一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系的製作方法

2023-04-30 02:47:21 1

專利名稱：一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系的製作方法
技術領域：
本發明及一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，屬於機械設備齒輪傳動設計和齒輪技術領域。
背景技術：
齒輪失效在各種機械故障中佔60%以上，因此對齒輪嚙合性能的研究長期以來一直是國內外研究的重要課題。目前研究主要為了能有效提高用於機械傳動的齒輪系統中齒輪的性能、質量以及壽命，現有的幾種常用齒輪結構類型雖然在提高齒輪嚙合與傳動性能方面都有各自的獨到之處，但在降低動力傳動過程中齒輪接觸應力這一方面仍舊存在一些問題。漸開線齒輪特有的嚙合方式帶來的突出問題是:隨著齒輪轉速升高或負荷加大，輪齒的熱變形或機械變形將明顯增大，齒輪及其支承系統的變形也會增大，再加上安裝製造誤差，因此齒輪傳動中不可避免地會出現齧入、齧出衝擊，載荷突變，速度波動，以及不同振型、頻率組成的各階振動，從而降低傳動精度，縮短使用壽命，降低承載能力，增大振動噪聲。圓弧齒輪將漸開線齒輪凸面與凸面相接觸，改變成凹形齒廓與凸形齒廓之間的嚙合，具有承載能力高、嚙合性能好、壽命長，且承載能力比同樣條件下的漸開線齒輪高。但是圓弧齒輪存在主要問題:承載能力改善較難、加工工藝比較麻煩、圓弧齒輪依靠接觸點沿齒寬方向移動實現傳動的方式，會導致哨入和哨出衝擊，影響傳動的平穩性、輪齒傳動中，哨合點沿齒寬方向傳動，初始接觸 點在齒端，齒端是薄弱環節。擺線齒輪這種齒輪在傳動中，中心距不能改變，若發生變化，則會使其瞬時傳動比發生變化，並且每一種參數的擺線齒輪就須一把專門的滾刀，加工成本高，同時對於齒數少、齒距大的滾刀，設計製造存在很大的困難。而現有公知發明中也公開了一些其它形式的齒輪結構，用來改進齒輪嚙合與傳動性能。CN1419064A中公開了一種小齒數大重合度齒輪，它嚴格滿足平面共軛嚙合條件的齒輪齒廓曲線。這種齒輪的相對滑移率比漸開線齒輪低，雖然其重合度可達到2，且有效地減少標準漸開線直齒輪的最小齒數，最小可達到4齒，但卻忽視了齒輪的根切問題，因而會造成齒輪輪齒強度降低，這種齒輪在長期的運行中將導致齒輪表面的疲勞剝落與磨損，降低其使用壽命。CN1153875A中公開了一種斜齒輪，特別是一種即使在擺線、漸開線曲線以及圓弧齒形構成的連續相切齒形，這種齒輪整體強度較低，齒輪嚙合徑向力以外增大，容易產生輪齒疲勞斷裂，使得齒輪傳動系統因為故障頻發而大幅度地降低了系統的壽命，甚至因為突發故障而危及安全。CN102374273A中公布了一種雙壓力角漸開線斜齒外嚙合圓柱齒輪的齒形設計，由於該類結構齒輪的主動側與從動側的壓力角不等，因此，單齒齒廓並不對稱，不能使用傳統範成、插齒法進行加工製造。必須使用特種加工方法，這樣便增加了生產成本和加工時間，並且降低了生產效率。本發明在漸開線齒輪、圓弧齒輪和擺線齒輪以及現有公知技術的基礎上，提出了一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，這種輪系將現有的外接觸形式改進為內接觸形式，從而降低了計算接觸應力，其目的是改善齒輪嚙合特性和動力傳動性能，從而使雙圓弧修正擺線齒輪應用於高接觸強度、高壽命的齒輪傳動系統中。

發明內容
本發明的目的是提供一種結構簡單的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，以解決現有的齒輪傳動系統中接觸強度低、壽命短的問題。本發明按以下技術方案實現:一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，包括內齒圈1、行星輪2、中心輪3 ;行星輪2安裝在內齒圈I與中心輪3之間，行星輪2包括修正外擺線I 8、修正內擺線I 9、節圓I 6 ;中心輪3包括修正外擺線II 10、修正內擺線II 11、節圓II7 ;內齒圈I包括修正外擺線III13、修正內擺線III14、節圓III12 ;行星輪2的修正內擺線I 9與中心輪3的修正外擺線II 10凹凸嚙合，中心輪3的修正內擺線II 11與行星輪2的修正外擺線I 8凹凸嚙合，即為外接觸內嚙合5，行星輪2的修正內擺線I 9與內齒圈I的修正外擺線III 13凹凸嚙合，內齒圈I的修正內擺線III 14與行星輪2的修正外擺線I 8凹凸嚙合，即為內接觸內嚙合4，行星輪2的節圓I 6與中心輪3的節圓II 7在行星輪2與中心輪3嚙合處接觸，行星輪2的節圓I 6與內齒圈I的節圓III 12在行星輪2與內齒圈I嚙合處接觸。所述修正外擺線I 8、修正內擺線I 9、修正外擺線II 10、修正內擺線II 11、修正外擺線III13、修正內擺線III14均為半徑相等的圓弧。所述內齒圈I與中心輪3為主動輪。所述內齒圈I與中心輪3的迴轉中心軸線相同。所述行星輪2公轉的迴轉軸線為內齒圈I和中心輪3的共同中心軸線。所述內齒圈I與中心輪3之間安裝有多個行星輪2。本發明依據赫茲(H.Hertz )公式:
權利要求
1.一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特徵在於:包括內齒圈(I)、行星輪(2)、中心輪(3);行星輪(2)安裝在內齒圈(I)與中心輪(3)之間，行星輪(2)包括修正外擺線I (8)、修正內擺線I (9)、節圓I (6);中心輪(3)包括修正外擺線II (10)、修正內擺線II (11)、節圓II (7);內齒圈(I)包括修正外擺線111(13)、修正內擺線111(14)、節圓111(12);行星輪(2)的修正內擺線I (9)與中心輪(3)的修正外擺線II (10)凹凸嚙合，中心輪(3)的修正內擺線II (11)與行星輪(2)的修正外擺線I (8)凹凸嚙合，行星輪(2)的修正內擺線I (9)與內齒圈(I)的修正外擺線111(13)凹凸嚙合，內齒圈(I)的修正內擺線111(14)與行星輪(2)的修正外擺線I (8)凹凸嚙合，行星輪(2)的節圓I (6)與中心輪(3)的節圓II (7)在行星輪(2)與中心輪(3)嚙合處接觸，行星輪(2)的節圓I (6)與內齒圈(I)的節圓111(12)在行星輪(2)與內齒圈(I)嚙合處接觸。
2.根據權利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特徵在於:所述修正外擺線I (8)、修正內擺線I (9)、修正外擺線II (10)、修正內擺線II (11)、修正外擺線111(13)、修正內擺線111(14)均為半徑相等的圓弧。
3.根據權利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特徵在於:所述內齒圈(I)與中心輪(3)為主動輪。
4.根據權利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特徵在於:所述內齒圈(I)與中心輪(3)的迴轉中心軸線相同。
5.根據權利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特徵在於:所述行星輪(2)公轉的迴轉軸線為內齒圈(I)和中心輪(3)的共同中心軸線。
6.根據權利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特徵在於:所述內齒圈(I)與中心輪(3)之間安裝有·多個行星輪(2)。
全文摘要
本發明涉及一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，屬於機械設備齒輪傳動設計和齒輪技術領域。本發明包括內齒圈、行星輪、中心輪；行星輪安裝在內齒圈與中心輪之間，行星輪與內齒圈的嚙合方式為內接觸內嚙合，行星輪與中心輪的嚙合方式為外接觸內嚙合。本發明的側隙和頂隙較大，傳動靈活；齒頂高和齒根高較小，不容易卡滯；輪齒根部齒厚較寬，輪齒根部的彎曲強度較大；可大大降低加工成本、傳動效率高、能有效的減小接觸應力。
文檔編號F16H55/17GK103234006SQ201310119129
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月8日 優先權日2013年4月8日
發明者何家寧, 高永 申請人:昆明理工大學