一種弧齒輪及弧齒條的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種弧齒輪及弧齒條。
【背景技術】
[0002] 齒輪傳動是機械傳動中的主要形式之一,由于它具有速比范圍大、功率范圍廣、結 構緊湊可靠等優點,已廣泛應用于各種機械設備和儀器儀表中,成為現有機械產品中所占 比重最大的一種傳動。現有的圓柱齒輪傳動有直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪和人字齒圓柱 齒輪H種形式,但由于結構上的原因,上述圓柱齒輪存在一定的缺陷(見萍鄉高等專科學校 學報.2001 (4) : 17-21--拱弧齒圓柱齒輪[J]),為此越來越多的齒輪傳動中采用弧齒圓柱 齒輪,其主要特征是圓柱體上的輪齒呈弧形,傳統的弧齒圓柱齒輪的齒廓與普通圓柱齒輪 一樣,既可W是漸開線齒廓,也可W是圓弧曲線齒廓,且弧齒圓柱齒輪具有曬合性能好、重 疊系數大、軸向力相互抵消、傳動效率高、抗彎強度大、齒面接觸強度好等優點,弧齒圓柱齒 輪具有優越的傳動特性,在大多數應用環境下可W代替直齒、斜齒及人字齒圓柱齒輪的應 用,同時具有傳動平穩、傳動噪聲低、效率高、使用壽命長、使用與安全要求低等特征,具有 廣闊的應用前景,但由于人們對弧齒圓柱齒輪的結構參數及其傳動特性不明確,從而制約 了弧齒圓柱齒輪的應用。
[0003] 中國專利文獻200910064288. 8公開的一種弧螺旋圓柱齒輪及弧齒條,見圖1至圖 4所示,該弧螺旋圓柱齒輪由圓柱狀的基體11及其外周上設置的輪齒構成,輪齒由凸齒面 14、凹齒面15、齒頂面16和齒根面13圍成,該輪齒在在平行于端面的剖面內齒廓為漸開線、 在圓柱剖面內的齒面展開線為圓弧,且輪齒的凸齒面14在分度圓柱面12上的展開齒線和 凹齒面15在分度圓柱面12上的展開齒線為等徑圓弧,即凹面齒線16的圓弧半徑化1=凸 面齒線17的圓弧半徑Rel,W在理想狀態下,該齒輪分度圓柱面12曲弧螺旋曬合軌跡嚴密 精確,即相互曬合的凹齒面15在分度圓柱面12上的展開齒線--凹面齒線16的圓也Oil 和凸齒面14在分度圓柱面12上的展開齒線一凸面齒線17的圓也Oel重合,凹齒面15頂 弧等于凸齒面14根弧、且大于凸齒面14頂弧和凹齒面15根弧,形成100%接觸面,使輪副 在曬入和脫離的重疊系數內凹齒面15、凸齒面14上任意點都能夠產生載荷,接觸面積高于 同比齒面寬度的任何齒輪和齒條,W提高承載能力和使用壽命。但在實際作業中,受齒輪、 齒條自身加工精度及齒輪和齒條間的裝配精度影響,凹面齒線16的圓也Oil和凸面齒線17 的圓也Oel之間存在一定的偏差,該就會造成本應吻合曬合的凹齒面15展開齒線和凸齒面 14展開齒線僅端面齒尖接觸、其余部分所對應的的齒面分離的現象,W致曬合副的質量嚴 重下降,曬合副的承載能力、傳動平穩性大大降低,使用壽命也隨之大大縮短。 【實用新型內容】
[0004] 本實用新型的目的是提供一種弧齒輪,旨在解決現有技術中弧齒輪的輪齒受加工 誤差和裝配誤差的影響曬合質量差的問題。本實用新型的另一目的是提供一種弧齒條,旨 在解決現有技術中弧齒條的齒牙受加工誤差和裝配誤差的影響曬合質量差的問題。
[0005] 為了實現W上目的,本實用新型中弧齒輪的技術方案如下:
[0006] 弧齒輪,包括輪盤狀的基體及其外周設置的輪齒,輪齒的相背兩側的弧形齒面分 別為凸齒面、凹齒面,并定義凸齒面在分度圓柱面上的展開齒線為凸面齒線、凹齒面在分 度圓柱面上的展開齒線為凹面齒線,凸面齒線的最大曲率半徑小于凹面齒線的最小曲率半 徑。
[0007] 凸面齒線和/或凹面齒線為圓弧線。
[0008] 凸面齒線和凹面齒線均為圓弧線,凸面齒線的最大曲率半徑和凹面齒線的最小曲 率半徑分別為對應圓弧線的圓弧半徑,凸面齒線和凹面齒線之間的輪齒厚度尺寸沿齒寬方 向從中間向兩端減小。
[0009] 凸面齒線的圓弧半徑比凹面齒線的圓弧半徑小1. 2mmW下。
[0010] 輪齒的齒廓為漸開線齒廓。
[0011] 本實用新型中弧齒條的技術方案如下:
[0012] 弧齒條,包括條塊狀的基體及其側面上設置的齒牙,齒牙的相背兩側的弧形齒面 分別為凸齒面、凹齒面,并定義凸齒面在分度圓柱面上的展開齒線為凸面齒線、凹齒面在分 度圓柱面上的展開齒線為凹面齒線,凸面齒線的最大曲率半徑小于凹面齒線的最小曲率半 徑。
[0013] 凸面齒線和/或凹面齒線為圓弧線。
[0014] 凸面齒線和凹面齒線均為圓弧線,凸面齒線的最大曲率半徑和凹面齒線的最小曲 率半徑分別為對應圓弧線的圓弧半徑,凸面齒線和凹面齒線之間的齒牙厚度尺寸沿齒寬方 向從中間向兩端減小。
[0015] 凸面齒線的圓弧半徑比凹面齒線的圓弧半徑小1. 2mmW下。
[0016] 輪齒的齒廓為漸開線齒廓。
[0017] 本實用新型中凸面齒線的最大曲率半徑小于凹面齒線的最小曲率半徑,該就使 得相互曬合的兩齒輪或齒輪和齒條在曬合裝配后,在分度圓柱面內,相互曬合的兩輪齒或 輪齒和齒牙的凸面齒線將處于凹面齒線內,且凸面齒線的彎曲程度比凹面齒線的彎曲程度 大,該就使得在理想狀況下,凸面齒線和凹面齒線間將W點接觸的方式進行曬合,而在實際 使用中,開始曬合階段,凸面齒線和凹面齒線之間仍然W點接觸的方式進行曬合,區別僅在 于點接觸的位置不同,即凸面齒線和凹面齒線間僅作瞬時曬合,隨后經輪齒之間或輪齒和 齒牙之間不斷磨合,實際上凹面齒線和凸面齒線會有相當長的一段線接觸,使得曬合傳動 的兩部件經跑合后,凹面齒線和凸面齒線間W線接觸的方式曬合,因此本實用新型中弧齒 輪和弧齒條具有W下優點:凹面齒線和凸面齒線沿擬合方向的滾動速度很大,W在凹面齒 線和凸面齒線之間形成油膜,傳動效率更高;凹面齒線和凸面齒線間沿接觸跡線方向磨損 均勻,且容易炮合;無根切現象,該樣可減少齒輪的齒數;降低裝配過程中對中也距、螺旋 角等誤差敏感性的要求,使得曬合傳動的兩部件更加容易裝配,從而解決了現有技術中弧 齒輪的輪齒和弧齒條的齒牙受加工誤差和裝配誤差的影響曬合質量差的問題。
【附圖說明】
[0018] 圖1是現有技術中圓弧齒圓柱齒輪的立體結構示意圖;
[0019] 圖2是圖1中圓弧齒圓柱齒輪沿分度圓柱面剖面展開圖;
[0020] 圖3是圖1中圓弧齒圓柱齒輪在理想曬合狀況下的接觸跡線示意圖;
[0021] 圖4是圖1中圓弧齒圓柱齒輪在實際曬合狀況下的接觸接線示意圖;
[0022] 圖5是本實用新型的弧齒輪的實施例中圓弧齒圓柱齒輪沿分度圓柱面剖面展開 圖。
[0023] 圖6是圖5中圓弧齒圓柱齒輪在理想曬合狀況下的接觸跡線示意圖;
[0024] 圖7是圖5中圓弧齒圓柱齒輪在實際曬合狀況下的接觸跡線示意圖。
【具體實施方式】
[00巧]本實用新型中弧齒輪的實施例;如圖5至圖7所示,該弧齒輪是一種不等徑圓弧齒 圓柱齒輪,由輪盤狀的基體及其外周上沿周向間隔均布的輪齒,輪齒的齒廓曲線為漸開線, 輪齒的相背兩側的弧形齒面分別為凹齒面和凸齒面,其中凸齒面在分度圓柱面上的展開齒 線為圓弧形的凸面齒線22,凹齒面在分度圓柱面上的展開齒線為圓弧形的凹面齒線21,凸 面齒線22和凹面齒線21的圓也處于分度圓柱面展開面的對稱中線上,凸面齒線22的圓弧 半徑Re小于凹面齒線21的圓弧半徑化。在保持現有輪齒的等齒厚的情況下,凸面齒線22 的圓也Oe和凹面齒線21的圓也Oi之間的間隔距離大于對應輪齒的齒厚,并使得凸面齒線 22和凹面齒線21之間的輪齒厚度尺寸沿齒寬方向從中間向兩端減小。
[0026] 本實施例中輪齒在裝配后,理論狀況下,該不等徑圓弧齒圓柱齒輪的曬合情況時 點接觸曬合,且接觸點處于凸面齒線22和凹面齒線21的中也部位,凸面齒線22和凹面齒 線21之間的間隙從中也向兩端逐漸增大,在達到輪齒的端面時凸面齒線22和凹面齒線21 之間的間隙將達到最大,此時的不等徑圓弧齒圓柱齒輪理論曬合端面間隙5可用下式計 算:
【主權項】
1. 弧齒輪,包括輪盤狀的基體及其外周設置的輪齒,輪齒的相背兩側的弧形齒面分別 為凸齒面、凹齒面,并定義凸齒面在分度圓柱面上的展開齒線為凸面齒線、凹齒面在分度圓 柱面上的展開齒線為凹面齒線,其特征在于,凸面齒線的最大曲率半徑小于凹面齒線的最 小曲率半徑。
2. 根據權利要求1所述的弧齒輪,其特征在于,凸面齒線和/或凹面齒線為圓弧線。
3. 根據權利要求2所述的弧齒輪,其特征在于,凸面齒線和凹面齒線均為圓弧線,凸面 齒線的最大曲率半徑和凹面齒線的最小曲率半徑分別為對應圓弧線的圓弧半徑,凸面齒線 和凹面齒線之間的輪齒厚度尺寸沿齒寬方向從中間向兩端減小。
4. 根據權利要求3所述的弧齒輪,其特征在于,凸面齒線的圓弧半徑比凹面齒線的圓 弧半徑小1. 2mm以下。
5. 根據權利要求1至4中任意一項所述的弧齒輪,其特征在于,輪齒的齒廓為漸開線齒 廓。
6. 弧齒條,包括條塊狀的基體及其側面上設置的齒牙,齒牙的相背兩側的弧形齒面分 別為凸齒面、凹齒面,并定義凸齒面在分度圓柱面上的展開齒線為凸面齒線、凹齒面在分度 圓柱面上的展開齒線為凹面齒線,其特征在于,凸面齒線的最大曲率半徑小于凹面齒線的 最小曲率半徑。
7. 根據權利要求6所述的弧齒條,其特征在于,凸面齒線和/或凹面齒線為圓弧線。
8. 根據權利要求7所述的弧齒條,其特征在于,凸面齒線和凹面齒線均為圓弧線,凸面 齒線的最大曲率半徑和凹面齒線的最小曲率半徑分別為對應圓弧線的圓弧半徑,凸面齒線 和凹面齒線之間的齒牙厚度尺寸沿齒寬方向從中間向兩端減小。
9. 根據權利要求8所述的弧齒條,其特征在于,凸面齒線的圓弧半徑比凹面齒線的圓 弧半徑小1. 2mm以下。
10. 根據權利要求6至9中任意一項所述的弧齒條,其特征在于,輪齒的齒廓為漸開線 齒廓。
【專利摘要】本實用新型公開了一種弧齒輪及弧齒條。輪齒和齒牙的凸面齒線的最大曲率半徑小于凹面齒線的最小曲率半徑,這就使得相互嚙合的兩齒輪或齒輪和齒條在嚙合裝配后,在理想狀況下,凸面齒線和凹面齒線間將以點接觸的方式進行嚙合,而在實際使用中,開始嚙合階段,凸面齒線和凹面齒線之間仍然以點接觸的方式進行嚙合,區別僅在于點接觸的位置不同,即凸面齒線和凹面齒線間僅作瞬時嚙合,隨后經輪齒之間或輪齒和齒牙之間不斷磨合,實際上凹面齒線和凸面齒線會有相當長的一段線接觸,使得嚙合傳動的兩部件經跑合后,凹面齒線和凸面齒線間以線接觸的方式嚙合,從而降低裝配過程中對中心距、螺旋角等誤差敏感性的要求,使得嚙合傳動的兩部件更加容易裝配。
【IPC分類】F16H55-26, F16H55-17, F16H55-08
【公開號】CN204403319
【申請號】CN201420840563
【發明人】方年學
【申請人】方年學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2014年12月26日