CN104482165A - 一种双向弧线圆柱齿轮 - Google Patents

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Abstract

一种双向弧线圆柱齿轮，属于机械传动零件技术领域。齿轮的齿峰为凸曲面，齿谷为凹曲面，齿线为圆弧线。齿轮的分度圆处各齿的周向齿厚相等，周向齿槽宽相等，齿轮的周向齿距相等，齿线的圆弧半径大于齿轮厚度的一半，凸齿面的齿峰齿廓曲线为圆弧，凹齿面的齿谷齿廓曲线为相啮合齿轮齿峰齿廓曲线的共轭曲线。双向弧线圆柱齿轮具有传动平稳，传动噪声低，抗弯强度高，承载能力强，传动效率高，寿命长等特点。特别适用于重载，高速运动传动方面。

Description

一种双向弧线圆柱齿轮
技术领域
本发明涉及一种齿轮，尤其是一种新型齿轮-双向弧线圆柱齿轮，属于机械传动零件技术领域。
背景技术
齿轮是机械传动中最常用的机械零件，目前工业中运用广泛的是渐开线斜齿圆柱齿轮和渐开线直齿圆柱齿轮。渐开线斜齿圆柱齿轮在传动过程中存在的问题：第一，传动过程中存在一定的轴向分力，必须使用轴向定位装置防止齿轮的滑动和传动轴的窜动，这样轴向定位机构就存在轴向摩擦与磨损，降低了使用寿命；第二，渐开线齿轮的传动是凸曲面与凸曲面的接触传动，增大了齿轮面的磨损，降低使用寿命。直齿圆柱齿轮传动过程虽然不存在轴向分力，但其传动平稳性差，噪声大，齿轮抗弯强度低。这两种齿轮所存在的缺陷导致其性能要求不能很好的满足高速、重载齿轮传动。因此需要探索研发明一种新的齿轮用来弥补直齿圆柱齿轮或者斜齿圆柱齿轮的不足。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种新型双向弧线圆柱齿轮，弥补上述直齿圆柱齿轮或者斜齿圆柱齿轮的不足，使其适用于高速、重载运动传动方面。
本发明实现上述目的所提供的技术方案是：一种双向弧线圆柱齿轮，包括有凹齿面和凸齿面的齿轮，其特征在于：所述凸齿面的齿峰齿廓曲线为圆弧，凹齿面的齿谷齿廓曲线为与齿峰齿廓曲线相啮合的共轭曲线 ，齿轮的齿线为圆弧线。由于该圆柱齿轮齿峰与齿线都为圆弧，就称为双向弧线圆柱齿轮。
所述齿轮的分度圆处各齿的周向齿厚相等，周向齿槽宽相等，齿轮的周向齿距相等。
所述齿线的圆弧半径大于齿轮厚度的一半。
所述凸齿面的齿峰齿廓曲线为圆弧，齿峰齿廓圆弧中心点在分度圆上。
所述凹齿面的齿谷齿廓曲线为相啮合齿轮齿峰齿廓曲线的共轭曲线。
本发明采用了上述方案，有效的解决了直齿圆柱齿轮或者斜齿圆柱齿轮传动的不足，能适应重载、高速运动传动方面。齿线是一小部分的圆弧，增加了齿轮的抗弯强度和平衡齿轮传动的轴向分力。齿廓线的齿峰也为圆弧的一部分，在传动啮合过程中，其接触为凸曲面与凹曲面的接触传动，增加了齿轮的承载能力，降低了齿轮面的磨损。本发明与传统齿轮存在着结构差异：齿线是部分圆弧，齿廓线的齿峰为圆弧的一部分，齿廓线的齿谷为相啮合齿轮圆弧齿廓的共轭曲线，齿轮的周向齿距相等。双向弧线圆柱齿轮具有传动平稳，传动噪声低，抗弯强度高，承载能力强，传动效率高，寿命长等特点。特别适用于重载，高速运动传动方面。
附图说明
附图1 是本发明的结构示意图。
附图2 是本发明的端面示意图。
附图3 是本发明的啮合传动示意图。
附图4 是本发明的周向展开齿厚和齿线示意图。
图中：1、齿谷；2、齿峰；3、齿线； 4、齿轮端面；5、轴孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构作进一步说明。
如图1、2所示，一种双向弧线圆柱齿轮，有凹齿面和凸齿面的齿轮，其凸齿面的齿峰2为凸曲面，凹齿面的齿谷1为凹曲面，齿轮的齿线3为圆弧线。齿轮的分度圆处各齿的周向齿厚相等Ts=Tc，周向齿槽宽相等Hs=Hc，齿轮的周向齿距相等，齿线的圆弧半径大于齿轮厚度的一半。所述凸齿面的齿峰2为圆弧。所述凹齿面的齿谷1为相啮合齿轮齿峰的共轭曲线。
如图2、3所示，双向弧线圆柱齿轮副啮合传动过程是凹面（齿谷）与凸面（齿峰）的接触传动，齿面接触应力小，这样相较于渐开线齿轮能够承受更大的载荷。
如图3所示，双向弧线圆柱齿轮副啮合传动过程是齿谷齿廓与齿峰齿廓的接触传动，齿峰曲线为一段圆弧，齿谷曲线是与齿峰曲线为相啮合的共轭曲线。
如图4所示，双向弧线圆柱齿轮齿线是半径为Rz的圆弧线，Rz须大于齿轮厚度的一半，当Rz趋向于∞，形成的齿线相当于直线（直齿可以看成齿线圆弧半径Rz=∞的特殊弧齿齿轮）。在齿轮端分度圆处，各点的周向齿厚相等Ts=Tc，周向齿槽宽相等，Hs=Hc。因此可以定义一个双圆弧的周向模数Mc=2*Ts/π。在传动啮合过程中，其接触为凸曲面与凹曲面的接触传动，增加了齿轮的承载能力，降低了齿轮面的磨损，提高了齿轮的寿命。双向弧线圆柱齿轮有效的解决了直齿圆柱齿轮或者斜齿圆柱齿轮传动的不足，能适应重载、高速运动传动方面。

Claims (5)

1.一种双向弧线圆柱齿轮，包括有凹齿面和凸齿面的齿轮，其特征在于：所述凸齿面的齿峰（2）为凸曲面，凹齿面的齿谷（1）为凹曲面，齿轮的齿线（3）为圆弧线。
2.根据权利要求1所述的一种双向弧线圆柱齿轮，其特征在于：所述齿轮的分度圆处各齿的周向齿厚相等，周向齿槽宽相等，齿轮的周向齿距相等。
3.根据权利要求1所述的一种双向弧线圆柱齿轮，其特征在于：所述齿线的圆弧半径大于齿轮厚度的一半。
4.根据权利要求1所述的一种双向弧线圆柱齿轮，其特征在于：所述凸齿面的齿峰齿廓曲线为圆弧，所述圆弧中心点在分度圆上。
5.根据权利要求1所述的一种双向弧线圆柱齿轮，其特征在于：所述凹齿面的齿谷齿廓曲线为相啮合齿轮齿峰齿廓曲线的共轭曲线。
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