[發(fā)明專利]外嚙合齒輪副

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310045548.3
• 申請日: 2013-02-05
• 公開（公告）號: CN103122971A
• 公開（公告）日: 2013-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魏偉鋒;張廣鵬;杜真一;穆衛(wèi)誼
• 申請（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號: F16H1/04
• 分類號: F16H1/04;F16H55/17;F16H55/08;F04C15/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 李娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，尤其適用于外嚙合定比傳動及外齒輪泵。

背景技術(shù)

外齒輪副廣泛的應(yīng)用于機(jī)械領(lǐng)域，目前外嚙合齒輪泵及外齒輪齒廓主要有漸開線類、擺線類等。其共同的設(shè)計(jì)方法是在直角坐標(biāo)系中設(shè)計(jì)齒廓，這種齒輪副設(shè)計(jì)方法一般設(shè)計(jì)參數(shù)較少，通常只能采用對稱齒廓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供外嚙合齒輪副，解決現(xiàn)有技術(shù)存在的由于設(shè)計(jì)參數(shù)少，通常只能采用對稱齒廓的問題。

本發(fā)明另一個(gè)目的在于提供上述外嚙合齒輪副的設(shè)計(jì)方法。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：

外嚙合齒輪副，包括兩個(gè)外齒輪，外齒輪I單個(gè)齒廓在極坐標(biāo)中依次由滿足一階連續(xù)的直線段I、余弦曲線I、直線段II和余弦曲線II組成的余弦基復(fù)合曲線構(gòu)成，與外齒輪I單個(gè)齒廓對應(yīng)的外齒輪II的單個(gè)共軛齒廓通過嚙合原理得到，形成共軛齒輪副；完整共軛齒輪副由外齒輪I、外齒輪II的單個(gè)齒廓分別繞其中心按照其齒數(shù)均布得到。

上述外嚙合齒輪副的設(shè)計(jì)方法是，先在極坐標(biāo)中確定構(gòu)成外齒輪I單個(gè)齒廓的滿足一階連續(xù)要求的依次由直線段I、余弦曲線I、直線段II和余弦曲線II組成的余弦基復(fù)合曲線；然后將其轉(zhuǎn)換到直角坐標(biāo)系中，使對應(yīng)的外齒輪I的單個(gè)齒廓依次由齒頂圓弧、余弦曲線I變換曲線、齒根圓弧、余弦曲線II變換曲線構(gòu)成；再由直角坐標(biāo)系中的單個(gè)齒廓按照嚙合原理得到與其共軛的外齒輪II上對應(yīng)的單個(gè)齒廓，形成單個(gè)的共軛齒輪副；最后將外齒輪I、外齒輪II的單個(gè)齒廓分別繞其中心按照其齒數(shù)進(jìn)行均布得到由外齒輪I齒廓和外齒輪II齒廓組成的完整的共軛齒輪副。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

回轉(zhuǎn)中心在o₁點(diǎn)且齒廓在x₁o₁y₁坐標(biāo)系中描述的外齒輪稱為外齒輪I；

回轉(zhuǎn)中心在o₂點(diǎn)且齒廓在x₂o₂y₂坐標(biāo)系中描述的外齒輪稱為外齒輪II；

設(shè)計(jì)參數(shù)包括外齒輪I齒數(shù)z₁、外齒輪II齒數(shù)z₂、模數(shù)m、外齒輪I齒頂系數(shù)h_a、外齒輪II齒頂系數(shù)h_f；

齒數(shù)z₂和齒數(shù)z₁均為正整數(shù)且滿足：z₁≥1，z₂≥1；在極坐標(biāo)系中θ₁為任意實(shí)數(shù)，外齒輪I單個(gè)齒廓角度范圍α滿足：θ₅-θ₁＝α＝360/z₁，齒頂高系數(shù)h_a滿足：0≤h_a≤k₁/2，齒底高系數(shù)h_f滿足：0≤h_f≤k₁/2，齒輪模數(shù)m滿足：m＞0。

設(shè)計(jì)參數(shù)還包括單個(gè)齒廓在極坐標(biāo)系中的齒廓半齒高系數(shù)k₁、齒頂圓弧弧長系數(shù)k₂、齒廓對稱系數(shù)k₃、余弦曲線平移系數(shù)k₄和齒根圓弧弧長系數(shù)k₅；

外齒輪I單個(gè)齒廓的角度范圍為其中，直線段I的起止角度分別為θ₁，θ₂，在極坐標(biāo)系中其方程為：r＝r_b+H(θ₁≤θ≤θ₂)，式中：r_b為余弦曲線的平均值，H為余弦型曲線的幅值；

定義齒廓半齒高系數(shù)

定義齒頂圓弧弧長系數(shù)k₂由直線段I的起止點(diǎn)得到：

余弦曲線I的起止點(diǎn)角度分別為θ₂，θ₃，余弦曲線I的方程為：