[發(fā)明專利]一種非圓錐齒輪機(jī)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410448348.7
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號(hào): CN104179926A
• 公開（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 賈巨民;高波;索文莉;張學(xué)玲;溫秉權(quán)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍軍事交通學(xué)院
• 主分類號(hào): F16H48/06
• 分類號(hào): F16H48/06
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，具體涉及一種非圓錐齒輪機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

錐齒輪機(jī)構(gòu)主要用來傳遞兩相交軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，在機(jī)械工程領(lǐng)域各個(gè)方面均獲得了廣泛應(yīng)用。目前應(yīng)用最多的主要是圓錐齒輪機(jī)構(gòu)，即定傳動(dòng)比相交軸傳動(dòng)，其設(shè)計(jì)制造技術(shù)已非常成熟，非圓錐齒輪機(jī)構(gòu)由于能實(shí)現(xiàn)變傳動(dòng)比相交軸傳動(dòng)，應(yīng)用在某些領(lǐng)域或場合具有獨(dú)特優(yōu)勢，目前也得到了一些應(yīng)用，如車輛用非圓錐齒輪差速器等，但應(yīng)用范圍非常有限，主要受觀念、理論、設(shè)計(jì)特別是制造技術(shù)制約，遠(yuǎn)沒有發(fā)揮其性能潛力。

隨著先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，原來認(rèn)為非常困難甚至不可行的技術(shù)障礙得以消除或突破，如空間嚙合原理、球面齒形設(shè)計(jì)、3D打印技術(shù)、精密鍛造與擠壓成型技術(shù)等的進(jìn)步與成熟，為非圓錐齒輪的設(shè)計(jì)與制造提供了新的技術(shù)手段。

以用于非圓錐齒輪差速器的非圓錐齒輪機(jī)構(gòu)為例，最早出現(xiàn)的形式是傳動(dòng)比變化周期為一個(gè)周節(jié)(劉惟信，汽車車橋設(shè)計(jì)[M]，北京：清華大學(xué)出版社，2004，中國專利ZL89100102.6，一種高性能變傳動(dòng)比差速器)，即，傳動(dòng)比變化靠一對共軛齒形實(shí)現(xiàn)，如果齒輪有N個(gè)齒，則齒輪轉(zhuǎn)一圈，傳動(dòng)比就變化N個(gè)周期，從保持傳動(dòng)連續(xù)性角度，齒輪齒數(shù)又不能太少，因此，傳動(dòng)過程中，變化周期太多，頻率太高，而變化幅值又太小。

后來出現(xiàn)了三周節(jié)非圓錐齒輪差速器(中國專利：ZL01131791.4，變傳動(dòng)比限滑差速器)，即，傳動(dòng)比靠三對共軛齒形實(shí)現(xiàn)，齒輪齒數(shù)采用3的倍數(shù)，比較成熟的設(shè)計(jì)為3:4，(小齒輪9個(gè)齒，大齒輪12個(gè)齒)，小齒輪轉(zhuǎn)一圈，傳動(dòng)比變化3個(gè)周期。差速器性能得到顯著改善，理論鎖緊系數(shù)達(dá)到1.85，但仍不足以滿足車輛越野通過性要求。大量實(shí)踐表明，差速器鎖緊系數(shù)值在3左右最為理想。

此外，論文(林超,侯玉杰,冉小虎,劉剛,丘華,阮小勇，高階橢圓錐齒輪的傳動(dòng)模型與干涉檢查的運(yùn)動(dòng)仿真,重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，Vol.33?No.10)提出了齒數(shù)比為1：1的高階橢圓錐齒輪傳動(dòng)形式。該傳動(dòng)形式尚無法在差速器等裝置上應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新型的傳動(dòng)形式，將其應(yīng)用于差速器等有特殊需求的裝置或場合，可以發(fā)揮獨(dú)特效果。

本發(fā)明非圓錐齒輪機(jī)構(gòu)，它由非圓錐行星齒輪、非圓錐半軸齒輪及相應(yīng)的軸及殼體等組成，其特征在于，所述非圓錐行星齒輪與非圓錐半軸齒輪的齒數(shù)比為1∶2，嚙合過程中，非圓錐行星齒輪與非圓錐半軸齒輪傳動(dòng)比規(guī)律以小齒輪轉(zhuǎn)一圈、大齒輪轉(zhuǎn)半圈為一個(gè)周期。

所述傳動(dòng)比規(guī)律按下式設(shè)定，其中：i₂₁為半軸齒輪與行星齒輪的傳動(dòng)比，z₁、z₂分別為行星齒輪與半軸齒輪齒數(shù)，為行星齒輪轉(zhuǎn)角，c＝0～0.5為常數(shù)。

所述行星齒輪選用7或9個(gè)齒，相應(yīng)的，半軸齒輪選用14或18個(gè)齒。

以越野車輛差速器為例，應(yīng)用本發(fā)明，即采用本發(fā)明提出的非圓錐齒輪機(jī)構(gòu)，則差速器的鎖緊系數(shù)可以達(dá)到3，即達(dá)到理想值，能夠顯著改善車輛的越野性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)正視圖；

圖2是本發(fā)明結(jié)構(gòu)后視圖；

圖3是實(shí)施例結(jié)構(gòu)正視圖；

圖4是實(shí)施例結(jié)構(gòu)后視圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

實(shí)施例1，如圖1-2所示：非圓錐齒輪機(jī)構(gòu)由非圓錐行星齒輪1、非圓錐半軸齒輪2及相應(yīng)的軸及殼體等組成，所述非圓錐行星齒輪與非圓錐半軸齒輪的齒數(shù)比為1∶2，嚙合過程中，非圓錐行星齒輪與非圓錐半軸齒輪傳動(dòng)比規(guī)律以小齒輪轉(zhuǎn)一圈、大齒輪轉(zhuǎn)半圈為一個(gè)周期。

行星齒輪1，齒數(shù)z₁＝9，半軸齒輪2，齒數(shù)z₂＝18，傳動(dòng)比規(guī)律：c＝0.4系數(shù)，—行星齒輪轉(zhuǎn)角，齒形采用漸開線，行星齒輪類似偏心輪，半軸齒輪類似橢圓輪，二者長軸處均為輪齒，短軸處為齒槽。

實(shí)施例2，如圖3-4所示：

行星齒輪1，齒數(shù)z₁＝7，半軸齒輪2，齒數(shù)z₂＝14，傳動(dòng)比規(guī)律：c＝0.4系數(shù)，—行星齒輪轉(zhuǎn)角，由于齒數(shù)少，如采用漸開線齒形將帶來根切、齒頂變尖、重合度小于1等缺陷，故對齒形進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，采用非漸開線齒形，按照球面嚙合原理進(jìn)行分析計(jì)算，在保證重合度大于1的前提下，盡量加大輪齒齒厚，降低齒高，并保證曲率連續(xù)。行星齒輪類似偏心輪，半軸齒輪類似橢圓輪，二者長軸處均為齒槽，短軸處為輪齒。