具小夾角並能雙向輸出的三軸三齒輪傳動裝置的製作方法
2023-05-22 09:51:46 1
專利名稱：具小夾角並能雙向輸出的三軸三齒輪傳動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種具有較小夾角，如《15°且能實現雙向輸出的三軸三齒輪傳動裝 置，屬於齒輪傳動技術領域。
技術背景齒輪傳動是動力傳動的主要傳動形式，常見的都是平行軸傳動和直角相交軸傳動或直 角交錯軸傳動。用於船舶動力系統的船用齒輪箱一般都要求具有離合、倒順和減速三大功 能。三軸五齒輪是能實現這三大功能的典型齒輪傳動形式，不考慮用於換向的一對平行軸 漸開線圓柱齒輪，就是三軸三齒輪傳動形式。目前用於船舶動力系統的齒輪箱幾乎都採用 平行軸傳動。這種平行軸傳動形式，在船舶軸系，特別是高速船的軸系布置中，是很不合 理的。因為產生推力的螺旋槳在安裝時都要有一個向下的小傾角。為適應此傾角，齒輪箱 和柴油機都要安裝在具有同一傾角的基礎上，不僅抬高了整個機組乃到機艙的高度，佔據 了較大的安裝空間，或者減少了某些客船的客位，而且由於柴油機和齒輪箱都處於傾斜的 工作狀態，對旋轉零件的潤滑和機組的運行穩定性都有一定影響。目前，構成相交軸傳動 的各種傳統錐齒輪，能實現交錯軸傳動的圓柱螺旋齒輪、雙曲面齒輪和蝸輪蝸杆等都只能實現單一形式的傳動相交軸傳動或交錯軸傳動，無法實現用於船舶動力系統的小夾角三 軸三齒輪傳動 一個公共齒輪與另二個齒輪分別構成相交軸傳動和交錯軸傳動。 發明內容本發明的目的在於克服現有技術存在的不足，而提供一種結構合理、緊湊，使用方便、 可靠，能充分滿足輸入軸和輸出軸具有船舶軸系安裝所需小傾角要求的具小夾角並能雙向 輸出的三軸三齒輪傳動裝置。本發明的目的是通過如下技術方案來完成的，它由一個與另兩個齒輪嚙合的輸出齒輪 是錐形齒輪，而另二個被嚙合的齒輪也都是錐形齒輪，或一個是錐形齒輪，而另一個是漸 開線圓柱齒輪構成；所述的錐形齒輪與另二個齒輪嚙合，分別構成相交軸傳動和交錯軸傳 動。所述的錐形齒輪是用加工漸開線圓柱齒輪的工具機加工，且是展成法加工，並用漸開線 圓柱齒輪測量儀進行檢測製成。所述的錐形齒輪是藉助活動的磁性平面作為定位基準，其齒厚是在同一橫載面測量， 並用測量M值的方法控制被加工齒輪的齒厚；所述的三個齒輪都是大齒形角齒輪。 所述的錐形齒輪採用設計齒形，並作齒向的中凹或中凸修正。本發明與現有技術相比，具有結構合理、緊湊，使用方便、可靠，能充分滿足輸入軸 和輸出軸具有船舶軸系安裝所需小傾角要求等特點。
圖1是本發明的傳動結構示意圖。圖2是本發明的齒輪傳動結構示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發明做詳細的介紹附圖1所示，本發明由一個與另兩個齒輪齧 合的輸出齒輪是錐形齒輪，而另二個被嚙合的齒輪也都是錐形齒輪，或一個是錐形齒輪， 而另一個是漸開線圓柱齒輪構成；所述的錐形齒輪與另二個齒輪嚙合，分別構成相交軸傳 動和交錯軸傳動。所述的錐形齒輪是用加工漸開線圓柱齒輪的工具機加工，且是展成法加工，並用漸開線 圓柱齒輪測量儀進行檢測製成。所述的錐形齒輪是藉助活動的磁性平面作為定位基準，其齒厚是在同一橫載面測量， 並用測量M值的方法控制被加工齒輪的齒厚；所述的三個齒輪都是大齒形角齒輪。所述的錐形齒輪採用設計齒形，並作齒向的中凹或中凸修正。本發明採用三個近幾十年發展起來的漸開線錐形齒輪(又稱變齒厚齒輪，簡稱錐形齒 輪)，或者二個錐形齒輪和一個普通漸開線圓柱齒輪，構成能正確嚙合從而實現雙向運轉， 且輸入軸和輸出軸具有船舶軸系安裝所需小傾角的三軸三齒輪傳動。原理試驗表明， 一個 公共錐形齒輪與另二個齒輪的正確嚙合取決於各個齒輪在軸上的安裝位置和齒輪間的相 對位置，必須據此設計齒輪參數，並保證裝配位置和設計位置的一致性。原理試驗揭示錐形齒輪可以用加工漸開線圓柱齒輪的數控滾齒機和數控磨齒機加工， 但必須是採用展成原理加工的加工工具機，而不能用成型法加工工具機；可以用漸開線圓柱齒 輪測量儀檢測；可以用測量M值的方法控制齒輪齒厚，但要藉助活動的磁性平面作為定位 基準，以保證在線測量時在同一橫載面測量。錐形齒輪是變位係數沿軸向線性變化的一種漸開線齒輪。對齒數較少的錐形齒輪，當 齒寬或錐角較大時，其小端變位係數是一個較大的負值，此時就會出現根圓直徑小於基圓直徑，從而發生嚴重根切的狀況。本發明採用的大齒形角，就能有效避免或減輕這種狀況。 錐形齒輪傳動在某些方面類似於螺旋齒輪傳動，不僅不能實現全齒寬接觸，而且滑動速度也較大。本發明採用二個齒向中凹和一個齒向中凸的錐形齒輪組成三個齒輪的雙向傳動被原理試驗證實是極為有效和可行的。不僅能實現基本上的全齒寬接觸，而且嚙合性能也得到明顯改善。圖l、 2所示輸入軸ll和傳動軸31是一對中心距為a,的平行軸；輸入軸11和輸出軸21是交點為0的二根相交軸，其上的齒輪12和錐形齒輪 22構成相交軸傳動；傳動軸31和輸出軸21是交錯點為0'的二根交錯軸，其上的齒輪32和錐形齒 輪22構成交錯軸傳動。本發明按以下步驟進行錐形齒輪的參數設計和尺寸計算(1) 根據傳動比要求和強度要求，以及安裝參數L2 (錐形齒輪2的大端端面到相交 點O的距離)，確定相交軸傳動的齒輪參數m (模數)、a (齒形角)、ZA (齒數)、b,b2(齒寬)，並假設齒輪1的螺旋角卜和錐角51;(2) 根據以上參數和軸交角2，按錐形齒輪的相交軸嚙合原理，通過求解能同時與 齒輪12和齒輪22共軛的假想公共齒條參數求解出錐形齒輪22的關鍵參數e 2 (螺旋角) 和62 (錐角)；(3) 按錐形齒輪相關公式計算齒輪的幾何尺寸參數；(4) 根據錐形齒輪22的參數(包括L2)和安裝參數ai (兩平行軸之間的距離)、a2 (兩相交軸在箱體基準面上的距離)、a3 (傳動軸31到相交軸平面之距離)，按錐形齒輪的交錯軸嚙合原理，通過求解能同時與齒輪22和齒輪32共軛的另一個設想公共齒條參數求 解出齒輪32的關鍵參數53 (齒輪32的錐角)和63 (齒輪32的螺旋角)；(5) 按相關公式計算齒輪32的幾何尺寸參數；(6) 檢查各齒輪參數的合理性和可加工性等；(7)按幾何關係計算三個齒輪相對於箱體基準面的定位尺寸Hi、 H2、 H3。
權利要求
1、一種具小夾角並能雙向輸出的三軸三齒輪傳動裝置，其特徵在於它由一個與另兩個齒輪嚙合的輸出齒輪是錐形齒輪，而另二個被嚙合的齒輪也都是錐形齒輪，或一個是錐形齒輪，而另一個是漸開線圓柱齒輪構成；所述的錐形齒輪與另二個齒輪嚙合，分別構成相交軸傳動和交錯軸傳動。
2、 根據權利要求1所述的具小夾角並能雙向輸出的三軸三齒輪傳動裝置，其特徵在於 所述的錐形齒輪是用加工漸開線圓柱齒輪的工具機加工，且是展成法加工，並用漸開線圓柱 齒輪測量儀進行檢測製成。
3、 根據權利要求2所述的具小夾角並能雙向輸出的三軸三齒輪傳動裝置，其特徵在於 所述的錐形齒輪是藉助活動的磁性平面作為定位基準，保證其齒厚是在同一橫載面測量， 並用測量M值的方法在線控制被加工齒輪的齒厚；所述的三個齒輪都是大齒形角齒輪。
4、 根據權利要求1所述的具小夾角並能雙向輸出的三軸三齒輪傳動裝置，其特徵在於 所述的錐形齒輪採用設計齒形，並作齒向的中凹或中凸修正。
全文摘要
一種具小夾角並能雙向輸出的三軸三齒輪傳動裝置，它由一個與另兩個齒輪嚙合的輸出齒輪是錐形齒輪，而另二個被嚙合的齒輪也都是錐形齒輪，或一個是錐形齒輪，而另一個是漸開線圓柱齒輪構成；所述的錐形齒輪與另二個齒輪嚙合，分別構成相交軸傳動和交錯軸傳動；所述的錐形齒輪是用加工漸開線圓柱齒輪的工具機加工，且是展成法加工，並用漸開線圓柱齒輪測量儀進行檢測製成；所述的錐形齒輪是藉助活動的磁性平面作為定位基準，保證其齒厚是在同一橫載面測量，並用測量M值的方法控制被加工齒輪的齒厚；所述的三個齒輪都是大齒形角齒輪；所述的錐形齒輪採用設計齒形，並作齒向的中凹或中凸修正；它具有結構合理、緊湊，使用方便、可靠，能充分滿足輸入軸和輸出軸具有船舶軸系安裝所需小傾角要求等特點。
文檔編號F16H55/02GK101576144SQ20091009683
公開日2009年11月11日 申請日期2009年3月13日 優先權日2009年3月13日
發明者李志忠, 翁燕祥, 賈繼華, 陳鍾奇 申請人:杭州前進齒輪箱集團股份有限公司