专利名称：渐开线斜齿轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及齿轮设计的技术领域，具体是一种渐开线斜齿轮。
背景技术：
齿轮传动因具有功率大，效率高，寿命长等优点，而被广泛应用。其性能和质量的 优劣最终影响到机器产品的质量高低，因此，为适应现代化大生产和科技的快速发展，要求 齿轮传动的性能不断优化。尤其在近数十年以来，在齿轮的啮合理论、承载能力计算与试 验、振动与噪声、新型齿轮传动等各方面，均有很大进展。轮齿形状不仅影响到齿轮副的运动特性，还影响到齿轮副的动力特性。为顺应现 代化大生产的发展趋势，人们不断探究新型齿廓齿形。研究表明，增大齿轮的压力角可提高 齿根弯曲疲劳强度。常用的渐开线斜齿圆柱齿轮，由于工作齿面、非工作齿面的承载情况和 啮合状况的不同，如果同时增大齿轮两侧的压力角，将导致齿顶变薄，断齿的可能性增大， 即轮齿的抗冲击性能将下降。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种既能提高齿根抗疲劳强度、又基本不影响 其抗冲击性能的渐开线斜齿轮。为解决上述技术问题，本发明提供了一种渐开线斜齿轮，其特点是渐开线斜齿轮的非啮合侧齿廓曲面的形成以线段rb。为半径画出渐开线斜齿轮 的第一基圆柱面，且存在第一发生面Q与第一基圆柱面相切，第一发生面Q上的第一线段KK 与第一基圆柱的轴线的夹角为β b。兴0，当第一发生面Q沿着第一基圆柱面做无滑动的纯 滚动时，第一线段KK的轨迹即为渐开线斜齿轮的右侧齿面(非啮合侧齿廓曲面)；渐开线斜齿轮的啮合侧齿廓曲面的形成以线段rbd为半径做出渐开线斜齿轮的 第二基圆柱面，其中，rb。/rbd = 1 1. 36 ；且存在第二发生面P与第二基圆柱面相切，第二 发生面P上的第二线段MM与第二基圆柱的轴线的夹角为β bd兴0，当第二发生面P沿着第 二基圆柱面做无滑动的纯滚动时，第二线段MM的轨迹即为渐开线斜齿轮的左侧齿面(啮合 侧齿廓曲面)。本发明具有积极的效果(1)本发明的齿轮为变位的、轮齿两侧齿廓曲面压力角 不等的渐开线斜齿轮，根据渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的生成特点，给出轮齿两侧齿廓 曲面压力角不等的渐开线斜齿圆柱齿轮设计思想，并推导出变位加工情况下，齿轮几何参 数及尺寸的计算公式。轮齿两侧齿廓压力角不等与现有技术相比，由图5可知，齿廓两边采 用不等压力角时可减小齿轮的体积和重量。相对于常规的渐开线斜齿圆柱齿轮，该新型渐 开线斜齿圆柱齿轮具有承载能力大、体积小、质量轻、使用寿命长、噪声小等优点。( 本发 明提出在斜齿轮轮齿的两侧使用压力角不等的齿廓曲面，并进行变位处理的方法。本发明 的渐开线斜齿轮的特点是通过使用不同直径大小的基圆柱，在渐开线斜齿圆柱齿轮的两 侧生成不同压力角的齿廓曲面；并根据工作需要设计出变位齿轮的几何尺寸。
图1为本发明的渐开线斜齿轮的结构示意图；图2为图1中的渐开线斜齿轮的齿形图；图中的附图标记1一齿顶圆，2—分度 圆，3—第一基圆柱面，4一齿根圆，5—第二基圆柱面，6—左侧齿面，7-右侧齿面；图3为图2中的渐开线斜齿轮的啮合侧齿廓曲面(也即左侧渐开线齿廓)的生成 示意图；图4为图2中的渐开线斜齿轮的非啮合侧齿廓曲面(也即右侧渐开线齿廓)的生 成示意图；图5为现有技术中的渐开线斜齿轮的齿形8和本发明的渐开线斜齿轮的齿形9的 对比示意图。
具体实施例方式见图1-2，本实施例的渐开线斜齿轮的齿形主要包括齿顶1、第二个基圆柱5生成 的左侧齿面6、第一个基圆柱3生成的右侧齿面7及齿根4。齿轮工作时，压力角大的左侧 齿面6参与啮合，压力角小的右侧齿面7不参与啮合。渐开线斜齿轮的非啮合侧齿廓曲面的形成以线段rb。为半径画出渐开线斜齿轮 的第一基圆柱面，且存在第一发生面Q与第一基圆柱面相切，第一发生面Q上的第一线段KK 与第一基圆柱的轴线的夹角为β b。兴0，当第一发生面Q沿着第一基圆柱面做无滑动的纯 滚动时，第一线段KK的轨迹即为渐开线斜齿轮的右侧齿面7 (非啮合侧齿廓曲面)；渐开线斜齿轮的啮合侧齿廓曲面的形成以线段rbd为半径做出渐开线斜齿轮的 第二基圆柱面，其中，rb。/rbd = 1 1. 36 ；且存在第二发生面P与第二基圆柱面相切，第二 发生面P上的第二线段MM与第二基圆柱的轴线的夹角为β bd兴0，当第二发生面P沿着第 二基圆柱面做无滑动的纯滚动时，第二线段MM的轨迹即为渐开线斜齿轮的左侧齿面6 (啮 合侧齿廓曲面)。渐开线斜齿轮的齿数、分度圆柱上的螺旋角、分度圆端面模数、分度圆法面模数、 啮合侧分度圆端面压力角、非啮合侧分度圆端面压力角、啮合侧分度圆法面压力角、非啮合 侧分度圆法面压力角分别为ζ、β、mt、mn、 Q td、Q tc、Q nd、Q nc ；ζ的取值符合传动比要求及满足不根切原则；β = 8 20° ；mn的取值大小根据《齿轮手册》(机械工业出版社，2004-2第2版，中国版本图书 馆CIP数字核字O000)第09768号)选定或根据需要自定；mt = mn/cos β 毫米；α td = atan (tan α nd/cos β )度；α tc = atan (tan α nc/cos β )度；anc = 20° ；α nd在满足不根切和轮齿抗冲击性能的前提下，满足45° > α nd > α n。。所述第二基圆柱面的半径rbd O^atd毫米，其中d为渐开线斜齿轮的分度圆直径，
权利要求
1.一种渐开线斜齿轮，其特征在于以线段rb。为半径画出渐开线斜齿轮的第一基圆柱面，且存在第一发生面与第一基圆 柱面相切，第一发生面上的第一线段与第一基圆柱的轴线的夹角为β b。兴0，当第一发生面 沿着第一基圆柱面做无滑动的纯滚动时，第一线段的轨迹即为渐开线斜齿轮的右侧齿面；以线段rbd为半径做出渐开线斜齿轮的第二基圆柱面，其中，rb。/rbd = 1 1. 36 ；且存 在第二发生面与第二基圆柱面相切，第二发生面上的第二线段与第二基圆柱的轴线的夹角 为β bd兴0，当第二发生面沿着第二基圆柱面做无滑动的纯滚动时，第二线段的轨迹即为渐 开线斜齿轮的左侧齿面。
2.根据权利要求1所述的渐开线斜齿轮，其特征在于渐开线斜齿轮的齿数、分度圆柱 上的螺旋角、分度圆端面模数、分度圆法面模数、啮合侧分度圆端面压力角、非啮合侧分度 圆端面压力角、啮合侧分度圆法面压力角、非啮合侧分度圆法面压力角分别为ζ、β、mt、mn、α td> α tc> α nd> α nc ；Z的取值符合传动比要求及满足不根切原则； β = 8 20° ；mn的取值大小根据《齿轮手册》选定或根据需要自定； mt = mn/cos β 毫米； α td = atan (tan α nd/cos β )度； α tc = atan (tan α nc/cos β )度； anc = 20。；and 满足45° > and>。
3.根据权利要求2所述的渐开线斜齿轮，其特征在于所述第二基圆柱面的半径
4.根据权利要求3所述的渐开线斜齿轮，其特征在于所述βbd = atan(tan3 · cosa td)度，且 0 < βΜ < 90°。
5.根据权利要求4所述的渐开线斜齿轮，其特征在于所述第一基圆柱面的半径
6.根据权利要求5所述的渐开线斜齿轮，其特征在于所述βb。= atan(tan3 · cosa tc)度，且 0 < 3bc < 90°。
7.根据权利要求6所述的渐开线斜齿轮，其特征在于所述啮合侧齿廓法面齿顶高系 数、非啮合侧齿廓法面齿顶高系数、啮合侧齿廓的法面顶隙系数、非啮合侧齿廓的法面顶隙 系数分别为/C11、^anc、^nd、^nc ,其中
8.根据权利要求7所述的渐开线斜齿轮，其特征在于渐开线斜齿轮的分度圆法面齿 厚、端面齿厚分别为sn、st; 则
9.根据权利要求8所述的渐开线斜齿轮，其特征在于 为渐开线斜齿轮的法面变位 系数，Xt为斜齿轮的端面变位系数，则xt = xn COS β，且
10.根据权利要求9所述的渐开线斜齿轮，其特征在于斜齿轮的齿顶圆直径为da，
全文摘要
本发明提供了既可提高齿根抗疲劳强度、又基本不影响其抗冲击性能的渐开线斜齿轮，其特点是以线段rbc为半径画出渐开线斜齿轮的第一基圆柱面，且存在第一发生面与第一基圆柱面相切，第一发生面上的第一线段与第一基圆柱的轴线的夹角为βbc≠0，当第一发生面沿着第一基圆柱面做无滑动的纯滚动时，第一线段的轨迹即为渐开线斜齿轮的右侧齿面。以线段rbd为半径做出渐开线斜齿轮的第二基圆柱面，且rbc/rbd＝1～1.36；且存在第二发生面与第二基圆柱面相切，第二发生面上的第二线段与第二基圆柱的轴线的夹角为βbd≠0，当第二发生面沿着第二基圆柱面做无滑动的纯滚动时，第二线段的轨迹即为渐开线斜齿轮的左侧齿面。本发明的齿轮使用变位系数的设计方法。
文档编号F16H55/17GK102094960SQ20111005378
公开日2011年6月15日 申请日期2011年3月7日 优先权日2011年3月7日
发明者周金宇, 朱福先, 李秀莲, 王志, 王贵成, 赵景波 申请人:江苏技术师范学院