變齒厚圓柱變位齒輪及使用該齒輪的傳動裝置的製作方法

2023-06-14 06:27:21 2

專利名稱：變齒厚圓柱變位齒輪及使用該齒輪的傳動裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種圓柱變位齒輪及使用該齒輪的傳動裝置，特別涉及一種變 齒厚圓柱變位齒輪及使用該齒輪的傳動裝置。
背景技術：
齒輪傳動用於傳遞兩軸之間的運動和動力，與其它機械傳動比較，齒輪具 有結構緊湊、運轉平穩、噪聲較小等優點，因此廣泛應用於各種機器和儀器中。隨著生產技術的發展和高品質產品需求，特別是精密重載傳動的發展需求， 對傳動精度和齒側間隙的控制提出了較高的要求。現有技術在精密齒輪傳動中，為了實現消隙傳動或調整嚙合側隙，常用的技 術方案有偏心軸套調整中心距法、雙片薄齒輪錯齒調整法、彈簧力偏置法、 雙電機驅動的雙傳動鏈消隙法，以上方法均存在結構和裝配比較複雜，成本高， 僅適用於小功率系統，並且不能徹底解決齒輪傳動的回差問題。還有採用徑向 變位的錐形變齒厚齒輪等方法，如美國專利US3174356、US3171212和US5400672，但徑向變位的錐形變齒厚齒輪由於齒頂圓呈錐形，嚙合時其滑動係數沿軸線方 向上不斷變化，這將直接增大齒輪的磨損，且其精密加工也比較麻煩，需要對 工具機進行改裝，工藝性差。因此，需要一種齒輪及傳動裝置，能夠消除或減小齒側間隙及回差，減小 振動和噪聲，延長使用壽命。發明內容有鑑於此，本發明的目的是提供一種變齒厚圓柱變位齒輪，能夠消除或減小齒側間隙及回差，減小振動和噪聲，延長使用壽命。本發明的變齒厚圓柱變位齒輪，包括齒輪盤和輪齒，齒輪採用切向變位的 形式，切向變位係數沿齒輪盤軸向按由小到大的規律變化，輪齒兩齒面切向變 位係數由小到大的方向相同。進一步，齒輪還採用徑向變位的形式，徑向變位係數為恆定值； 進一步，所述切向變位係數為負值，徑向變位係數為正值； 進一步，所述切向變位係數沿齒輪盤軸向按線性變化； 進一步，所述切向變位係數沿齒輪盤軸向按拋物線或圓弧形規律變化； 本發明還公開了使用變齒厚圓柱變位齒輪的傳動裝置，包括互相嚙合的齒 輪I和齒輪II ，所述齒輪I和齒輪II切向變位係數變化規律相同、沿齒輪盤軸向由大到小的方向相反，所述齒輪i和/或齒輪n軸向設置回差補償裝置。 進一步，所述回差補償裝置為沿齒輪i和/或齒輪n的齒輪盤軸向設置的彈簧，所述彈簧設有預緊力，預緊力方向與齒輪齒厚沿軸向由大到小的方向相同。 進一步，所述齒輪i和齒輪n的直徑不同，直徑小的齒輪徑向變位係數大於直徑大的齒輪徑向變位係數。本發明的有益效果是本發明的變齒厚圓柱變位齒輪，採用徑向變位和漸變的切向變位，切向變位係數沿齒輪盤軸線方向從小到大按一定的規律變化， 使輪齒的兩齒面形成一定的夾角，通過調整相互嚙合齒輪的軸向相對位置即可 調整嚙合側隙，因而能夠消除或減小齒側間隙及回差，減小振動和噪聲，延長 使用壽命，與現有技術中徑向變位的變厚齒輪傳動相比，具有相對滑動率較小， 齒輪加工工藝性好、成本低等優點，與其他調隙方式相比，具有結構簡單，體積小等優點；還採用徑向變位的形式，可以補償切向變位對齒厚的影響，保證齒輪輪齒強度；加大較小直徑齒輪的徑向變位係數，可提高齒輪的強度；使用 變齒厚圓柱變位齒輪的傳動裝置，利於增加嚙合的重合度，承載能力高，適合 於精密傳動中的高速輸入。


下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。 圖1為本發明的變位齒輪結構示意圖；圖2為切向變位係數線性變化時變位齒輪沿分度圓展開圖；圖3為切向變位係數呈拋物線變化時變位齒輪沿分度圓展開圖；圖4為使用變齒厚圓柱變位齒輪的傳動裝置結構示意圖。
具體實施方式
圖l為本發明的變位齒輪結構示意圖，如圖所示本實施例的變齒厚圓柱 變位齒輪，包括齒輪盤1和輪齒2，齒輪採用切向變位的形式，切向變位係數沿 齒輪盤1軸向按線性按由小到大的規律變化，輪齒2兩齒面切向變位係數由小 到大的方向相同，因此使輪齒的兩齒面形成一定的夾角；齒輪2還採用徑向變 位的形式，徑向變位係數為恆定值；在加工的時候，先進行徑向變位加工至設 計的齒厚，然後再進行切向變位加工。圖2為切向變位係數線性變化時變位齒輪沿分度圓展開圖，如圖所示圖中 4為標準齒輪沿分度圓展開後輪齒和齒槽輪廓界線，3為變位後齒輪沿分度圓展 開後輪齒和齒槽輪廓界線，5為徑向變位後齒輪沿分度圓展開後輪齒和齒槽輪廓 界線，31為由於切向變位引起的標準齒輪齒厚減少部分，51為由於徑向變位引 起的標準齒輪齒厚增加部分；徑向變位後，輪齒2厚度增加，由於徑向變位系 數為恆定值，因此，徑向變位後齒輪沿分度圓展開後輪齒和齒槽輪廓界線5為 直線，由於徑向變位係數為正值，因此齒輪分度圓處齒厚增加；由於切向變位 係數沿齒輪盤軸向呈線性變化，因此切向變位量沿齒輪軸線方向呈線性變化， 在徑向變位的基礎上，齒厚由大到小變化，由於切向變位係數為負值，齒輪的 齒厚一端大於相應的標準齒輪齒厚， 一端小於相應的標準齒輪齒厚。當需要提高較小直徑齒輪強度時，較小直徑齒輪的徑向變位引起的齒厚增量 也應該較大，徑向變位後齒輪沿分度圓展開後輪齒和齒槽輪廓界線5應該向右移動，在合適的切向變位係數時，其齒厚均大於相應的標準齒輪齒厚。由於模 數一定，則相嚙合的大齒輪的徑向變位係數相應需要減小。圖3為切向變位係數呈拋物線變化時變位齒輪沿分度圓展開圖，如圖所示-圖中4為標準齒輪沿分度圓展開後輪齒和齒槽輪廓界線，3為變位後齒輪沿分度 圓展開後輪齒和齒槽輪廓界線，5為徑向變位後齒輪沿分度圓展開後輪齒和齒槽 輪廓界線，31為由於切向變位引起的標準齒輪齒厚減少部分，51為由於徑向變 位引起的標準齒輪齒厚增加部分；由於切向變位係數呈拋物線變化，因此變位 後齒輪沿分度圓展開後輪齒和齒槽輪廓界線3為曲線，即拋物線形。當然，切向變位係數並不局限於呈拋物線變化，可以是圓弧形、漸開線等形狀。圖4為使用變齒厚圓柱變位齒輪的傳動裝置結構示意圖，如圖所示變齒 厚圓柱變位齒輪構成的傳動裝置，包括互相嚙合的齒輪I6和齒輪I17，本實施 例中齒輪I 6和齒輪I17嚙合方式為外嚙合，齒輪I 6和齒輪I17切向變位係數 變化規律相同、沿齒輪盤1軸向由大到小的方向相反，齒輪I 6軸向設置回差補 償裝置8，回差補償裝置8為彈簧，彈簧一端固定，另一端頂在齒輪I6齒輪盤 端面，彈簧設有預緊力，預緊力方向與齒輪I 6齒厚沿軸向由大到小的方向相同， 可自動調整互相嚙合的切向變位齒輪的軸向相對位置，達到調整齒側間隙，消 除回差的作用；本實施例中，齒輪I6的直徑大於齒輪II7的直徑，齒輪II7的 徑向變位係數大於齒輪I6的徑向變位係數，可以提高齒輪II7的強度。當然， 回差補償裝置8並不局限於彈簧，也可以通過調隙墊片在軸向進行調節。最後說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管 參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的 宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1. 一種變齒厚圓柱變位齒輪，包括齒輪盤(1)和輪齒(2)，其特徵在於齒輪採用切向變位的形式，切向變位係數沿齒輪盤(1)軸向按由小到大的規律變化，輪齒(2)兩齒面切向變位係數由小到大的方向相同。
2. 根據權利要求1所述的變齒厚圓柱變位齒輪，其特徵在於齒輪還採用 徑向變位的形式，徑向變位係數為恆定值。
3. 根據權利要求2所述的變齒厚圓柱變位齒輪，其特徵在於所述切向變 位係數為負值，徑向變位係數為正值。
4. 根據權利要求1或2或3所述的變齒厚圓柱變位齒輪，其特徵在於所 述切向變位係數沿齒輪盤(1)軸向按線性變化。
5. 根據權利要求1或2或3所述的變齒厚圓柱變位齒輪，其特徵在於所述切向變位係數沿齒輪盤(1)軸向按拋物線或圓弧形規律變化。
6. —種使用權利要求1所述的變齒厚圓柱變位齒輪的傳動裝置，其特徵在於包括互相嚙合的齒輪i (6)和齒輪n (7)，所述齒輪i (e)和齒輪n (7) 切向變位係數變化規律相同、沿齒輪盤(1)軸向由大到小的方向相反，所述齒輪I (6)和/或齒輪I1 (7)軸向設置回差補償裝置(8)。
7. 根據權利要求6所述的傳動裝置，其特徵在於所述回差補償裝置(8) 為沿齒輪I (6)和/或齒輪11 (7)的齒輪盤(1)軸向設置的彈簧，所述彈簧 設有預緊力，預緊力方向與齒輪齒厚沿軸向由大到小的方向相同。
8. 根據權利要求6或7所述的傳動裝置，其特徵在於所述齒輪I (6)和 齒輪II (7)的直徑不同，直徑小的齒輪徑向變位係數大於直徑大的齒輪徑向變 位係數。
全文摘要
本發明公開了一種變齒厚圓柱變位齒輪及使用該齒輪的傳動裝置，包括齒輪盤和輪齒，齒輪採用切向變位的形式，切向變位係數沿齒輪盤軸向按由小到大的規律變化，輪齒兩齒面切向變位係數由小到大的方向相同，本發明齒輪的輪齒兩齒面形成一定的夾角，通過調整相互嚙合齒輪的軸向相對位置即可調整嚙合側隙，因而能夠有效消除或減小齒側間隙及回差，減小振動和噪聲，延長使用壽命，與現有技術中徑向變位的變厚齒輪傳動相比，具有相對滑動率較小，齒輪加工工藝性好、成本低等優點，與其他調隙方式相比，具有結構簡單，體積小等優點。
文檔編號F16H1/04GK101285520SQ20081006978
公開日2008年10月15日 申請日期2008年5月30日 優先權日2008年5月30日
發明者王光建, 陳小安 申請人:重慶大學