CN111188890A - 一种螺旋叠加式斜齿轮 - Google Patents

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陈奇
陆畅
王雨
陈远龙
吴焱明
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Abstract

本发明公开了一种螺旋叠加式斜齿轮，其特征主要由轮廓孔、花键组成，齿轮都是由薄片齿轮叠加，且每片齿轮对于之前的齿轮旋转一定的角度，叠加之后的齿轮就会形成斜齿轮的形式，增加了齿轮的重合度，对于齿轮的应用和加工具有较好的使用价值和应用前景。本发明是采用变直齿轮为斜齿轮的方法，相较于直齿轮，变成后的齿轮拥有传统斜齿轮的优点：其重合度大，稳定性好、承载强等优点。

Description

一种螺旋叠加式斜齿轮
技术领域
本发明涉及一种新的斜齿轮及成型方法，尤其是一种斜齿轮的改进，属于机械传动技术领域。
背景技术
现有直齿渐开线齿轮均为一个整体，其存在的问题是：传统齿轮在加工时，齿轮的加工周期较长，加工成本较高。每个齿轮加工用刀具只能加工一种模数的齿轮，刀具通用性差。齿轮在使用过程中，如果某个轮齿部分断裂，就造成整个齿轮无法使用，也无法进行修整，只能报废。
专利CN202719105U公开了一种组合片式齿轮。采用的技术方案是：由若干厚度为0.5-5mm的薄片齿轮、螺钉、螺母和弹簧垫圈构成；每个薄片齿轮外形相同，在径向圆周上等距离开有若干铰制孔；通过螺钉、螺母和弹簧垫圈将若干薄片齿轮连接在一起，其齿轮材料为薄板，能节省20％材料成本。薄片齿轮采用数控激光切割机加工，无需对材料进行加工前的热处理，并一次加工成型，工序简单，能节省50％加工时间。不同模数齿轮可用同一激光切割机加工，加工通用性好。加工时对材料的硬度没有要求，齿轮可以选择的材料更多。某个薄片齿轮损坏时，可以更换，整个齿轮无需报废。此发明所叠加后的齿轮都为直齿轮，重合度低，稳定性差，而本发明所叠加的齿轮具有斜齿轮的优点，增加重合度、稳定性和承载能力。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的问题，提供一种螺旋叠加式斜齿轮，为现有齿轮进行有益补充。
本发明为解决技术问题采用如下技术方案：
本发明一种螺旋叠加式斜齿轮，其特点在于：齿轮由多片构成，每一片齿轮含有轮廓孔、花键；第一组合齿轮和第二组合齿轮都由第一片式齿轮、第二片式齿轮、第三片式齿轮、第四片式齿轮、第五片式齿轮、第六片式齿轮、第七片式齿轮、第八片式齿轮、第九片式齿轮和第十片式齿轮依次叠加组成，所述第二片式齿轮相较于所述第一片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，所述第三片式齿轮相较于所述第二片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，所述第四片式齿轮相较于所述第三片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，所述第五片式齿轮相较于所述第四片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，所述第六片式齿轮相较于所述第五片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，所述第七片式齿轮相较于所述第六片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，所述第八片式齿轮相较于所述第七片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，所述第九片式齿轮相较于所述第八片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，所述第十片式齿轮相较于所述第九片式齿轮上的所述轮廓孔和所述花键要旋转一定角度，且此角度旋转方向和大小都相同，安装后每一片齿轮的所述轮廓孔重合；当全部片齿轮组合完成后，所述第一组合齿轮和所述第二组合齿轮可以啮合传动；当所述第一组合齿轮和所述第二组合齿轮齿数为z，片数为n，齿轮旋转的角度范围为[360°/z*(n+1),360°/z*(n-1)]，所述第一组合齿轮和所述第二组合齿轮旋转角度之比为齿数之比的反比，且旋转方向相反。
本发明一种螺旋叠加式斜齿轮，其特点还在于：齿轮使用所述花键与相连轴固联；所述第一片式齿轮、所述第二片式齿轮、所述第三片式齿轮、所述第四片式齿轮、所述第五片式齿轮、所述第六片式齿轮、所述第七片式齿轮、所述第八片式齿轮、所述第九片式齿轮和所述第十片式齿轮分别通过自身花键与相连轴固联。
本发明一种螺旋叠加式斜齿轮，其特点也在于：片式齿轮可以抛弃传统的齿轮成型方法，可使用冲压加工、线切割、金属3D加工等成型方法。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
1、本发明是采用变直齿轮为斜齿轮的方法，相较于直齿轮，变成后的齿轮拥有传统斜齿轮的优点：其重合度大，稳定性好、承载强等优点。
2、本发明抛弃传统的齿轮加工方法，使用简单的加工方法，譬如冲压加工、线切割(慢走丝)、金属3D加工，也可以加工各种齿形齿轮，如渐开线、双圆弧，摆线。
附图说明
图1为本发明中齿轮结构示意图；
图2为本发明中片式齿轮结构示意图；
图3为本发明齿轮啮合传动示意图；
图中标号：1第一片式齿轮、2第二片式齿轮、3第三片式齿轮、4第四片式齿轮、5第五片式齿轮、6第六片式齿轮、7第七片式齿轮、8第八片式齿轮、9第九片式齿轮、10第十片式齿轮、11轮廓孔、12花键、13第一组合齿轮、14第二组合齿轮。
具体实施方式
本发明涉及一种螺旋叠加式斜齿轮，其主要由第一片式齿轮1、第二片式齿轮2、第三片式齿轮3、第四片式齿轮4、第五片式齿轮5、第六片式齿轮6、第七片式齿轮7、第八片式齿轮8、第九片式齿轮9、第十片式齿轮10、轮廓孔11、花键12、第一组合齿轮13、第二组合齿轮14组成。
如图1、图2所示，一种螺旋叠加式斜齿轮，其齿轮由多片构成，每一片齿轮含有轮廓孔11、花键12；第一组合齿轮13和第二组合齿轮14都由第一片式齿轮1、第二片式齿轮2、第三片式齿轮3、第四片式齿轮4、第五片式齿轮5、第六片式齿轮6、第七片式齿轮7、第八片式齿轮8、第九片式齿轮9和第十片式齿轮10依次叠加组成，第二片式齿轮2相较于第一片式齿轮1上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，第三片式齿轮3相较于第二片式齿轮2上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，第四片式齿轮4相较于第三片式齿轮3上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，第五片式齿轮5相较于第四片式齿轮4上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，第六片式齿轮6相较于第五片式齿轮5上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，第七片式齿轮7相较于第六片式齿轮6上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，第八片式齿轮8相较于第七片式齿轮7上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，第九片式齿轮9相较于第八片式齿轮8上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，第十片式齿轮10相较于第九片式齿轮9上的轮廓孔11和花键12要旋转一定角度，且此角度旋转方向和大小都相同，安装后每一片齿轮的轮廓孔11重合；当全部片齿轮组合完成后，第一组合齿轮13和第二组合齿轮14可以啮合传动；当第一组合齿轮13和第二组合齿轮14齿数为z，片数为n，齿轮旋转的角度范围为[360°/z*(n+1),360°/z*(n-1)]，第一组合齿轮13和第二组合齿轮14旋转角度之比为齿数之比的反比，且旋转方向相反；两齿轮旋转角度之比为齿数之比的反比，且旋转方向相反；齿轮使用花键12与相连轴固联；第一片式齿轮1、第二片式齿轮2、第三片式齿轮3、第四片式齿轮4、第五片式齿轮5、第六片式齿轮6、第七片式齿轮7、第八片式齿轮8、第九片式齿轮9和第十片式齿轮10分别通过自身花键与相连轴固联；齿轮可以抛弃传统的齿轮成型方法，可使用冲压加工、线切割、金属3D加工等成型方法。
如图3所示，给出了一对片状式齿轮啮合示例，每一片的小齿轮参数和大齿轮参数分别为表1所示：
齿数 模数 压力角
齿轮1 17 4 20°
齿轮2 23 4 20°
表1
通过啮合仿真和试验表明，该啮合效果良好，可取代相同参数的直齿轮或斜齿轮传动。

Claims (3)

1.一种螺旋叠加式斜齿轮，其特征齿轮由多片构成，每一片齿轮含有轮廓孔(11)、花键(12)；第一组合齿轮(13)和第二组合齿轮(14)都由第一片式齿轮(1)、第二片式齿轮(2)、第三片式齿轮(3)、第四片式齿轮(4)、第五片式齿轮(5)、第六片式齿轮(6)、第七片式齿轮(7)、第八片式齿轮(8)、第九片式齿轮(9)和第十片式齿轮(10)依次叠加组成，所述第二片式齿轮(2)相较于所述第一片式齿轮(1)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，所述第三片式齿轮(3)相较于所述第二片式齿轮(2)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，所述第四片式齿轮(4)相较于所述第三片式齿轮(3)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，所述第五片式齿轮(5)相较于所述第四片式齿轮(4)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，所述第六片式齿轮(6)相较于所述第五片式齿轮(5)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，所述第七片式齿轮(7)相较于所述第六片式齿轮(6)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，所述第八片式齿轮(8)相较于所述第七片式齿轮(7)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，所述第九片式齿轮(9)相较于所述第八片式齿轮(8)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，所述第十片式齿轮(10)相较于所述第九片式齿轮(9)上的所述轮廓孔(11)和所述花键(12)要旋转一定角度，且此角度旋转方向和大小都相同，安装后每一片齿轮的所述轮廓孔(11)重合；当全部片齿轮组合完成后，所述第一组合齿轮(13)和所述第二组合齿轮(14)可以啮合传动；当所述第一组合齿轮(13)和所述第二组合齿轮(14)齿数为z，片数为n，齿轮旋转的角度范围为[360°/z*(n+1),360°/z*(n-1)]，所述第一组合齿轮(13)和所述第二组合齿轮(14)旋转角度之比为齿数之比的反比，且旋转方向相反。
2.根据权利要求1所述一种螺旋叠加式斜齿轮，其特征在于第一组合齿轮(13)和第二组合齿轮(14)使用所述花键(12)与相连轴固联；所述第一片式齿轮(1)、所述第二片式齿轮(2)、所述第三片式齿轮(3)、所述第四片式齿轮(4)、所述第五片式齿轮(5)、所述第六片式齿轮(6)、所述第七片式齿轮(7)、所述第八片式齿轮(8)、所述第九片式齿轮(9)和所述第十片式齿轮(10)分别通过自身花键与相连轴固联。
3.根据权利要求1所述一种螺旋叠加式斜齿轮，其特征在于所述片式齿轮可以抛弃传统的齿轮成型方法，可使用冲压加工、线切割、金属3D加工等成型方法。
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