CN107654610A - 一种非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮及其加工方法 - Google Patents

一种非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮及其加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮及其加工方法，所述直齿锥齿轮包括行星齿轮、半轴齿轮，所述的行星齿轮与半轴齿轮之间啮合连接，所述的行星齿轮和半轴齿轮，均为直齿锥齿轮，其齿数比为7∶10；本发明所述的加工方法为：在不加大原来轮系装配空间的前提下，通过提升直齿锥齿轮每个齿的强度，来达到整个齿轮强度的提高，进而延长齿轮的使用寿命。本发明所述的直齿锥齿轮具有高强度、低噪音、轻量化、长寿命的优点。

Description

一种非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮及其加工方法
技术领域
本发明属于齿轮制造技术领域，具体涉及一种非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮及其加工方法。
背景技术
传统的直齿锥齿轮，不论是刨齿机刨齿成形还是近净成形精密锻造，其齿面均为渐开线齿形，因受渐开线方程及渐开线的生成原理所限，其最终设计成型的直齿锥齿轮齿数不得少于9齿，一旦少于9齿，其生成的渐开线齿面与直齿锥齿轮的齿根圆圆锥面过渡处，根切严重。其齿形若以刨齿机刨齿成形，则因成形齿轮根切严重，齿根处强度明显降低；其齿形若以数控铣加工成形，则因齿轮根切严重，无法铣削，若一对啮合齿轮的齿顶、齿根以大圆角过渡，虽能够铣削成形，但齿轮的重合度系数明显小于1，则啮合传动时，噪音增大；一对齿轮，要想保证其有足够长的寿命，就必须保证每个齿有足够的强度，且传动平稳。故设计、制造一种特殊齿形、少齿高强度齿轮，以适应高端装备及飞速发展的汽车制造业，对直齿锥齿轮所期冀的高强度、低噪音、轻量化、长寿命，就显得尤为重要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种高强度、低噪音、轻量化、长寿命的非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮。
本发明的目的是这样实现的：非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮，它包括行星齿轮、半轴齿轮，所述的行星齿轮与半轴齿轮之间啮合连接，所述的行星齿轮和半轴齿轮，均为直齿锥齿轮，其齿数比为7∶10。
本发明是为了提高直齿锥齿轮的使用寿命，在不加大原来轮系装配空间的前提下，通过提升直齿锥齿轮每个齿的强度，来达到整个齿轮强度的提高，进而延长齿轮的使用寿命。
为达到上述目的，只有增大每个齿的齿厚，使每个齿的刚度和强度都显著提升，进而达到整个齿轮强度的提高，使刚性也明显加强，使齿轮的使用寿命得到提高。
本发明的加工方法为：1、依据决定一对齿轮大小和弧齿厚的基本计算公式：分度圆直径d＝mz，弧齿厚s＝m(π/2+2X1tanα+Xs1)，要想增大弧齿厚s，在其它系数及常数不变情况下，只有增大齿轮的压力角α和模数m，但压力角的增大对齿厚的影响微乎其微，故只能增大齿轮的模数m。因齿轮又受装配空间不变的前提局限，只能减少齿数z。2、本发明是非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮，因属于非渐开线齿面，只能通过三维造型，生成三维实体及衍生出的程序，在高速数控铣上直接铣削加工少齿高强度齿轮，或铣削加工出少齿高强度齿轮的型腔，通过精密净成型的方法，生产出该型高强度齿轮。
本发明是非渐开线齿面的少齿齿轮，所述的行星齿轮和半轴齿轮，均为直齿锥齿轮，其齿数比为7∶10。
本发明是新型的锥齿齿面产生，使得能够通过减少齿数、加大模数，进而达到增加直齿锥齿轮齿厚的目的，同时加大了一对齿轮的有效啮合高度，使得重合度系数远大于1.36，保证了一对齿轮传动的平稳性，降低啮合传动过程中的噪音。
本发明是非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮，因齿数减少，模数加大，进而齿厚增大，故传动效率高，传动扭矩大，单个齿的强度和刚度均提高，整个齿轮的寿命及轮系使用寿命均得到延长。
本发明的有益效果：该非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮的批量生产，一改传统的直齿锥齿轮强度不足、经常损坏的被动局面，使齿轮乃至轮系等相关部件的寿命得到延长，得到终端用户的一致好评。同时，在满足一定输入扭矩、满足齿轮承载强度情况下，可减小齿轮尺寸，减小安装空间，为齿轮及轮系的轻量化打下基础；当装配空间一定情况下，采用该高强度齿轮，齿轮寿命延长，噪音减小，整个轮系寿命得到提升，降低整体使用成本。
附图说明
图1是非渐开线齿面、少齿高强度齿轮的啮合装配图。
图2是图1非渐开线齿面、少齿高强度齿轮的行星齿轮的示意图。
图3是图1非渐开线齿面、少齿高强度齿轮的半轴齿轮的示意图。
在图1、图2、图3中，1——行星齿轮，2——半轴齿轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例1
如图1、2、3所示，非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮，它包括行星齿轮1、半轴齿轮2，所述的行星齿轮1与半轴齿轮2之间啮合连接，所述的行星齿轮1和半轴齿轮2，均为直齿锥齿轮，其齿数比为7∶10。
本发明是为了提高直齿锥齿轮的使用寿命，在不加大原来轮系装配空间的前提下，通过提升直齿锥齿轮每个齿的强度，来达到整个齿轮强度的提高，进而延长齿轮的使用寿命。
为达到上述目的，只有增大每个齿的齿厚，使每个齿的刚度和强度都显著提升，进而达到整个齿轮强度的提高，使刚性也明显加强，使齿轮的使用寿命得到提高。
本发明的加工方法为：1、依据决定一对齿轮大小和弧齿厚的基本计算公式：分度圆直径d＝mz，弧齿厚s＝m(π/2+2X1tanα+Xs1)，要想增大弧齿厚s，在其它系数及常数不变情况下，只有增大齿轮的压力角α和模数m，但压力角的增大对齿厚的影响微乎其微，故只能增大齿轮的模数m。因齿轮又受装配空间不变的前提局限，只能减少齿数z。2、本发明是非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮，因属于非渐开线齿面，只能通过三维造型，生成三维实体及衍生出的程序，在高速数控铣上直接铣削加工少齿高强度齿轮，或铣削加工出少齿高强度齿轮的型腔，通过精密净成型的方法，生产出该型高强度齿轮。
本发明是非渐开线齿面的少齿齿轮，所述的行星齿轮1和半轴齿轮2，均为直齿锥齿轮，其齿数比为7∶10。
本发明是新型的锥齿齿面产生，使得能够通过减少齿数、加大模数，进而达到增加直齿锥齿轮齿厚的目的，同时加大了一对齿轮的有效啮合高度，使得重合度系数远大于1.36，保证了一对齿轮传动的平稳性，降低啮合传动过程中的噪音。
本发明是非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮，因齿数减少，模数加大，进而齿厚增大，故传动效率高，传动扭矩大，单个齿的强度和刚度均提高，整个齿轮的寿命及轮系使用寿命均得到延长。
本发明的有益效果：该非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮的批量生产，一改传统的直齿锥齿轮强度不足、经常损坏的被动局面，使齿轮乃至轮系等相关部件的寿命得到延长，得到终端用户的一致好评。同时，在满足一定输入扭矩、满足齿轮承载强度情况下，可减小齿轮尺寸，减小安装空间，为齿轮及轮系的轻量化打下基础；当装配空间一定情况下，采用该高强度齿轮，齿轮寿命延长，噪音减小，整个轮系寿命得到提升，降低整体使用成本。

Claims (2)

1.非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮，它包括：行星齿轮、半轴齿轮，其特征在于：所述的行星齿轮与半轴齿轮之间啮合连接，所述的行星齿轮和半轴齿轮，均为直齿锥齿轮，其齿数比为7∶10。
2.根据权利要求1所述的非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮的加工方法为：
1、依据决定一对齿轮大小和弧齿厚的基本计算公式：分度圆直径d＝mz，弧齿厚s＝m(π/2+2X1tanα+Xs1)，要想增大弧齿厚s，在其它系数及常数不变情况下，只有增大齿轮的压力角α和模数m，但压力角的增大对齿厚的影响微乎其微，故只能增大齿轮的模数m；因齿轮又受装配空间不变的前提局限，只能减少齿数z；
2、本发明所述非渐开线齿面、少齿高强度直齿锥齿轮，属于非渐开线齿面，通过三维造型，生成三维实体及衍生出的程序，在高速数控铣上直接铣削加工少齿高强度齿轮，铣削加工出少齿高强度齿轮的型腔，通过精密净成型的方法，生产出该型高强度齿轮。
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