[發明專利]完全滾動齒輪

有效

• 申請號: 201210440763.9
• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102943861A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 馮立友
• 申請（專利權）人: 馮立友
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明是對齒輪的設計制造提出一種新的技術方案，其產品用于各種機械。?

背景技術

一、現行設計使用的齒輪，以平行軸齒輪為例，其齒廓線基本上采用基圓的漸開曲線，如圖1，漸開線的特點之一是：以半徑為R₁的圓O₁為基圓，從A點起作漸開線AB，當漸開線的瞬心(曲率中心：漸開線點的瞬時圓心)沿基圓作勻速運動，隨瞬徑(曲率半徑：漸開線點的瞬時半徑)的不斷加長，漸開線形成軌跡的線速度并不是恒定不變的，而是逐漸增大，V_A＜V_D＜V_I＜V_P＜V_B。?

二、①現行設計使用的齒輪，如圖2，按一定的傳動比，確定兩基圓O₁、O₂的半徑R₁、R₂的比例，確定齒數比。按漸開線的原理作共軛齒廓曲線APB和EPF，輪間中心距O₁O₂可以在一定的范圍內隨意確定，兩輪的節點為P，O₁P/O₂P＝R₁/R₂＝傳動比。由圖看出節圓對滾，法切合一，理論極限嚙合點軌跡MN，實際嚙合點軌跡XY，GB＝MY，KE＝NY，JF＝NX，HI＝MX，XY＝弧JNK＝弧GMN。?

②共軛嚙廓的接觸面為LPF和IPB，其中LP對應BP，FP對應IP，在傳動中不會互相超越，由此可見在齒輪的傳動過程中，節圓對滾，作純滾動，但沒有真實地接觸。共軛嚙廓的接觸面長度不等并非作完全滾動。?

③由于受傳動比例的控制，當主動輪O₁與從動輪O₂作勻速轉動時，兩齒接觸點處于節點P時，兩輪嚙廓漸開線經過P點的線速度相等。但V_B＞V_P＞V_I，V_F＞V_P＞V_L，由此可見共軛嚙廓的接觸面的相對運動非常復雜，經過公切線(法線XY)的長度不同，速度不同且作增大、縮小兩方面的變化。?

④為什么I點和F點可以同時從X點出發，B點和L點又能同時到達Y點？這里面存在一種摩擦滑動，強制運動的因素，也有一種避讓運動的因素。?

三、現從兩個階段來研究分析齒輪的嚙合運動過程：?

①IP段與FP段，如圖3，在此位置I點和F點同時重合于X點，弧IP即弧IC，弧FP即弧FQ，XC與XQ同時經過法切線MN，嚙合點軌跡為XP，C點和口Q點將同時到達節點P，在運動過程中O₁是主動輪，O₂是從動輪，弧IC帶動弧FQ經過切法線MN，弧IC的瞬徑逐漸增大，弧FQ的瞬徑逐漸減小，F點與I點同時由X點經過MN，Q點、C點同時由P點經過MN，很明顯經過X點、P點時，弧IC與弧FQ的瞬徑之和等于MN長。實際上，在動運的過程中嚙合點經過MN時的瞬徑之和都等于MN長。但弧IC長＜弧FQ長，按照同步帶動運動觀念，Q點和C點不能同時到達P點，且運動過程中接觸點瞬徑之和永遠大于MN長。從動輪的嚙廓弧FQ經過MN的速度怎么會大于主動輪的嚙廓弧IC經過MN的速度呢？還能克服瞬徑之和大于MN的壓力，這是因為弧IC強制壓迫弧FQ作摩擦滑動，加上同步帶動，永遠保持嚙合點經過MN時漸開線的瞬徑之和等于MN長。開始接觸點I與F的摩擦滑動程度最大，Q與C的摩擦滑動程度最小，接近于零。實踐中也證明了這一點，在齒輪的使用過程中，主動輪輪齒自分度圓至齒根磨損逐漸嚴重，以往的理論不知就理，稱之為齒面疲勞點蝕，磨損到一定的程度后，磨損的速度反而減緩了，稱之為收斂性點蝕，殊不知漸開線輪廓磨損后影響齒輪的勻速傳動，另外齒輪的磨損耗廢能量，影響機械的機械效率。?