[發(fā)明專利]一種面接觸齒輪傳動機構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310032505.1
• 申請日: 2013-01-28
• 公開（公告）號: CN103089919A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發(fā)明（設計）人: 魏世民;廖啟征;宋洪舟;郭磊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京郵電大學
• 主分類號: F16H1/04
• 分類號: F16H1/04
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及機械工程中的機械傳動領域，特別涉及一種面接觸齒輪傳動機構(gòu)。

背景技術(shù)

機械傳動在機械工程中應用非常廣泛，主要是指利用機械方式傳遞動力和運動的傳動。分為兩類:一是靠構(gòu)件間的摩擦力傳遞動力叫做摩擦傳動，二是靠主動件與從動件嚙合或借助中間件嚙合傳遞動力。

其中，齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機構(gòu)。具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長等特點。目前，現(xiàn)有的齒輪傳動形式按空間軸線布置情況，可分為平行軸齒輪傳動、相交軸齒輪傳動、交錯軸齒輪傳動。

平行軸直齒輪傳動和平行軸斜齒輪傳動可以實現(xiàn)線接觸。在大多數(shù)的空間齒輪傳動形式中，例如錐齒輪、渦輪蝸桿傳動等，齒面間主要以點接觸為主。線接觸、點接觸是多數(shù)齒輪傳動的特點，但從運動副的角度來看，齒面與齒面之間為高副接觸。高副接觸的最大缺點在于單位面積內(nèi)承受應力大，齒面容易發(fā)生變形、滑移等現(xiàn)象，從而降低了齒輪傳動精度，使得齒輪的承載能力下降。

一般平行軸定傳動比齒輪傳動機構(gòu)，在垂直于軸線方向的平面上，齒廓曲面變成兩條相切的曲線∑₁,∑₂（如圖1所示），其中切點M為瞬時嚙合點。根據(jù)齒廓嚙合基本定理，在嚙合點的相對速度方向應當與齒頂齒廓曲率中心N₁、N₂的連線垂直。

嚙合點處的運動副類型為高副接觸，根據(jù)平面四桿機構(gòu)中的“高副低代”原理，為了把高副轉(zhuǎn)變?yōu)榈透保谒矔r嚙合點M處，可用桿件N₁N₂連接兩齒廓曲線的曲率中心，曲率中心分別與各自的回轉(zhuǎn)中心O₁、O₂連接，這樣組成了鉸鏈四桿機構(gòu)O₁N₁N₂O₂（如圖2所示）。接觸點M處的高副由中間桿件的兩端低副N₁、N₂代替，中間桿N₁N₂作為新添加的第三個活動構(gòu)件，瞬時替代的鉸鏈四桿機構(gòu)的自由度、瞬時速度、瞬時加速度均與替代前的齒輪傳動機構(gòu)保持不變。

雖然，瞬時替代的鉸鏈四桿機構(gòu)實現(xiàn)了高副低代，但并不能實現(xiàn)連續(xù)的嚙合傳動，不能夠應用于齒輪傳動中。

另外，齒輪傳動機構(gòu)在高速重載的環(huán)境下工作時，由于齒面有較高的相對滑動速度，產(chǎn)生大量的熱，同時在重載的作用，以及潤滑不足的情況下，使得齒面近似于熔融狀態(tài)，即，兩個齒輪齒面上的材料會出現(xiàn)相互粘連的現(xiàn)象，也就是，兩齒面易產(chǎn)生膠合問題。

以點、線接觸為特點的齒輪傳動，從工作原理上限制了齒輪傳動機構(gòu)齒面的接觸應力和承載能力，進而影響了齒輪傳動機構(gòu)的精度。

如何提供一種面接觸齒輪傳動機構(gòu)及方法，成為亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的問題是提供一種面接觸的齒輪傳動機構(gòu)，避免齒輪傳動過程中，由于齒面與齒面的高副接觸，而產(chǎn)生的齒面變形、滑移承載能力低等問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種面接觸的齒輪傳動機構(gòu)，包括：主動齒輪、從動齒輪、滑塊、支撐部件、彈性部件；具體地：所述滑塊兩側(cè)面為凹圓弧曲面，且所述凹圓弧曲面的半徑分別等于所述主動齒輪和從動齒輪齒頂?shù)凝X面曲率半徑；所述支撐部件的一端與所述滑塊固定，且使所述滑塊的凹圓弧曲面與所述主動齒輪或從動齒輪齒頂齒廓貼合；另一端連接在所述主動齒輪或所述從動齒輪齒頂齒廓的中心孔上，所述支撐部件帶動所述滑塊貼合齒頂齒廓滑動；所述彈性部件的一端固定在所述支撐部件上，隨所述支撐部件的滑動而伸縮；另一端固定于安裝有所述支撐部件的所述主動齒輪或從動齒輪上，將所述滑塊定位于所述主動齒輪或所述從動齒輪的每個齒頂預設的初始位置上，使所述滑塊凹圓弧曲面在嚙合過程中與所述主或從動齒輪的齒面嚙合，且所述滑塊在嚙合完畢后復位到所述初始位置。

優(yōu)選地，所述支撐部件上還設置有與所述中心孔相對應的槽型開口，且該槽形開口的方向與所述支撐部件長度方向一致，通過定位銷將所述槽型開口與所述中心孔連接，所述支撐部件通過所述彈性部件作用，在所述支撐部件長度方向上保證所述滑塊與所述齒頂齒廓的貼合。

優(yōu)選地，所述支撐部件包括第一支撐板和第二支撐板，分別固定于所述主動齒輪或從動齒輪的兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述支撐部件與所述滑塊之間通過采用螺栓、螺釘或焊接的方式固定。

優(yōu)選地，所述彈性部件分別位于所述第一支撐板和所述第二支撐板上，并與所述主從齒輪或從動齒輪連接。