旋角β變到90°時，斜齒輪端面漸開線的曲率半徑r₂將扭曲展延呈直線，即r₂＝∞。

雙向弧螺旋輪齒沿齒線法向的齒厚c和齒溝寬d是變量，由雙向弧螺旋輪齒的齒面寬 L中點K向兩端漸縮，R₁、R₂為雙向弧螺旋輪齒齒線弧曲率半徑，齒根面與齒頂面的形狀 是不等曲月牙，齒線弧曲率半徑關系式：凸面齒頂弧R＝凹面齒根弧R＜凸齒面輪齒齒線弧 R₁＝凹齒面輪齒齒線弧R₂＜凸面齒根弧R＝凹面齒頂弧R；假設雙向弧螺旋輪齒的壓力角α 為零度時，輪齒各齒線弧曲率半徑變化關系式：R(9)＝R(10)＝R(11)＝R(12)＝R₁＝R ₂導致L₁與L₂重疊，輪齒頂面.齒根面.以及分度圓展開截面完全相同，呈等曲月牙形狀。

雙向弧螺旋輪齒任意端截面都呈現(xiàn)規(guī)矩的漸開線齒形，齒深處處相等；應滿足以下三 個條件(一)：雙向弧螺旋齒的端面壓力角α_端是變量，α_端＞α_法，端面壓力角α_端隨同螺 旋角β變化而變化，螺旋角β越大，端面齒形壓力角α_端越大；(二)：若壓力角α為零度， α_端不隨同螺旋角β變化，這時端面齒形壓力角α_端恒等于零度；(三)：雙向弧螺旋輪齒沿 齒向的法向壓力角α_法不隨同螺旋角β變化。

雙向弧螺旋輪齒的分度圓端面齒距等于中點齒距，即端面齒厚a＝端面齒溝寬b＝中點齒 厚c＝中點齒溝寬d，斜齒端面模數(shù)恒等于中點正齒輪模數(shù)。

一種弧齒條，齒牙由凸齒面、凹齒面、齒根面、齒頂面組成，能與弧螺旋圓柱齒輪嚙 合，當上述弧螺旋圓柱齒輪分度圓展開，直徑無限大時便形成了弧齒條；此時，弧螺旋圓 柱齒輪上的螺旋消失，漸開線呈直線；弧齒條上的齒頂面和齒根面上的凸凹齒線延長相交 面形狀呈現(xiàn)月牙形。