CN105422795A - 锥环面渐开线齿轮及其加工方法 - Google Patents

锥环面渐开线齿轮及其加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105422795A
CN105422795A CN201510787775.2A CN201510787775A CN105422795A CN 105422795 A CN105422795 A CN 105422795A CN 201510787775 A CN201510787775 A CN 201510787775A CN 105422795 A CN105422795 A CN 105422795A
Authority
CN
China
Prior art keywords
gear
conical ring
involute gear
ring surface
tooth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510787775.2A
Other languages
English (en)
Inventor
刘雷
谈婧雯
王豪
郭远虎
张金钊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN201510787775.2A priority Critical patent/CN105422795A/zh
Publication of CN105422795A publication Critical patent/CN105422795A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/17—Toothed wheels
    • F16H55/18—Special devices for taking up backlash
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
    • F16H55/02—Toothed members; Worms
    • F16H55/08—Profiling
    • F16H55/0806—Involute profile

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gears, Cams (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锥环面渐开线齿轮及其加工方法，包括相互啮合的凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮，凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮中每个轮齿的齿顶曲面和齿根曲面均为锥环面的一部分，锥环面由圆弧绕齿轮轴线旋转一周形成，沿齿宽方向各轮齿端截面齿廓曲线均为渐开线；凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮中的每个轮齿均包括大端和小端，沿齿宽方向，各轮齿端截面齿廓的变位系数由小端向大端增大。采用上述结构与方法后，既能适合平行轴传动，又能适合小交角传动，齿面接触应力小，承载能力强，且在平行轴和相交轴两种传动情况下，传动比都能保持恒定。还能实现展成加工，故加工精度高，成本低。

Description

锥环面渐开线齿轮及其加工方法
技术领域
本发明涉及一种齿轮及其加工方法，特别是一种锥环面渐开线齿轮及其加工方法。
背景技术
随着工业技术的发展，在机器中需要实现夹角极小的相交轴传动，锥齿轮传动已不再适用。例如，常见的船用齿轮传动装置安装位置较低，对于高速舰艇等机舱空间较小的小型船舶，不利于安装。为使螺旋桨进入水中，需要一种输入轴与输出轴成一定角度的小倾角船用齿轮箱。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种锥环面渐开线齿轮，该锥环面渐开线齿轮既能适合平行轴传动，又能适合小交角传动，齿面接触应力减小，承载能力强，且在平行轴和相交轴两种传动情况下，传动比都能保持恒定。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种锥环面渐开线齿轮，包括相互啮合的凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮，凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮中每个轮齿的齿顶曲面和齿根曲面均为锥环面的一部分，锥环面由圆弧绕齿轮轴线旋转一周形成，沿齿宽方向各轮齿端截面齿廓曲线均为渐开线；凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮中的每个轮齿均包括大端和小端，沿齿宽方向，各轮齿端截面齿廓的变位系数由小端向大端增大。
在沿齿宽方向的各端截面内，凸锥环面渐开线齿轮的分度圆齿厚由小端向大端逐渐增大，齿顶厚由小端向大端逐渐减小。
在沿齿宽方向的各端截面内，凹锥环面渐开线齿轮的分度圆齿厚由小端向大端逐渐增大，齿顶厚由小端向大端逐渐减小。
本发明还提供一种锥环面渐开线齿轮的加工方法，采用的技术方案是：
一种锥环面渐开线齿轮的加工方法，在滚齿机上加工锥环面渐开线齿轮时，滚刀从毛坯一端沿其轴向与径向同时作进给加工运动，并保证滚刀轴心的运动轨迹是一段与毛坯的锥环面同心的圆弧，该圆弧的中心位于锥环面渐开线齿轮的端面内。
本发明采用上述结构与方法后，具有如下有益效果：
1.采用锥环面渐开线齿轮，能使齿轮箱结构紧凑，当船舶传动系统水平安装时，与齿轮箱输出轴相连的螺旋桨即可获得一定角度的入水角。且安装误差不敏感，易于调整齿侧间隙，适合小交角传动。
2.齿轮传动是一种凹—凸齿面接触啮合传动形式，能实现平行轴和相交轴传动。齿形无对称面，且齿面凹—凸接触，扩大了轮齿的接触区域。根据Hertz接触理论可知，凹—凸齿面的接触，使得齿面接触应力减小，故承载能力显著提高。
3.由于齿顶曲面和齿底曲面都是球面的一部分，轮齿啮合时齿廓曲面凹—凸接触，因此平行轴传动时，允许较大的轴线偏转安装误差，易于齿侧间隙调整，也即能够补偿各种因素引起的轴线间的位移，因此，无需修形就能获得良好的啮合特性；相交轴传动时，轴交角可变，但不会引起轮齿干涉。在平行轴和相交轴两种传动情况下，传动比都能保持恒定。
4.能够实现展成加工，特别是能够实现展成磨齿加工。因此加工精度高，加工成本低，可加工齿面硬度高。大大提高了齿轮的运动平稳性，承载能力和使用寿命。
附图说明
图1显示了本发明一种凸锥环面渐开线齿轮的结构示意图；
图2显示了本发明一种凹锥环面渐开线齿轮的结构示意图；
图3显示了凸锥面渐开线齿轮的轮齿圆柱面展开图；
图4显示了凹锥面渐开线齿轮的轮齿圆柱面展开图；
图5显示了凸锥环面渐开线齿轮与凹锥面渐开线齿轮的传动示意图；
图6显示了凸锥环面渐开线齿轮齿面生成原理示意图；
图7显示了凹锥环面渐开线齿轮加工时的滚切示意图。
其中有：
1.大端；2.小端；3.产形齿条；4.工件；5.滚刀轴线。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
一种锥环面渐开线齿轮，包括相互啮合的如图1所示的凸锥环面渐开线齿轮和如图2所示的凹锥环面渐开线齿轮。
如图1和图2所示，凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮中每个轮齿的齿顶曲面和齿根曲面均为锥环面的一部分。
这里的锥环面指凸锥环面和凹锥环面的总称，以下类同，锥环面由圆弧绕齿轮轴线旋转一周360°形成。
沿齿宽方向各轮齿端截面齿廓曲线均为渐开线，因此，能够实现定传动比传动。
凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮中的每个轮齿均包括大端和小端，沿齿宽方向，如图3和图4所示，各轮齿端截面齿廓的变位系数由小端向大端增大。
在沿齿宽方向的各端截面内，凸锥环面渐开线齿轮的分度圆齿厚由小端向大端逐渐增大，齿顶厚由小端向大端逐渐减小。
在沿齿宽方向的各端截面内，凹锥环面渐开线齿轮的分度圆齿厚由小端向大端逐渐增大，齿顶厚由小端向大端逐渐减小。
本发明中，凸锥环面渐开线齿轮与凹锥环面渐开线齿轮相互啮合，如图5所示，因而能实现平行轴和相交轴传动。由于齿形无对称面，且齿面凹—凸接触，扩大了轮齿的接触区域。根据Hertz接触理论可知，凹—凸齿面的接触，使得齿面接触应力减小，故承载能力显著提高。另外，由于齿顶曲面和齿底曲面都是球面的一部分，轮齿啮合时齿廓曲面凹—凸接触，因此平行轴传动时，允许较大的轴线偏转安装误差，易于齿侧间隙调整，也即能够补偿各种因素引起的轴线间的位移，因此，无需修形就能获得良好的啮合特性；相交轴传动时，轴交角可变，但不会引起轮齿干涉。在平行轴和相交轴两种传动情况下，传动比都能保持恒定。
一种锥环面渐开线齿轮的加工方法，如图6和图7所示，在滚齿机上加工锥环面渐开线齿轮时，滚刀从毛坯一端沿其轴向与径向同时作进给加工运动，并保证滚刀轴心的运动轨迹是一段与毛坯的锥环面同心的圆弧，该圆弧的中心位于锥环面渐开线齿轮的端面内。
滚齿过程中滚刀和工件的主要运动形式为：滚刀绕自身轴线的回转运动；工件绕自身轴线的回转运动；滚刀沿工件轴向及径向的走刀运动，在这4个运动中，只有2个是独立的，可将这个双自由度包络运动简化为2个单自由度共轭齿面问题进行求解。如图6所示，假设工件静止，则滚刀同时作轴向进给和径向进给所包络而成的是一个凹面的虚拟齿条，即产形齿条3，由该产形齿条可包络出凸锥环面渐开线齿轮齿面；同理，由凸面的虚拟齿条可包络出凹锥环面渐开线齿轮齿面。
实际加工中，在滚切加工锥环面渐开线齿轮时，滚刀从毛坯一端沿其轴向与径向同时作进给加工运动，并保证滚刀轴心轨迹是一段与锥环面同心的圆弧。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种锥环面渐开线齿轮，其特征在于：包括相互啮合的凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮，凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮中每个轮齿的齿顶曲面和齿根曲面均为锥环面的一部分，锥环面由圆弧绕齿轮轴线旋转一周形成，沿齿宽方向各轮齿端截面齿廓曲线均为渐开线；凸锥环面渐开线齿轮和凹锥环面渐开线齿轮中的每个轮齿均包括大端和小端，沿齿宽方向，各轮齿端截面齿廓的变位系数由小端向大端增大。
2.根据权利要求1所述的锥环面渐开线齿轮，其特征在于：在沿齿宽方向的各端截面内，凸锥环面渐开线齿轮的分度圆齿厚由小端向大端逐渐增大，齿顶厚由小端向大端逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的锥环面渐开线齿轮，其特征在于：在沿齿宽方向的各端截面内，凹锥环面渐开线齿轮的分度圆齿厚由小端向大端逐渐增大，齿顶厚由小端向大端逐渐减小。
4.一种锥环面渐开线齿轮的加工方法，其特征在于：在滚齿机上加工锥环面渐开线齿轮时，滚刀从毛坯一端沿其轴向与径向同时作进给加工运动，并保证滚刀轴心的运动轨迹是一段与毛坯的锥环面同心的圆弧，该圆弧的中心位于锥环面渐开线齿轮的端面内。
CN201510787775.2A 2015-11-17 2015-11-17 锥环面渐开线齿轮及其加工方法 Pending CN105422795A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510787775.2A CN105422795A (zh) 2015-11-17 2015-11-17 锥环面渐开线齿轮及其加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510787775.2A CN105422795A (zh) 2015-11-17 2015-11-17 锥环面渐开线齿轮及其加工方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105422795A true CN105422795A (zh) 2016-03-23

Family

ID=55501234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510787775.2A Pending CN105422795A (zh) 2015-11-17 2015-11-17 锥环面渐开线齿轮及其加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105422795A (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105922717A (zh) * 2016-04-26 2016-09-07 山东同大印制系统有限公司 一种wk160印花圆网的制作方法
CN105922716A (zh) * 2016-04-26 2016-09-07 山东同大印制系统有限公司 一种wk85印花圆网的制作方法
CN106513863A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 唐山唐齿传动机械有限公司 弧齿锥齿轮的加工方法
CN109209371A (zh) * 2018-11-27 2019-01-15 天地科技股份有限公司上海分公司 采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统
CN110848331A (zh) * 2019-11-11 2020-02-28 天津工业大学 一种新型齿轮正交传动机构
CN111536218A (zh) * 2020-05-15 2020-08-14 重庆大学 点线演化环面蜗杆传动副及其工作方式

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1083189A (zh) * 1992-08-22 1994-03-02 北京联合大学机械工程学院 弧齿面圆柱齿轮传动副及加工方法和加工设备
JP2009150524A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Thk Co Ltd ギア構造
CN201496509U (zh) * 2008-07-16 2010-06-02 赖登桂 阴阳全滚动齿轮
JP2010164133A (ja) * 2009-01-15 2010-07-29 Ogino Kogyo Kk 揺動型歯車装置
CN102588558A (zh) * 2012-03-26 2012-07-18 南京航空航天大学 一种凹、凸环面渐开线齿轮及其设计、加工方法
CN103352971A (zh) * 2012-11-13 2013-10-16 大连理工大学 渐开环面齿轮传动

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1083189A (zh) * 1992-08-22 1994-03-02 北京联合大学机械工程学院 弧齿面圆柱齿轮传动副及加工方法和加工设备
JP2009150524A (ja) * 2007-12-21 2009-07-09 Thk Co Ltd ギア構造
CN201496509U (zh) * 2008-07-16 2010-06-02 赖登桂 阴阳全滚动齿轮
JP2010164133A (ja) * 2009-01-15 2010-07-29 Ogino Kogyo Kk 揺動型歯車装置
CN102588558A (zh) * 2012-03-26 2012-07-18 南京航空航天大学 一种凹、凸环面渐开线齿轮及其设计、加工方法
CN103352971A (zh) * 2012-11-13 2013-10-16 大连理工大学 渐开环面齿轮传动

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105922717A (zh) * 2016-04-26 2016-09-07 山东同大印制系统有限公司 一种wk160印花圆网的制作方法
CN105922716A (zh) * 2016-04-26 2016-09-07 山东同大印制系统有限公司 一种wk85印花圆网的制作方法
CN106513863A (zh) * 2016-12-16 2017-03-22 唐山唐齿传动机械有限公司 弧齿锥齿轮的加工方法
CN109209371A (zh) * 2018-11-27 2019-01-15 天地科技股份有限公司上海分公司 采煤机凹凸齿形无链牵引行走系统
CN110848331A (zh) * 2019-11-11 2020-02-28 天津工业大学 一种新型齿轮正交传动机构
CN110848331B (zh) * 2019-11-11 2024-06-04 天津工业大学 一种齿轮正交传动机构
CN111536218A (zh) * 2020-05-15 2020-08-14 重庆大学 点线演化环面蜗杆传动副及其工作方式
CN111536218B (zh) * 2020-05-15 2023-03-24 重庆大学 点线演化环面蜗杆传动副及其工作方式

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105422795A (zh) 锥环面渐开线齿轮及其加工方法
CN102588558B (zh) 一种凹、凸环面渐开线齿轮及其设计、加工方法
EP1066479B1 (en) Face gearing with conical involute pinion
CN101225878B (zh) 弧线齿面齿轮副及其加工方法
CN105156637B (zh) 一种斜线齿面齿轮传动副及齿宽几何设计方法
US20170157690A1 (en) Machine for machining gear teeth and gear teeth machining method
EP3130822A1 (en) Point contact gear based on conjugate curves, meshing pair and machining tool therefor
CN104819266B (zh) 无退刀槽圆弧螺旋线混合型人字齿轮及其加工方法
CN109773279B (zh) 一种圆弧齿线齿轮加工方法
CN101782130B (zh) 非正交斜齿圆锥齿轮副及非正交斜齿圆锥齿轮限滑差速器
CN104455316A (zh) 一种具有β型齿形的谐波减速器齿轮及其加工方法
CN106552971A (zh) 行星滚柱丝杠副中滚柱螺纹牙的修形方法
CN104675980B (zh) 一种平面包络内啮合蜗杆蜗轮自动消隙装置
CN106438850B (zh) 多齿点啮合的环面蜗杆传动副
CN105333064A (zh) 人字齿面齿轮传动机构及其人字齿面齿轮的铣齿加工方法
CN104985260B (zh) 直齿锥齿轮的连续滚切加工方法
CN112032258A (zh) 无侧隙阶梯滚柱包络环面蜗杆传动
CN207122550U (zh) 一种机器人舵机用减速机
CN102979855B (zh) 渐开线变齿厚非圆齿轮传动副
CN103089919B (zh) 一种面接触齿轮传动机构
CN111457071A (zh) 具有渐开线螺纹牙廓的行星滚柱丝杠
CN104896060A (zh) 一种双啮合区弧线齿圆柱齿轮机构及其加工方法
CN101118010A (zh) 双螺旋角斜齿轮啮合副
CN203627714U (zh) 一种全齿宽线接触螺旋锥齿轮轮齿结构
CN102996755A (zh) 传动轴

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160323

RJ01 Rejection of invention patent application after publication