[發(fā)明專利]金屬蝸桿與塑膠斜齒輪的不等齒距結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811117569.0
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN109340346A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設計）人: 石照耀;任繼華;李峰
• 申請（專利權）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: F16H55/22
• 分類號: F16H55/22;F16H55/08;F16H55/06;F16H55/16
• 代理公司: 深圳余梅專利代理事務所(特殊普通合伙) 44519
• 代理人: 井杰;高真輝

本發(fā)明公開了一種金屬蝸桿與塑膠斜齒輪的不等齒距結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括蝸桿和塑料齒輪；所述蝸桿上每相鄰兩個蝸桿齒的第一齒距相等，所述塑料齒輪上每相鄰兩個塑料齒輪的第二齒距相等，且所述第一齒距與第二齒距不相等后呈不等齒距結(jié)構(gòu)設計，且第一齒距大于第二齒距。本發(fā)明將蝸桿和塑料齒輪的齒距不相等后呈不等齒距結(jié)構(gòu)設計，使得接觸的輪齒受載均衡，使得每個齒的齒根彎曲應力接近相等，便于整個齒輪的承載能力大大加強，這對齒輪采用不等齒距設計，使得金屬蝸桿的齒距小于塑膠齒輪齒距。這種設計可以使得輪齒受載后，塑膠齒輪接觸齒的變形量不一，但齒根彎曲強度相近，承載強度大大提高，承載能力能提高30％?50％。

技術領域

本發(fā)明涉及齒輪設計技術領域，尤其涉及一種金屬蝸桿與塑膠斜齒輪的不等齒距結(jié)構(gòu)。

背景技術

現(xiàn)階段國內(nèi)外塑膠齒輪設計都是參照傳統(tǒng)的金屬傳動的設計方法來設計塑膠齒輪副，而沒有根據(jù)塑膠齒輪的材料特性而制定設計方法，因塑膠材料的主要特性是其自身彈性模量小，近金屬彈性模量的1/100。金屬齒輪副運轉(zhuǎn)時，相對于塑膠齒輪，其變形非常小，而塑膠齒輪在受載后，變形比較大，如果塑膠齒輪設計套用傳統(tǒng)的金屬齒輪設計方法，將會使得塑膠齒輪工作齒變形量一樣，而嚙合齒的齒根的彎曲應力不一樣，這樣，整個嚙合的齒輪副中，有一對輪齒塑膠齒輪齒根處接觸承擔了大約70％以上的載荷，其余輪齒的承載能力只有20％或10％得到了充分的利用。隨著載荷的逐漸增加，這對輪齒即塑膠齒輪齒根處接觸將首先斷裂。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述技術中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種金屬蝸桿與塑膠斜齒輪的不等齒距結(jié)構(gòu)；接觸的輪齒受載均衡，使得每個齒的齒根彎曲應力接近相等，便于整個齒輪的承載能力大大加強。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種金屬蝸桿與塑膠斜齒輪的不等齒距結(jié)構(gòu)，包括蝸桿和塑料齒輪；所述蝸桿上每相鄰兩個蝸桿齒的第一齒距相等，所述塑料齒輪上每相鄰兩個塑料齒輪的第二齒距相等，且所述第一齒距與第二齒距不相等后呈不等齒距結(jié)構(gòu)設計；

空載工作時，該蝸桿和塑料齒輪呈一齒嚙合，蝸桿與塑料齒輪的其他齒輪均不接觸；

加載工作時，一齒嚙合的變形量最大，蝸桿與塑料齒輪的其他齒輪之間的變形量由靠近嚙合部位至遠離嚙合部位呈逐漸變小的結(jié)構(gòu)分布；且所述蝸桿與塑料齒輪加載接觸后齒根彎曲應力均接近相等。

其中，該塑膠齒輪包括第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪，該蝸桿包括第一蝸桿齒、第二蝸桿齒和第三蝸桿齒；所述第一齒輪、第二齒輪和第三齒輪的第一齒距相等，所述第一蝸桿齒、第二蝸桿齒和第三蝸桿齒的第二齒距相等，且所述第一齒距與第二齒距不相等后呈不等齒距結(jié)構(gòu)設計；

空載工作時，第一蝸桿齒的齒根與第一齒輪的齒頂接觸，所述第二蝸桿齒與第二齒輪不接觸，所述第三蝸桿齒與第三齒輪也不接觸；

加載工作時，第一蝸桿齒的齒根與第一齒輪的齒頂接觸，變形量最大；第二蝸桿齒的齒根與第二齒輪的齒中部接觸，變形量次之；第三蝸桿齒的齒根與第三齒輪的齒下部接觸，變形量最小。

其中，所述塑膠齒輪與蝸桿接觸的三個位置的蝸桿齒的齒根彎曲應力均接近相等。

本發(fā)明的有益效果是：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的金屬蝸桿與塑膠斜齒輪的不等齒距結(jié)構(gòu)，具有如下優(yōu)勢：

本結(jié)構(gòu)將蝸桿和塑料齒輪的齒距不相等后呈不等齒距結(jié)構(gòu)設計，使得接觸的輪齒受載均衡，使得每個齒的齒根彎曲應力接近相等，便于整個齒輪的承載能力大大加強，這對齒輪采用不等齒距設計，使得金屬蝸桿的齒距小于塑膠齒輪齒距。這種設計可以使得輪齒受載后，塑膠齒輪接觸齒的變形量不一，但齒根彎曲強度相近，承載強度大大提高，承載能力能提高30％-50％；同時，在空載運轉(zhuǎn)時，一齒參與嚙合，對塑膠齒輪精度誤差的敏感性不強，再者，此時參與嚙合的齒只在蝸桿的齒根接觸，線速度降低，以達到空載運轉(zhuǎn)噪音低的效果。

附圖說明