CN104832624A - 一种s形齿轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种S形齿轮，包括齿和齿槽，所述齿和所述齿槽的端面形状均为半圆，所述齿为向外凸起的弧面结构，所述齿槽为向内凹的弧面结构，所述齿与所述齿槽的形状相匹配。本发明解决的问题是：渐开线齿轮加工精度要求高，加工复杂且齿轮扭矩传递能力小的问题。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术，具体涉及一种齿轮。
背景技术
齿轮是现代机械传动中的常用零部件，而现在最常使用的是渐开线齿轮。设计渐开线齿轮，一般要先确定齿数、模数和分度圆直径，然后必须经过复杂的设计才能最终确定出齿轮的形状，加工复杂，对加工精度要求较高。如图1所示，渐开线齿轮的齿（1）和渐开线齿轮的齿槽（2）因为要满足渐开线齿轮啮合的连续性，渐开线齿轮的齿（1）和齿槽（2）一般都不会比较平缓，齿（1）和齿槽（2）在齿轮端面的啮合仅为点接触，两个齿轮之间的啮合仅为线接触。因为两齿啮合时是线接触，接触面积小，齿（1）单位面积上存在应力集中，极易使齿（1）因受冲击过大而折断。同理，因为渐开线齿轮在啮合时，两个齿轮的接触面积有限，导致齿轮间的扭矩传递能力也十分有限。
发明内容
本发明解决的问题是：渐开线齿轮加工精度要求高，加工复杂且齿轮扭矩传递能力小的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种S形齿轮，包括齿和齿槽，所述齿和所述齿槽的端面形状均为半圆，所述齿为向外凸起的弧面结构，所述齿槽为向内凹的弧面结构，所述齿与所述齿槽的形状相匹配。
工作原理：两个齿轮啮合时，圆弧形的齿和齿槽之间相互啮合，在转动过程中两齿轮的啮合为面接触，传动扭矩大。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：1.与传统渐开线齿轮比较，结构简单，设计容易，不需要复杂的计算，齿形检测容易。2.因为齿和齿槽的端面均为半圆，半圆这种规则形状方便成型加工，且成品率高，有效减少了加工成本。3.齿和齿槽的形状相匹配，其弧线弯曲度相同，啮合时两个齿轮的齿和齿槽充分接触，两个齿轮之间为面接触，有效增加了两个齿轮之间的接触面积，无应力集中，使齿因受力均匀而不易折断，同时两个齿轮之间传递扭矩较大。
本发明齿轮适用于大扭矩、高精度的传动机构和减速机，特别适用于高精密RV减速器和谐波减速器、汽车、航空、医疗、自动化等各种行业。
优选地，所述齿槽底部与所述齿顶部的切线距分度圆上的切线距离相等且平行，方便齿轮在转动时能够快速匹配和更好地啮合。
优选地，所述齿与所述齿槽的半径相等，方便两个齿轮在啮合时齿和齿槽充分接触，增大两个齿轮的接触面积，减小齿单位面积内的受力大小，增大两个齿轮之间的扭矩传递能力。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为现有渐开线齿轮的局部示意图；
图2为本发明齿轮的局部示意图；
图3为本发明齿轮的设计步骤图；
图4为本发明齿轮的设计步骤图；
图5为本发明齿轮的设计步骤图。
图中附图标记为：渐开线齿轮的齿1，渐开线齿轮的齿槽2，小圆3、齿4、齿槽5。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
如图2所示，一种S形齿轮，包括齿4和齿槽5，齿4和齿槽5的端面形状均为半圆，齿4为向外凸起的弧面结构，齿槽5为向内凹的弧面结构，齿4与齿槽5的形状相同。齿槽5底部与齿4顶部的切线距分度圆上的切线距离相等且平行，方便齿轮在转动时能够快速匹配和更好地啮合。齿4与齿槽5的半径相等，方便两个齿轮在啮合时齿4和齿槽5充分接触，增大两个齿轮的接触面积，减小齿单位面积内的受力，增大两个齿轮之间的扭矩传递能力。
S形齿轮形成的步骤如图3、图4和图5所示：
（a）先画出直径为100mm的分度圆，预定齿轮的齿数为30，用齿数30乘以4得到120，在分度圆上画出平均分布的120个点；
（b）以分度圆上任一个点为圆心，以相邻的点之间的距离为半径，在分度圆上作出60个彼此相切的小圆3；
（c）去掉相邻两个小圆3被分度圆分别分开在不同侧的弧线，使两个小圆的剩余部分连接形成S形曲线，其中齿4和齿槽5为相同半径的弧形；
（d）依次去掉其余小圆3的弧形，使得分度圆上形成多个S形曲线，S形曲线的数量等于30，去掉分度圆的圆弧，由30个S形曲线连接而成的曲线即为齿轮的轮廓线。
与图1所示的渐开线齿轮相比，S形齿轮在设计上比较简单，只需要有中心距即可设计出相应的S形齿轮。由于齿4和齿槽5为弧面无尖角，应力相对扩散，对于薄壁齿轮来说，不容易断裂，特别适用于谐波减速器中的柔轮，柔轮和钢轮配合后的柔轮寿命会比渐开线齿轮更强，力矩更大。对于生产后的齿形检测，渐开线齿轮的检测需要精密的设备来检测每个渐开线齿轮的齿1和渐开线齿轮的齿槽2的形状大小；而S形齿轮，只需要检测齿根圆、齿顶圆、齿4和齿槽5的半径就可以了。而在加工上，渐开线齿轮，必须要滚齿机（或插齿机）和制造精密的滚齿刀（或插齿刀）才能加工；S形齿只需要用数控铣床就可以加工，编程也简单，不需要精密复杂的刀具，只需要自动铣刀就行（也可以用滚齿或插齿加工）。
本实施例中的齿轮尤其适用于RV减速器和谐波减速器中的柔轮和钢轮装配，效果良好，可以能做到无间隙传动。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。
Claims (3)
1.一种S形齿轮，包括齿和齿槽，其特征在于：所述齿和所述齿槽的端面形状均为半圆，所述齿为向外凸起的弧面结构，所述齿槽为向内凹的弧面结构，所述齿与所述齿槽的形状相匹配。
2.如权利要求1所述的S形齿轮，其特征在于：所述齿槽底部的切线与所述齿顶部的切线距分度圆上的切线距离相等且平行。
3.如权利要求1所述的S形齿轮，其特征在于：所述齿与所述齿槽的半径相等。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510277216.7A CN104832624A (zh) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | 一种s形齿轮 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510277216.7A CN104832624A (zh) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | 一种s形齿轮 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN104832624A true CN104832624A (zh) | 2015-08-12 |
Family
ID=53810716
Family Applications (1)
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| CN201510277216.7A Pending CN104832624A (zh) | 2015-05-27 | 2015-05-27 | 一种s形齿轮 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104832624A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106352025A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-01-25 | 李宗翰 | 一种谐波减速器 |
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2015
- 2015-05-27 CN CN201510277216.7A patent/CN104832624A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106352025A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-01-25 | 李宗翰 | 一种谐波减速器 |
| CN106352025B (zh) * | 2016-11-29 | 2019-02-01 | 李宗翰 | 一种谐波减速器 |
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| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20150812 |