CN111853203A - 复合余弦齿形内啮合传动齿轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及齿轮技术领域，复合余弦齿形内啮合传动齿轮，包括内齿轮和外齿轮，所述复合余弦内齿轮的单个齿廓由第一劣弧、第一余弦曲线段和第二劣弧依次相接而成；所述复合余弦内齿轮的单个齿廓第一劣弧与第一余弦曲线段光滑连接，第二劣弧与第一余弦曲线段光滑连接；所述复合余弦内齿轮的单个齿廓第一劣弧和第二劣弧所在圆的圆心与复合余弦内齿轮的分度圆同心，且第一劣弧和第二劣弧半径相等；具有传动效率高，传递动力平稳的优点。

Description

复合余弦齿形内啮合传动齿轮

技术领域

本发明涉及齿轮技术领域，具体涉及内啮合传动齿轮。

背景技术

齿轮有内啮合齿轮、外啮合齿轮和齿轮齿条三种形式。内啮合齿动与外啮合齿动相比，具有结构紧凑、体积小、承载能力高之优点，因而在行星齿轮机构中获得广泛应用。齿轮齿廓的形状对齿轮运行时的平稳性、噪音、效率、使用寿命都有重要的影响；现有技术中，齿轮齿廓多种多样，例如有多弧段的、有渐开线的，但是都具有传动不平稳、振动噪声较大、效率低、使用寿命短等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种传动平稳、振动噪声较小、效率高、使用寿命长，且结构简单易于设计、加工的复合余弦齿形内啮合传动齿轮。

本发明的目的是技术方案是这样实现的，复合余弦齿形内啮合传动齿轮，包括内齿轮和外齿轮，所述的内齿轮周围是多个内齿，所述的外齿轮周围是多个外齿，所述内齿轮相邻的内齿接近齿峰的轮廓是内齿主体轮廓，所述外齿轮相邻的外齿接近齿谷的轮廓外齿主体轮廓，其特征是：所述的内齿主体轮廓是一段余弦曲线段，这一端余弦曲线段是第一余弦曲线段；所述的外齿主体轮廓是一段余弦曲线段，这一端余弦曲线段是第二余弦曲线段和第三余弦曲线段。

进一步地讲，所述内齿轮的单个齿廓由第一劣弧、第一余弦曲线段和第二劣弧依次相接而成；所述第一劣弧与第一余弦曲线段光滑连接，第二劣弧与第一余弦曲线段光滑连接；所述第一劣弧和第二劣弧所在圆的圆心与复合余弦内齿轮的分度圆同心，且第一劣弧和第二劣弧半径相等；

所述第一余弦曲线段是以内齿轮的分度圆为坐标系横轴所形成的余弦曲线段；

所述外齿轮的单个齿廓由第二余弦曲线段、第三劣弧、第三余弦曲线段依次相接而成；所述第二余弦曲线段与第三劣弧光滑连接，第三劣弧与第三余弦曲线段光滑连接；所述第三劣弧所在圆的圆心与外齿轮的分度圆同心，且第三劣弧的半径大于分度圆半径；所述第二余弦曲线段和第三余弦曲线段是以外齿轮的分度圆为坐标系横轴所形成的余弦曲线段。

本发明提供的复合余弦齿形内啮合传动齿轮，齿廓由余弦曲线段和劣弧的圆弧光滑连接组成，齿根厚度较大、接触强度高、承载能力强；齿数可以更少；内齿与外齿侧面的余弦曲线段完全齿啮合，齿轮运转时，内齿轮和外齿轮间连续接触基本为滚动，传动效率高，传递动力平稳。

本发明提供的齿轮的齿根均由劣弧构成，使齿轮副在啮合时齿根与齿顶保持一定的间隙，避免了齿根与齿顶接触造成的冲击、摩擦和噪声。

附图说明

图1为本发明传动齿轮的内齿轮齿廓结构示意图。

图2为本发明传动齿轮的外齿轮齿廓结构示意图。

图3为本发明内齿轮与外齿轮全齿啮合示意图。

图4为本发明内齿轮与外齿轮全齿啮处放大示意图。

图5为本发明复合余弦内齿轮单个齿廓形成示意图。

图6为本发明复合余弦外齿轮单个齿廓形成示意图。

其中：1、第一劣弧 2、第一余弦曲线段 3、内齿轮的分度圆 4、第二劣弧 5、第二余弦曲线段 6、第三劣弧 7、复合余弦外齿轮的分度圆 8、第三余弦曲线段 9、复合余弦外齿轮齿形 10、复合余弦内齿轮齿形 11、内齿轮 12、外齿轮 x、坐标系横轴 y、坐标系纵轴 o、坐标系原点。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明复合余弦齿形内啮合传动齿轮的技术方案作进一步描述。

本发明的目的是技术方案是这样实现的，复合余弦齿形内啮合传动齿轮，包括内齿轮11和外齿轮12，所述的内齿轮周围是多个内齿，所述的外齿轮周围是多个外齿，所述内齿轮相邻的内齿接近齿峰的轮廓的是内齿主体轮廓，所述外齿轮相邻的外齿接近齿谷的轮廓是外齿主体轮廓，其特征是：所述的内齿主体轮廓是一段余弦曲线段，这一端余弦曲线段是第一余弦曲线段；所述的外齿主体轮廓是一段余弦曲线段，这一端余弦曲线段是第二余弦曲线段和第三余弦曲线段。

复合余弦齿形内啮合传动齿轮，包括内齿轮和外齿轮，如图1所示，所述内齿轮的单个齿廓由第一劣弧1、第一余弦曲线段2和第二劣弧4依次相接而成；所述内齿轮的单个齿廓第一劣弧1与第一余弦曲线段2光滑连接，第二劣弧4与第一余弦曲线段2光滑连接；所述第一劣弧1和第二劣弧4所在圆的圆心与内齿轮的分度圆3同心，且第一劣弧1和第二劣弧4半径相等。所述第一余弦曲线段2是以内齿轮的分度圆3为坐标系横轴所形成的余弦曲线段；如图2所示，所述外齿轮的单个齿廓由第二余弦曲线段5、第三劣弧6、第三余弦曲线段8依次相接而成；所述外齿轮的单个齿廓第二余弦曲线段5与第三劣弧6光滑连接，第三劣弧6与第三余弦曲线段8光滑连接；所述复合余弦外齿轮的单个齿廓第三劣弧6所在圆的圆心与外齿轮的分度圆7同心，且第三劣弧6的半径大于外齿轮的分度圆7半径；所述复合余弦外齿轮单个齿廓的第二余弦曲线段5和第三余弦曲线段8是以外齿轮的分度圆7为坐标系横轴所形成的余弦曲线段。

本实施例提供的复合余弦齿形内啮合传动齿轮，内齿轮的齿数大于外齿轮的齿数，如图3所示，在齿轮工作时，内齿轮与外齿轮相接触的齿的齿廓侧面的余弦曲线段完全齿啮合；如图4所示，在齿轮工作时，复合余弦外齿轮的齿顶和复合余弦内齿轮的齿根均由劣弧构成，使齿轮副在啮合时齿根与齿顶保持一定的间隙；如图5所示，在转动过程中，内齿轮和外齿轮间连续接触基本为滚动。

本实施例适用于齿轮的行星传动、少齿差行星传动、带传动。

本实施例提供的复合余弦外齿轮和复合余弦内齿轮均由余弦曲线段、劣弧和余弦曲线段、劣弧之间的圆弧光滑连接组成，齿根厚度较大，接触强度高，承载能力强；齿数可以更少；内齿与外齿侧面的余弦曲线段完全齿啮合，齿轮运转时，内齿轮和外齿轮间连续接触基本为滚动，传动效率高，传递动力平稳。

本实施例提供的复合余弦齿形内啮合传动齿轮，复合余弦外齿轮的齿顶和复合余弦内齿轮的齿根均由劣弧构成，使齿轮副在啮合时齿根与齿顶保持一定的间隙，避免了齿根与齿顶接触造成的冲击、摩擦和噪声。

本实施例提供的复合余弦齿形内啮合传动齿轮，复合余弦齿形内齿轮的齿形，如图5所示，是以通过内齿轮分度圆圆心的直线与内齿轮分度圆的交点为原点，以内齿轮的分度圆为x轴 ，以通过内齿轮分度圆圆心的直线为y轴，建立坐标系，以齿轮的模数、齿数、齿高为函数关系 ，形成内齿轮余弦段齿廓；复合余弦齿形外齿轮的齿形，如图6所示，是以通过外齿轮分度圆圆心的直线与外齿轮分度圆的交点为原点，以外齿轮的分度圆为x轴，以通过外齿轮分度圆圆心的直线为y轴，建立坐标系，以齿轮的模数、齿数、齿高为函数关系，形成外齿轮余弦段齿廓；

本实施例提供的复合余弦齿形内啮合传动齿轮，具有完整的数学模型，内齿轮与外齿轮的模数相同，齿数不同。内齿轮的齿数大于外齿轮的齿数，复合余弦内齿轮和复合余弦外齿轮的齿廓结构简单，齿侧面曲线一致，易于控制加工精度，齿轮的加工难度低，有利于推广应用。

如图5、6所示，为了更清楚描述内齿和外齿的齿谷和齿峰。如图5所示接近第一劣弧1和第二劣弧4处为齿谷反之为齿峰，如图6所示接近第三劣弧6处为齿峰，反之为齿谷。

实践证明，这样的传动齿轮依然具有传动平稳、振动噪声较小、效率高、使用寿命长的优点。

较好的，所述的内齿轮比外齿轮的齿数多1—3个。

较好的，所述的内齿轮与外齿轮是GCrl5轴承钢制成的。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.复合余弦齿形内啮合传动齿轮，包括内齿轮和外齿轮，所述的内齿轮周围是多个内齿，所述的外齿轮周围是多个外齿，所述内齿轮相邻的内齿接近齿峰的轮廓是内齿主体轮廓，所述外齿轮相邻的外齿接近齿谷的轮廓是外齿主体轮廓，其特征是：所述的内齿主体轮廓是一段余弦曲线段，这一端余弦曲线段是第一余弦曲线段；所述的外齿主体轮廓是一段余弦曲线段，这一端余弦曲线段是第二余弦曲线段和第三余弦曲线段。

2.根据权利要求1所述的复合余弦齿形内啮合传动齿轮，其特征是：所述内齿轮的单个齿廓由第一劣弧、第一余弦曲线段和第二劣弧依次相接而成；所述第一劣弧与第一余弦曲线段光滑连接，第二劣弧与第一余弦曲线段光滑连接；所述第一劣弧和第二劣弧所在圆的圆心与复合余弦内齿轮的分度圆同心，且第一劣弧和第二劣弧半径相等；

所述第一余弦曲线段是以内齿轮的分度圆为坐标系横轴所形成的余弦曲线段；

所述外齿轮的单个齿廓由第二余弦曲线段、第三劣弧、第三余弦曲线段依次相接而成；所述第二余弦曲线段与第三劣弧光滑连接，第三劣弧与第三余弦曲线段光滑连接；所述第三劣弧所在圆的圆心与外齿轮的分度圆同心，且第三劣弧的半径大于分度圆半径；所述第二余弦曲线段和第三余弦曲线段是以外齿轮的分度圆为坐标系横轴所形成的余弦曲线段。

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