[發(fā)明專利]具有巴都萬螺旋線齒形的斜齒圓柱齒輪

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310177399.6
• 申請日: 2013-05-13
• 公開（公告）號: CN103267108A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮蘭蘭;金亭亭;汪久根;吳長鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);浙江雙環(huán)傳動機(jī)械股份有限公司
• 主分類號: F16H55/17
• 分類號: F16H55/17;F16H55/08
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種齒輪，尤其是涉及一種具有巴都萬螺旋線齒形的斜齒圓柱齒輪。

背景技術(shù)

隨著生產(chǎn)的發(fā)展，齒輪傳動的功率日益增大，速度也越來越高，于是齒輪齒廓曲線的選擇就顯得十分重要。目前應(yīng)用得最廣泛的齒形是漸開線齒形，雖然漸開線齒形已經(jīng)發(fā)展相當(dāng)完善，但也存在一些缺陷：如：嚙合齒廓曲率半徑受限，接觸強(qiáng)度差，尤其在一些重載場合使用壽命短。因此為了滿足齒輪傳動高速、重載的要求，如何克服漸開線齒輪傳動的缺點(diǎn)，延長齒輪使用壽命迫在眉睫。

巴都萬數(shù)列（Padovan?Sequence）是一個整數(shù)數(shù)列，由起始數(shù)值P₀＝P₁＝P₂＝1和遞歸關(guān)系P_n＝P_n-2+P_n-3定義，P_n是第n個巴都萬數(shù)。由此可列舉出巴都萬數(shù)列的前20個數(shù)為：1,1,1,2,2,3,4,5,7,912,16,21,28,37,49,65,86,114,151。用p表示塑性數(shù)，其值約為1.324718，即相鄰巴都萬數(shù)的比例，比如49/37或151/114，得到的值近似于塑性數(shù)。巴都萬數(shù)列可以創(chuàng)建由等邊三角形組成的螺旋系統(tǒng)。如圖1所示，三角形依次按逆時針方向形成螺旋，三角形的邊長依次為巴都萬數(shù)P_n(n＝0,1,2,3,4...)。巴都萬螺線曲率半徑較大，如何利用巴都萬螺線設(shè)計(jì)齒形，延長高速重載條件下齒輪使用壽命是解決問題的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有巴都萬螺旋線齒形的斜齒圓柱齒輪，由于巴都萬螺線曲率半徑較大，以一段巴都萬螺線作為齒輪的端面齒廓曲線，較漸開線齒形而言可以增大嚙合齒廓曲率半徑，增加齒根厚度，從而提高齒輪接觸疲勞強(qiáng)度，增大齒根彎曲疲勞強(qiáng)度，在高速重載的工作條件下延長齒輪使用壽命。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

發(fā)明的斜齒圓柱齒輪從齒根圓到齒頂圓的端面齒形為巴都萬螺旋線齒形，即壓力角a＝17⁰～28⁰的一段為巴都萬螺旋線。

所述的巴都萬螺線由以下公式確定：

當(dāng)n＝0，1，2時，

當(dāng)n＝3時，

當(dāng)n≥4時，m＝n，

其中：

當(dāng)m＝0時，xm′=0ym′=0]]>

當(dāng)m＝1時，

當(dāng)m≥2時，

上述xoy坐標(biāo)系以曲率半徑為P₀的巴都萬螺旋線的曲率中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，以該坐標(biāo)原點(diǎn)與巴都萬螺旋線的起點(diǎn)的連線為橫坐標(biāo)軸，具有巴都萬螺旋線齒形的斜齒圓柱齒輪的圓心為巴都萬螺旋線上θ＝0⁰處的點(diǎn)，而θ為任意點(diǎn)A(x_n,y_n)和曲率半徑為P_n的巴都萬螺旋線的曲率中心點(diǎn)的連線構(gòu)成的直線與曲率半徑為P_n-1的巴都萬螺旋線的曲率中心點(diǎn)和曲率半徑為P_n的巴都萬螺旋線的曲率中心點(diǎn)構(gòu)成的直線之間的夾角，x_n、y_n分別表示曲率半徑為P_n的巴都萬螺旋線上任意點(diǎn)A(x_n,y_n)的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)值，x_m′、y_m′分別表示巴都萬螺旋線的第m個曲率中心的橫坐標(biāo)與縱坐標(biāo)值，P_n表示第n個巴都萬數(shù)，m、n均為自然數(shù)。

所述的巴都萬螺旋線齒形的齒寬b滿足下列公式；其中，P_x為軸向齒距，β為螺旋角，m_n為法向模數(shù)，ε_β軸向重合度；