CN106032838A - 线接触空间啮合新型变厚齿轮的智能设计 - Google Patents

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于广滨
宋野
温建民
陈明
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Abstract

一种线接触空间啮合新型变厚齿轮的智能设计，包括以下步骤：变厚齿轮就是在齿轮的不同端截面上，其齿形具有不同的变位系数，在相交轴或交错轴情况下，标准渐开线变厚齿轮的齿面是渐开螺旋面，而相交轴和交错轴情况下渐开螺旋面之间的啮合是不可能实现线接触的。为了实现线接触，利用空间啮合原理，由一已知的渐开线变厚齿轮1的齿面方程出发，推导出另一与之共轭的齿轮2的齿面方程。再将该齿轮与标准渐开线变厚齿轮进行比较，计算分析其齿形差和齿向差，并采用适当的方法对一与齿2最接近的渐开线变厚齿轮的轮齿进行修形，通过拟合误差曲线，将拟合误差控制在符合要求的范围内，以得到齿轮2的齿廓，从而得到了一对能够实现线接触的相交轴和交错轴变厚齿轮副。本发明用于替换渐开线传动齿轮。

Description

线接触空间啮合新型变厚齿轮的智能设计
一、技术领域
本发明涉及一种线接触空间啮合新型变厚齿轮的设计方法。
二、背景技术
现代科学技术和生产技术的发展，对机械传动方面的要求越来越高。在高速、重载的传动中急需要一种精度高、刚性好、回差小、无振颤的减速装置，该减速装置绝大部分用硬齿面齿轮，而同时具备以上优点的渐开线变厚齿轮传动，近几年在机械行业中已得到共识。目前在很多产品中，如高速包装机械、快速游艇、进口精密机器人等的传动与变速装置中，均含有相交轴和交错轴渐开线变厚齿轮传动装置，但由于这种渐开线变厚齿轮传动在相交轴和交错轴情况下属于空间点接触啮合，承载能力低，磨损严重，因此普遍出现了该种齿轮副频繁破损，使用寿命短，需要更换的量很大，目前国内尚无任何厂家和研究所能够解决该问题。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种线接触空间啮合新型变厚齿轮的智能设计，解决现有技术的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种线接触空间啮合新型变厚齿轮的智能设计，包括以下步骤：所谓变厚齿轮就是在齿轮的不同端截面上，其齿形具有不同的变位系数，在相交轴或交错轴情况下，标准渐开线变厚齿轮(变位系数沿轴向呈线性变化)的齿面是渐开螺旋面，而相交轴和交错轴情况下渐开螺旋面之间的啮合是不可能实现线接触的。为了实现线接触，利用空间啮合原理，由一已知的渐开线变厚齿轮1的齿面方程出发，推导出另一与之共轭的齿轮2的齿面方程。再将该齿轮与标准渐开线变厚齿轮进行比较，计算分析这两个齿轮的形状差别(即分析其齿形差和齿向差)，并采用适当的方法对一与齿2最接近的渐开线变厚齿轮的轮齿进行修形，通过拟合误差曲线，将拟合误差控制在符合要求的范围内，以得到齿轮2的齿廓，从而得到了一对能够实现线接触的相交轴和交错轴变厚齿轮副。
本发明的有益效果是：
1、本发明是国内、外首创的一种新型非渐开线变厚齿轮传动，由于该传动在相交轴和交错轴情况下能够实现线接触，因而可以提高齿轮的承载能力，并且还能够减小回差，实现精密传动。同时，该传动装置还具有传动比范围大、动态性能好、效率高、传递功率大等优点，因此其用途将非常广泛，不仅可以适用于高速包装机械、快速游艇、进口精密机器人等的传动与变速装置中，而且还可以应用于机床领域、起重运输、印刷机械、轻纺机械以及其他机械化、自动化领域中的精密机械传动中。
2、本发明的传动性能优于普通齿轮的传动性能，在工作中能够保证传动的可靠性和工作的稳定性，是渐开线变厚齿轮的理想替代产品。
四、附图说明
附图1是相交轴非渐开线变厚齿轮副的仿真图。
附图2是交错轴非渐开线变厚齿轮副的仿真图。
五、具体实施方式
实施例1：
一种线接触空间啮合新型变厚齿轮的智能设计，包括以下步骤：所谓变厚齿轮就是在齿轮的不同端截 面上，其齿形具有不同的变位系数，在相交轴或交错轴情况下，标准渐开线变厚齿轮(变位系数沿轴向呈线性变化)的齿面是渐开螺旋面，而相交轴和交错轴情况下渐开螺旋面之间的啮合是不可能实现线接触的。为了实现线接触，利用空间啮合原理，由一已知的渐开线变厚齿轮1的齿面方程出发，推导出另一与之共轭的齿轮2的齿面方程。再将该齿轮与标准渐开线变厚齿轮进行比较，计算分析这两个齿轮的形状差别(即分析其齿形差和齿向差)，并采用适当的方法对一与齿2最接近的渐开线变厚齿轮的轮齿进行修形，通过拟合误差曲线，将拟合误差控制在符合要求的范围内，以得到齿轮2的齿廓，从而得到了一对能够实现线接触的相交轴和交错轴变厚齿轮副。

Claims (1)

1.一种线接触空间啮合新型变厚齿轮的智能设计，其特征在于，包括以下步骤：所谓变厚齿轮就是在齿轮的不同端截面上，其齿形具有不同的变位系数，在相交轴或交错轴情况下，标准渐开线变厚齿轮(变位系数沿轴向呈线性变化)的齿面是渐开螺旋面，而相交轴和交错轴情况下渐开螺旋面之间的啮合是不可能实现线接触的。为了实现线接触，利用空间啮合原理，由一已知的渐开线变厚齿轮1的齿面方程出发，推导出另一与之共轭的齿轮2的齿面方程。再将该齿轮与标准渐开线变厚齿轮进行比较，计算分析这两个齿轮的形状差别(即分析其齿形差和齿向差)，并采用适当的方法对一与齿2最接近的渐开线变厚齿轮的轮齿进行修形，通过拟合误差曲线，将拟合误差控制在符合要求的范围内，以得到齿轮2的齿廓，从而得到了一对能够实现线接触的相交轴和交错轴变厚齿轮副。
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