[发明专利]高速传动、重载荷、低磨损的泛摆线齿轮

说明书

本发明涉及一种适应高速传动、重载荷、低磨损的泛摆线齿轮。泛摆线的概念是：内摆线、外摆线、平摆线及其短幅、长幅摆线和它们两边的等距曲线、派生曲线等统称为泛摆线；内摆线、外摆线、平摆线及其短幅、长幅摆线是泛摆线的特例。由幅长系数λ确定的内摆线、外摆线、平摆线的等距曲线而形成的泛摆线齿轮，齿廓曲线完全尊照数学模型，不需修正，完全符合天然的泛摆线规律。

在齿轮传动中有渐开线齿轮、圆弧齿轮、摆线针轮等等，使用普片的是渐开线齿轮，最少齿数一般是17齿；在渐开线齿轮内啮合中，存在着渐开线干涉，齿廓重叠干涉，径向干涉，过度曲线干涉，需要通过齿形角、变位系数、齿顶高等多方面修正、修缘达到平稳传动；圆弧齿轮是以凹、凸圆弧做齿廓的斜齿轮，比渐开线齿轮的承载能力高1.5～2倍，但是噪声和振动大，最少齿数11齿；摆线针轮传动，其摆线轮是短幅外摆线的内侧等距曲线齿廓与销齿啮合，实际上摆线轮不可能采用标准齿形，存在着单齿顶干涉，双齿顶干涉，都必须修正成复合齿形才能达到平稳传动的目的。

本发明的目的是提供一种高速传动、重载荷、低磨损的泛摆线齿轮传动。泛摆线齿轮成形规律是：将半个泛摆线掐头去尾，用基圆两边的线段做齿廓，相啮合的泛摆线齿轮都是基圆纯滚动，完全顺应自然规律；载荷能力是渐开线齿轮2倍以上，啮合滑动率只有渐开线的20％左右，是接近纯滚动的极低摩擦传动，特别适应于高速传动。泛摆线齿轮的齿根厚度比渐开线大很多，不存在根切，不需修缘，内啮合无干涉，抗胶合能力强，不易磨损，噪声小，温升低，特别适应于重载荷；采用滚齿、插齿加工，泛外摆线最少齿数可达到6齿、泛内摆线最少齿数可达到7齿无根切；在输出功率相同的情况下，由于齿根厚度比渐开线大很多，载荷能力大，可以将齿轮副模数相应缩小，在传动比接近的情况下，可将齿轮副的齿数比减少到合理的最少齿数，因此，泛摆线齿轮传动系统的体积比渐开线至少降低30％以上，使用寿命是渐开线齿轮的3倍以上。

本发明的目的通过如下方案实现：由于找到了泛摆线的法线运动规律，演绎出内摆线、外摆线、平摆线三者相互共轭，推导出泛摆线齿廓的法线、等距曲线、齿轮副的啮合轨迹等数学模型，发现高速、重载荷、低磨损的泛摆线齿轮；由幅长系数λ而确定的内摆线、外摆线、平摆线的等距曲线而形成的泛摆线齿廓，以三个方程分别描述泛内摆线齿廓、泛外摆线齿廓、泛平摆线齿条的齿廓：