[發(fā)明專利]寬齒形疊合齒輪和制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910164516.9
• 申請日: 2006-07-24
• 公開（公告）號: CN101696722A
• 公開（公告）日: 2010-04-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃振強
• 申請（專利權(quán)）人: 黃振強
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/08;B23P15/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

各種機械設(shè)備內(nèi)部的動力變速傳動齒輪。

背景技術(shù)

現(xiàn)有國內(nèi)外齒輪行業(yè)設(shè)計、制造的齒輪齒形，其輪廓線主要有漸開線、圓弧及雙圓弧齒輪。近年我國從歐美引進的擺線齒錐齒輪和準雙曲線齒輪，還有前蘇聯(lián)曾設(shè)計過的諧波齒輪。查看近期進口和國產(chǎn)高檔汽車的齒輪零件，從互聯(lián)網(wǎng)上檢索中國F16H類1985年以來的發(fā)明和實用新型專利公告，都屬上述輪廓線齒形的齒輪。

上述各類齒形的齒輪，均有如下不足：

(1)齒形較窄，使齒輪能夠承受的力矩強度難以再成倍提高。

(2)齒形輪廓線的精確設(shè)計和制造工藝都較復(fù)雜。

(3)齒間傳動時，齒面的磨損難免，尤其是接近齒根部的磨損尤甚。

自齒輪問世數(shù)百年來，國內(nèi)外科技界曾對齒輪的齒形輪廓線的設(shè)計和精確加工方面做過大量的研究實驗，雖然使齒輪傳動性能不斷提高，并趨于理想極限，但均未再取得重大突破。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的寬齒形疊合齒輪具有如下特征和實用效果：

(1)在自動滿足連續(xù)平穩(wěn)傳動的前提下，寬齒形齒輪的齒形寬度是現(xiàn)有各種齒輪的1.2倍以上。應(yīng)力接觸點均在兩個基準圓之間，所以，從材料力學的相關(guān)公式就可估算出：寬齒形齒輪的輪齒能夠承受的力矩強度是現(xiàn)有齒輪的1.5倍以上。使齒輪有利于小型化和薄型化，這對動力傳動的齒輪，尤其是對目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用的大力矩高功率的動力傳動齒輪，更為重要，詳見說明書和附圖1～6。

(2)寬齒形齒輪的齒形輪廓線由半徑線、折線和圓弧線段拼接而成。拐角點連接處可以自動跑合磨損成弧形，也可以預(yù)先切削研磨成光滑的弧線形。它具有設(shè)計方便、外形簡單、齒端部和齒根部凹凸不顯著，對齒形輪廓線精度要求低，采用鍛壓-整修-表面處理的連續(xù)工藝流程制造就更容易了。

(3)寬齒形齒輪的齒間傳動接觸面與應(yīng)力方向大部分都接近垂直，接觸面上的節(jié)點切向滑動的速度和行程均很小，齒面之間的磨損小。而且，齒形寬度是現(xiàn)有的1.2倍以上(一般情況下齒形寬度是現(xiàn)有的2～4倍)，就是出現(xiàn)相當?shù)哪p也無關(guān)緊要，這樣就可以大大延長齒輪的使用壽命。由于原先有一個本人的寬齒形疊合齒輪的申請，主權(quán)利要求是齒形寬度是現(xiàn)有的3倍以上，該申請喪失了優(yōu)先權(quán)。所以，本次分案申請將齒形寬度的獨立權(quán)利要求設(shè)定在1.2～2.99倍。

(4)齒輪是現(xiàn)代和未來大多數(shù)機械設(shè)備的內(nèi)部傳動零件，尤其是動力傳動的變速箱，主要由齒輪組成。因為寬齒形齒輪的生產(chǎn)成本低廉，有利于小型化和薄型化，重量輕、耐磨損，壽命長，又能節(jié)約原材料40％以上，所以應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，整體經(jīng)濟效果可觀。

(5)為了滿足寬齒形齒輪必須實行連續(xù)接力嚙合傳動的特點，筆者分別發(fā)明了沿固定軸嚙合傳動的寬齒形疊合齒輪，見圖1。全部由單片寬齒形齒輪組合的寬齒形組合行星齒輪， 和寬齒形斜齒齒輪。這3項發(fā)明幾乎壟斷了未來國際大～中～小～微型齒輪行業(yè)的所有原始創(chuàng)新技術(shù)領(lǐng)域。下面，先由寬齒形齒輪的傳動特征開始說明。

附圖說明

圖1是寬齒形疊合齒輪齒形和疊合方式示意圖；

圖2是寬齒形齒輪齒形輪廓線設(shè)計原理示意圖；

圖3是寬齒形齒輪嚙合傳動時節(jié)點位置變化示意圖；

圖4是寬齒形齒輪未嚙合傳動時節(jié)點位置變化示意圖；

圖5是寬齒形齒輪嚙合傳動時輪齒受力位置變化圖；

圖6是寬齒形疊合齒輪齒形面之間對加工死角區(qū)的齒面整修研磨的高強度合金鋼輪片結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖中：1.齒端部、2.齒根部、3.疊合齒輪的輪齒旋轉(zhuǎn)角、4.齒頂圓、5.齒根圓、6.齒端部外增部分、7.齒根部內(nèi)留部分、8.轉(zhuǎn)動方向、9.主動輪、10.從動輪、11.嚙合受力時節(jié)點起點、12.嚙合受力時節(jié)點終點、13.未嚙合受力時節(jié)點位置、14.高強度合金鋼輪片、15.轉(zhuǎn)動軸、16.合金鋼輪片兩側(cè)粘鍍的磨料層。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明具體實施方式進行說明：

(1)參見圖2，先根據(jù)齒輪直徑大小估計值和傳動比，確定兩個齒輪齒數(shù)z₁、z₂及主動輪或從動輪齒頂圓4的半徑R_d1或R_d2值。

(2)由齒數(shù)z₁、z₂直接計算齒端部1或齒根部2所對應(yīng)的圓心角3，即寬齒形疊合齒輪中各為兩片齒輪同軸疊合時的輪齒應(yīng)錯開的旋轉(zhuǎn)角θ₁、θ₂。