CN100389276C - 少齿数斜齿圆柱齿轮 - Google Patents
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Abstract
一种少齿数斜齿圆柱齿轮，其特征在于根据齿轮根切的成因，它的齿廓形状采用渐开线和非渐开线的形式组合，即基圆以上到齿顶圆的齿廓采用渐开线的形式，基圆到齿根圆之间采用非渐开线的形式；齿顶沿法线方向的厚度≥0.08mm，齿顶变尖但运转工况平稳；齿轮的齿数最少为3齿，并能采用通用刀具滚切加工；分度圆螺旋角采用15～23°间的角度；采用正变位的短齿制齿型。该齿轮的主要特点是齿廓形状采用渐开线和非渐开线的形式组合，避免了根切对传动的影响；尽管齿顶变尖，但运转工况平稳。它的问世将使齿轮传动装置的体积减小、重量减轻、结构简化，一级传动比可达到19。
Description
技术领域
本发明涉及一种斜齿圆柱齿轮，尤其是一种少齿数斜齿圆柱齿轮。
背景技术
目前的齿轮传动装置其齿轮一般采用渐开线齿廓，就渐开线斜齿圆柱齿轮而言，要求最少的齿数在10齿以上，分度圆螺旋角小于15°，齿顶不能变尖，一级传动比均小于10，且齿数较多的齿轮决不会产生干涉现象。而采用蜗轮蜗杆传动时，最常用的是阿基米德蜗杆传动，当蜗杆为主动件时，效率一般在0.7～0.8，当传动具有自锁性时，效率仅为0.4左右，齿面易磨损，用于转速较低或不太重要的场合，且单级阿基米德普通蜗杆减速器的轴交角无论对于蜗杆上置还是蜗杆下置时均为90°。从而造成以上两种传动装置的体积、重量都有所偏大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可避免根切对传动影响、与其相啮合的齿轮一级传动比可达到19的少齿数斜齿圆柱齿轮，进而可实现传动装置的体积减轻、重量减少，结构简化。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：该少齿数斜齿圆柱齿轮，其特征在于根据齿轮根切的成因，它的齿廓形状采用渐开线和非渐开线的形式组合，即基圆以上到齿顶圆的齿廓采用渐开线的形式，基圆到齿根圆之间采用非渐开线的形式；齿顶沿法线方向的厚度≥0.08mm，齿顶变尖但运转工况平稳；齿轮的齿数最少为3齿，并能采用通用刀具滚切加工；分度圆螺旋角采用15～23°间的角度；采用正变位的短齿制齿型。
上述少齿数斜齿圆柱齿轮，结构简单，设计合理。它的主要特点是齿廓形状采用渐开线和非渐开线的形式组合，避免了根切对传动的影响，尽管齿顶变尖但运转工况平稳。该少齿数斜齿圆柱齿轮的问世，将使齿轮传动装置的体积减小、重量减轻、结构简化，一级传动比可达到19。
附图说明
图1为本发明的外形结构示意图。
图2为本发明五齿齿轮的齿廓形状示意图。
具体实施方式
图1所示是一种三齿斜齿圆柱齿轮，它是根据经验公式自行设计、并经实际验证了的可行的一种传动齿轮类型。在设计时注意了齿轮的根切机理，它的齿廓形状采用的是渐开线和非渐开线的形式组合，即采用基圆到齿顶圆为渐开线、基圆到齿根圆为非渐开线的齿廓；在齿顶沿法线方向的厚度≥0.08mm的前提下，选用了0.09mm，使得齿顶变尖但运转工况平稳；同时分度圆采用大螺旋角，即在15～23°之间选用了18°的角度；采用正变位的短齿制齿型，按常规齿轮加工工艺，选用差动定数小于4的普通滚齿机、采用标准刀具滚切而成，与该三齿斜齿圆柱齿轮啮合的齿轮一级传动比可达到19。对于其它齿数的齿轮，在上述工艺条件下，只需对分度圆螺旋角、齿顶厚度根据传动关系作相应调整即可。
图2所示是本发明5齿齿轮的齿廓形状。
本发明提供的少齿数斜齿圆柱齿轮，之所以采用采用渐开线和非渐开线组合的齿廓形式，是基于齿轮根切的成因。分析少齿数齿轮的特点产生根切的原因，就是其基圆通常大于根圆。而常用的大齿轮与小齿轮的齿廓曲线都是渐开线。齿轮的干涉决定于基圆半径的大小，而基圆半径的大小直接与齿轮的齿数有关。当齿轮的齿数愈大时，基圆半径愈接近于根圆半径，或者小于根圆半径。对于齿数较多的齿轮，其齿廓曲线可能全部是渐开线或者小于至少等于啮合深度的齿廓曲线为渐开线，因此齿数较多的齿轮不会产生干涉现象，而齿数较少的齿轮则必然会产生干涉现象，这一点可以说是渐开线齿轮的缺点。在理论上发生干涉的齿轮在基圆外的渐开线齿廓将被切掉一部分。然而本发明提供的少齿数齿轮齿廓为：基圆到顶圆的齿廓曲线为渐开线，自基圆到根圆这部分的齿廓曲线为非渐开线，这种组合形式的齿廓形状解决了齿数较少的渐开线齿轮必然产生干涉现象这一问题。
需要说明的是：如果将本申请人同日申请的另一项专利“新型差速器”与该少齿数斜齿圆柱齿轮结合起来将形成一种少齿数新型差速器。也就是说，将“少齿数斜齿圆柱齿轮”与“新型差速器”的主减速器从动齿轮啮合，实现动力的传递，进而实现运动的合成与分解。这种结合将会更有效地减小传动装置的体积、降低整机的重量，并使得一级传动比可达到19。
Claims (1)
1.一种少齿数斜齿圆柱齿轮，其特征在于它的齿廓形状采用渐开线和非渐开线的形式组合，即基圆以上到齿顶圆的齿廓采用渐开线的形式，基圆到齿根圆之间采用非渐开线的形式；齿顶变尖，齿顶沿法线方向的厚度≥0.08mm；齿轮的齿数最少为3齿，并能采用通用刀具滚切加工；分度圆螺旋角采用15～23°间的角度；采用正变位的短齿制齿型。
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