CN103557242B - 人字齿传动与齿圈联轴器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人字齿传动与齿圈联轴器组件，包括人字齿外齿轮、左半内齿圈、右半内齿圈和内齿圈安装座，所述人字齿外齿轮分别与左半内齿圈和右半内齿圈啮合，所述左半内齿圈和右半内齿圈经过一个外花键与内齿圈安装座连接。该组件结构更紧凑且能使啮合部位达到良好的均载效果，从而提高人字齿传递系统功率密度。

Description

人字齿传动与齿圈联轴器组件

技术领域

本发明涉及一种燃机传动领域，具体涉及人字齿传动与齿圈联轴器组件。

背景技术

在现有燃机传动领域，人字齿传动由于装配的需要，须将内齿圈分成两部分，再通过齿圈联轴器将分开的两部分连接起来。目前广泛采用德国设计的STOECKICHT连接方案，如图2所示，即两个内齿圈的外花键与一个连接环的内花键连接，连接环的外花键与内齿圈安装座连接。STOECKICHT连接方案在轴向力的作用下将产生弯曲变形，导致齿轮齿向载荷分布不均。而且由于此设计方案存在中间连接环节，也导致径向尺寸大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种结构更紧凑且能使啮合部位达到良好的均载效果，从而提高人字齿传递系统功率密度的人字齿传动与齿圈联轴器组件。

本发明的技术解决方案是，提供一种具有以下结构的人字齿传动与齿圈联轴器组件，包括人字齿外齿轮、左半内齿圈、右半内齿圈和内齿圈安装座，所述人字齿外齿轮分别与左半内齿圈和右半内齿圈啮合，所述左半内齿圈和右半内齿圈经过一个外花键与内齿圈安装座连接。

在一个优选的实施例中，所述外花键由左半外花键和右半外花键组成，左半外花键与左半内齿圈连接，右半外花键与右半内齿圈连接。外花键由两部分组成，两部分分别连接左半内齿圈和右半内齿圈，方便安装。

在一个在优选的实施例中，外花键的外侧分别设有左钢丝挡圈和右钢丝挡圈。左钢丝挡圈和右钢丝挡圈起到防止外花键窜动的作用，使结构更稳定。

在一个实施例中，左半内齿圈、右半内齿圈所受的齿轮啮合轴向分力指向中部；左半内齿圈和右半内齿圈分别在仅承受齿轮啮合力、花键啮合力和轴向力的作用下，能够达到力和力矩平衡。减少了连接环，结构更紧凑和合理。达到啮合点位置局部受力平衡，避免啮合部位出现弯曲变形，实现良好的均载效果。

在一个实施例中，设计的人字齿轮螺旋角β、法向压力角α_n、啮合点与同侧的外花键作用点之间的纵向距离与横向距离分别为H与L，则满足下式：tanα_n·L＝sinβ·H。通过合理设计尺寸匹配结构，实现良好的均载效果，提高人字齿传递系统功率密度的目的。

与现有技术相比，本发明的人字齿传动与齿圈联轴器组件具有以下优点：左、右半内齿圈直接与内齿圈安装座直接连接，不存在中间的连接环，减小了径向尺寸和零部件使用数量，节约了材料和成本，提高了装置的功率密度。左、右半内齿圈所受的齿轮啮合力轴向分力指向中部；左半内齿圈和右半内齿圈分别在仅承受齿轮啮合力、花键啮合力和轴向力的作用下，能够力和力矩平衡，不承受附加的弯矩，改善了齿轮啮合的状况，提高了传动的平稳性，减少了噪声和振动。

附图说明

图1所示是本发明的人字齿传动与齿圈联轴器组件的一种具体实施例。

图2所示是现有技术的人字齿传动与齿圈联轴器组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示为本发明的人字齿传动与齿圈联轴器组件的一种具体实施例。在该实施例中，人字齿传动与齿圈联轴器组件通过人字齿外齿轮1与右半内齿圈2和左半内齿圈6啮合传递载荷，通过右半内齿圈2和左半内齿圈6上的外花键与齿圈安装座4连接，减少了中间连接零件；左钢丝挡圈5和右钢丝挡圈3设在齿圈安装座4与外花键7和8之间，为了安装方便，外花键由左半外花键7和右半外花键8构成，左钢丝挡圈5和右钢丝挡圈3对左半外花键7和右半外花键8起到限位作用。根据实际工作的旋转方向，选择人字齿的齿轮旋向，如使左半内齿圈的受到的啮合轴向分力F_al向右，右半内齿圈的受到的啮合轴向分力F_ar向左，并通过合理的设计齿轮螺旋角β、法向压力角α_n、图1中尺寸H和L，使其满足下式：

tanα_n·L＝sinβ·H(1)即能满足内齿圈2和6的弯矩和力的平衡，在外花键连接时不产生附加弯矩。

对于左半部分：

根据左半内齿轮力的平衡方程有：

F_alo＝F_al(2)

F_rlo＝F_rl(3)

式中：

F_alo：左、右半内齿圈6和2接触表面方向力与钢丝挡圈5和3的合力。

根据左半内齿轮在平面内对于O₂点力距的平衡方程有：

F_al·H-F_rl·L＝0(4)

齿轮啮合径向分力和轴向分力的关系式：

$\frac{F_{\mathrm{al}}}{F_{\mathrm{rl}}}=\frac{\sin \mathrm{\β}}{\tan {\mathrm{\α}}_n}---\left(5\right)$

将关系式（5）代人（4）式即可得到式（1）。

同理右半部分可以得到相同的关系式。

关系式中不存在载荷项，因此在任意外部扭转载荷下，或左右半人字齿不均载的条件下，本专利方案都能满足上述平衡方程。即本发明的人字齿传动与齿圈联轴器组件通过合理选择人字齿的参数匹配，达到啮合点位置局部受力平衡，不承受附加的弯矩，避免啮合部位出现弯曲变形，实现良好的均载效果。

虽然已经结合具体实施例对本发明进行了描述，然而可以理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进或替换。尤其是，只要不存在结构上的冲突，各实施例中的特征均可相互结合起来，所形成的组合式特征仍属于本发明的范围内。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (2)

1.一种人字齿传动与齿圈联轴器组件，其特征在于，包括人字齿外齿轮、左半内齿圈、左钢丝挡圈、右半内齿圈、右钢丝挡圈及内齿圈安装座，所述人字齿外齿轮分别与左半内齿圈和右半内齿圈啮合，所述左半内齿圈和右半内齿圈经过一个外花键与内齿圈安装座连接；

设计的人字齿轮螺旋角β、法向压力角α_n、啮合点与同侧的外花键作用点之间的纵向距离与横向距离分别为H与L，则满足下式：tanα_n·L＝sinβ·H。

2.根据权利要求1所述的人字齿传动与齿圈联轴器组件，其特征在于，该联轴器的左、右半内齿圈所受的齿轮啮合轴向分力指向中间；左半内齿圈和右半齿圈分别在仅承受齿轮啮合力、花键啮合力和轴向力的作用下，能够达到力和力矩平衡。