[发明专利]齿线形状为外摆线的齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮，具体地说是一种齿线形状为外摆线的齿轮。

背景技术

齿轮传动是利用两齿轮的轮齿相互啮合传递动力和运动的机械传动，它具有结构简单、瞬间传动比恒定、工作可靠、效率高、寿命长，使用的功率、速度和尺寸范围大等特点，例如传递功率可以从很小至几十万千瓦，转速可到10万转/分，圆周速度最高可达300米/秒，齿轮直径可以从几毫米至二十多米，单级传动的效率可达0.96～0.99。因此在所有的机械传动中，齿轮传动应用最广。

目前应用在齿轮传动中的齿轮，按齿线形状分主要有直齿、斜齿两种。直齿轮啮合传动时，其轮齿是沿整个齿宽同时进入接触或同时分离，即是突然加载和卸载的，传动平稳性较差，易引起冲击、振动和噪音，所以直齿轮传动只适用于中、低速传动。斜齿圆柱齿轮的轮齿之间是一种逐渐啮合过程，轮齿上的受力逐渐由小到大，再由大到小，因此斜齿轮啮合较为平稳、冲击和噪声小、重合度大，多用于高速、大功率的场合。但由于螺旋角的存在，斜齿轮传动时会产生轴向推力，将增大传动装置中的摩擦损失。

发明内容

本发明针对现在广泛使用的直齿轮和斜齿轮存在的不足，提供了一种齿线形状为外摆线的齿轮。

本发明所采用的技术方案是：由凹齿面、凸齿面、齿顶圆柱面和齿根圆柱面构成一种齿线形状为外摆线的齿轮，该齿轮的轮齿与其分度圆柱面、齿根圆柱面、齿顶圆柱面的交线均为长幅外摆线。

上述方案中，所述轮齿在齿宽方向的中央截面内的齿形曲线为渐开线。

上述方案中，同所述齿轮相啮合的圆柱齿轮的轮齿与其自身分度圆柱面、齿根圆柱面、齿顶圆柱面的交线也都是长幅外摆线，该配对圆柱齿轮的轮齿在齿宽方向的中央截面内的齿形曲线也为渐开线。

上述方案中，所述齿轮的轮齿的凹齿面、凸齿面分别与配对圆柱齿轮的凸齿面、凹齿面共轭。

上述方案中，在平行于所述中央截面的其他截面内，所述齿轮与配对圆柱齿轮的齿廓一凸一凹相互对应。

效果：与目前广泛使用的直齿、斜齿两种齿轮相比，本发明的特点是啮合冲击小、重合度大、轴向力近似为零、传动平稳、承载能力高、使用寿命长，适于高速、重载、大功率传动的场合，可作为目前直齿轮及斜齿轮的更新换代产品。

附图说明

图1是本发明的立体图；

图2是图1在齿宽方向的中央截面；

图3是图2在中央截面内的齿形；

图4是在平行于图2的其他截面内的齿廓形状。

图中：1.凹齿面，2.凸齿面，3.凹齿廓，4.凸齿廓，5.渐开线，11.凹齿面在齿根圆柱面上的长幅外摆线，12.凸齿面在齿根圆柱面上的长幅外摆线，13.齿顶圆柱面，14.齿根圆柱面，22.中央截面。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

如图1，本发明的齿轮由凸齿面、凹齿面、齿根圆柱面和齿顶圆柱面组成，该齿轮的每个轮齿与其分度圆柱面、齿根圆柱面、齿顶圆柱面的交线均为长幅外摆线。

参看图2与图3，在齿宽方向的中央截面内，本发明的每个轮齿的齿形曲线为渐开线，与本发明相啮合的圆柱齿轮的每个轮齿的齿形曲线也为渐开线。即在上述中央截面内，两者的啮合相当于传统的渐开线齿轮之间的啮合，因此具有恒定的传动比，该中央截面可作为齿轮传动几何尺寸计算的基准。本发明的轮齿的凸齿面、凹齿面，分别与配对圆柱齿轮的凹齿面、凸齿面共轭。

如图4所示，在平行于图2中央截面的其他截面内，本发明与配对圆柱齿轮的齿廓一凸一凹相互对应，因此接触面间的综合曲率小、综合曲率半径大、承载能力高，从而延长了齿轮及齿轮传动装置的使用寿命。