基于共轭曲线的多点接触圆锥齿轮啮合副的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于齿轮传动技术领域，具体的为一种基于共辆曲线的多点接触圆锥齿轮 晒合副。
【背景技术】
[0002] 齿轮作为一种典型的机械基础件，在很大程度上决定着装备的性能，因而针对高 性能齿轮传动元件的设计也具有十分重要的意义和工程实用价值。传统齿轮传动如螺旋 齿轮传动、蜗杆蜗轮传动，锥齿轮副、准双曲线副等，齿面均为共辆曲面，晒合齿廓均为凸齿 廓，在晒合过程中，通常为线接触，因此齿面的承载能力低，齿面间滑动率大，齿面磨损严 重。
[0003] 生产和科技的发展对高速、重载、大功率的齿轮传动装置提出了更高的要求，因此 圆弧齿轮取得了巨大的发展。圆弧齿轮是一种点接触传动形式，其突出的特点是晒合齿廓 为凸圆弧齿廓与凹圆弧齿廓的点接触晒合，并且其晒合近似纯滚动。圆弧齿轮跑和之后，接 触点扩展成接触面，接触强度大幅增加。目前，公开号为102853054A与103075493A的两 个专利均公开了一种基于共辆曲线的齿轮及其晒合副，W上两专利中的齿轮的齿廓曲面均 为球屯、沿圆屯、曲线运动的球族管状包络面，其齿廓曲面均为圆弧，由该齿轮组成的晒合副 在相互晒合时，其晒合点只有一个，运种齿轮晒合副在初始制造时具有点接触特性，若要获 得比较好的接触特性，运种齿轮必须经过跑和，为了增加跑和性能，运种齿轮的齿面一般采 用软齿面或中硬齿面。跑和将增加企业的制造成本，并且在实际应用之中，硬齿面相对于软 齿面和中硬齿面具有更高的接触强度和承载能力，因此当前需要一种根据使用需求，在初 始制造时能具有多点接触特性，使得点接触的齿轮传动也可设计为硬齿面并可应用于高强 度要求的工业场合，同时大大缩短现有点接触齿轮的跑合时间甚至无需跑合既能达到使用 要求，有效降低企业的生产制造成本。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种可根据使用需求，具有 多点接触特性的基于共辆曲线的多点接触圆锥齿轮晒合副。
[0005] 本发明公开的一种基于共辆曲线的多点接触圆锥齿轮晒合副，包括相互点晒合的 凸齿齿轮和凹齿齿轮且晒合点为多个，所述凸齿齿轮和凹齿齿轮的晒合曲面为管状曲面；
[0006] 进一步，所述凸齿齿轮和凹齿齿轮的晒合点为3个且晒合点分布于其齿廓的不同 截面上；
[0007] 进一步，所述凸齿齿轮或凹齿齿轮的齿廓曲面上由晒合点构成的=条接触曲线分 别为接触曲线li、接触曲线12和接触曲线1 3;
[000引所述接触曲线Ii的曲线方程为： Xj=rCOS
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[0010]其中r为圆柱螺旋线Ii半径，01为圆柱螺旋线Ii的曲线参数，其取值范围为 00h，P为圆柱螺旋线的螺旋参数；
[0011] 所述接触曲线12的曲线方程为： 二厂COS(句一A句）
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[0013]其中r为圆柱螺旋线Ii半径，01为圆柱螺旋线Ii的曲线参数，其取值范围为 00h，P为圆柱螺旋线的螺旋参数；
[0014] 所述接触曲线Is的曲线方程为： 鸣二rCOS(巧-A馬)
[001 引；J3=rsin(马一选聲) 互去二賊
[0016]其中r为圆柱螺旋线Ii半径，01为圆柱螺旋线Ii的曲线参数，其取值范围为 00h，P为圆柱螺旋线的螺旋参数；
[0017] 进一步，所述凸齿齿轮的齿廓曲面包括曲面Xi、曲面5：2和曲面X3;所述凹齿齿 轮的齿廓曲面包括曲面X'1、曲面X'2和曲面X'3;
[001引所述曲面Si方程为：
[0020] 式中
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[0024] 其中hi为所述齿廓曲面的半径，0x1、nyi和nZ汾别表示该段齿廓曲面过接触点处 的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数0和a1分别表示一般球面L1参数；
[002引所述曲面2 2方程为：
[0026]
[0027] 式中
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[003。 其中hz为所述齿廓曲面的半径，nx2、riy2和n,2分别表示该段齿廓曲面过接触点处 的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数鷄和a2分别表示一般球面L2参数；
[003引所述曲面2 3方程为：
[0033]
[0034] 式中
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[00測其中hs为所述齿廓曲面的半径，n。、riy3和nZ3分别表示该段齿廓曲面过接触点处 的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数巧和a3分别表示一般球面L3参数；
[0039] 所述曲面S'1方程为：
[0040]
[0041] 式中
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[0046] 所述曲面S'2方程为：
[0048] 式中
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[005引其中h2为所述齿廓曲面的半径，nx2、riy2和n,2分别表示该段齿廓曲面过接触点处 的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数解和a2分别表示一般球面L2参数；
[0053] 所述曲面S'3方程为：
[00巧]式中
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[005引其中h3为所述齿廓曲面的半径，n。、riy3和n,3分别表示该段齿廓曲面过接触点处 的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数巧和a3分别表示一般球面L3参数；
[0060] 进一步，所述凸齿齿轮和凹齿齿轮的晒合点为4个并分别为晒合点Pi、晒合点P2、 晒合点P3和晒合点P4;所述凸齿齿轮或凹齿齿轮的齿廓曲面上由晒合点构成的立条接触曲 线分别为接触曲线ll、接触曲线12和接触曲线1 3;所述晒合点P1分布于接触曲线1 1上，晒 合点PzW及晒合点P3分布于接触曲线1 2上，晒合点P4分布于接触曲线1 3上；所述接触曲 线12为二次抛物曲线，接触曲线1 1和接触曲线1 3均为圆弧曲线并沿齿宽方向分列于接触 曲线Iz两侧；
[0061] 进一步，所述凸齿齿轮的齿廓曲面包括曲面Xi;所述凹齿齿轮的齿廓曲面包括相 互平滑过渡的曲面s'1、曲面s'2和曲面s'3;
[00的]所述曲面Si的方程为：
[0064]式中，