CN101338814B - 新型齿廓齿轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮，尤其是涉及一种新型齿廓齿轮，包括齿轮和轮齿，其特征是：上述轮齿的齿形为四圆弧齿轮齿廓；本发明结构独特、强度高、承载能力高。

Description

新型齿廓齿轮

技术领域

本发明涉及一种齿轮，尤其是涉及一种新型齿廓齿轮。

背景技术

单圆弧齿轮于1926年由美国人Wildhaber提出是将凸、凹齿制成圆弧齿形的螺旋齿轮，法面齿廓为圆弧，1954年，苏联工程师Novikov又提出把齿轮端面齿形做成凸凹圆弧的螺旋齿轮，并进行了原理分析和强度试验。试验表明，对于相同材料，相同尺寸的圆弧齿轮，其接触强度比渐开线齿轮高出2-6倍，使用寿命长，因此引起了一些国家研究人员的极大兴趣。我国从1958年开始研究，到目前为止，已经在工业应用中取得了丰硕成果，特别是在大型装备制造与技术改造中。单圆弧齿轮的接触强度是同材质、同尺寸的渐开线齿轮的3倍左右，但伉弯强度约为渐开线齿轮的2/3左右，虽然其综合承载能力优于渐开浅齿轮，但抗弯强度仍是一个薄弱环节。70年代，双圆弧齿轮的研究在提高承载能力方面有了突破，在抗弯强度方面也比相同的渐开线齿轮提高30％以上。早期使用的单圆弧齿轮，其接触强度较高，因为圆弧齿轮两齿面间是凸凹接触，根据赫兹公式，其赫兹应力小，但弯曲强度要比渐开线齿轮低。后来，出现了公切线型双圆弧齿轮，使轮齿承载能力得到提高，且简化了制造工艺。由于增加齿轮啮合时每一瞬时的接触点数目，可成倍提高其弯曲强度。因此，三个及三个以上圆弧齿廓的齿轮要比现在使用的单、双圆弧齿轮的强度成倍增加，然而到目前为止，还没有出现多圆弧齿廓齿轮。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种结构独特、强度高、承载能力高的新型齿廓齿轮。

本发明通过如下方式实现：

一种新型齿廓齿轮，包括齿轮和轮齿，其特征是：上述轮齿的齿形为四圆弧齿轮齿廓。

本发明有如下效果：

1)结构独特符合科学原理：圆弧齿轮是点接触传动，每个齿轮的轮齿上在每一瞬时啮合的点越多，每个点上分担的载荷就越小，也越接近均布载荷，因而齿轮的承载能力就高即提高了齿轮的弯曲强度。单圆弧齿轮之所以弯曲强度低，是因为轮齿上在每一瞬时参与啮合的接触点只有一个，因此载荷性质是一种集中载荷，而渐开线齿轮在理论上都是均布载荷，与单圆弧齿轮相比虽然接触强度低得多，但弯曲强度高，这也是单圆弧齿轮弯曲强度低和容易胶合的主要原因。而双圆弧齿轮每一瞬时参与啮合的接触点有两个，也就是集中载荷有两个点承担，所以每个接触点上的载荷从理论上就降低了一半。进而提高了弯曲强度。齿轮传动的两个重要力学指标：接触强度和弯曲强度与齿轮齿廓的曲线设计密切相关，前者是圆弧齿轮的优势接触强度是渐开线齿轮的3—5倍，油膜厚度是10倍。根据上面的分析，增加齿轮啮合时每一瞬时的接触点数目，可成倍提高其弯曲强度。因此，理论上三个及三个以上圆弧齿廓的齿轮要比现在使用的单，双圆弧齿轮的强度成倍增加，本发明提供的四圆弧齿廓齿轮使齿轮齿面上的载荷分散到四点，因而结构独特。

2)强度增加、传动平稳：本发明提供的四圆弧齿廓齿轮使齿轮齿面上的载荷分散到四点则每个齿的承载能力大为提高，初步估算四圆弧齿轮的承载能力比双圆弧齿轮提高可以达到60％以上，传动平稳性等动态性能优于双圆弧齿轮，且四圆弧齿廓齿轮继承了单、双圆弧齿轮的优点：即传动中啮合面易形成动压油膜，在齿面上不产生有害的点蚀与磨损，具有良好的跑合性等机械性能。

3)参数合理、加工制作简单、使用寿命长：下表为本发明提供的四圆弧齿轮的基本齿廓参数：

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明轮齿的结构示意图。

具体实施方式

一种新型齿廓齿轮，包括齿轮1和轮齿2，如图1和2所示：上述轮齿2的齿形为四圆弧齿轮齿廓。

Claims (1)

1.一种新型齿廓齿轮，包括齿轮(1)和轮齿(2)，其特征是：上述轮齿(2)的齿形为四圆弧齿轮齿廓，其参数分别为端面模数m、压力角α₀、全齿高h、齿顶高h_a、齿根高h_f、侧隙j、凸齿齿廓圆弧半径ρ_a1、凸齿齿廓圆弧半径ρ_a2、凹齿齿廓圆弧半径ρ_f1、凹齿齿廓圆弧半径ρ_f2、凸齿齿廓圆心移距量e_a1，e_a2凹齿齿廓圆心移距量e_f1、凹齿齿廓圆心移距量e_f2、凸齿齿廓圆心偏移量C_a1、凸齿齿廓圆心偏移量C_a2、凹齿齿廓圆心偏移量C_f1、凹齿齿廓圆心偏移量C_f2、凸齿工艺角θ₁、连接圆弧半径r₁、连接圆弧半径r₂和齿根圆弧半径r_g。

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