[发明专利]齿廓曲线为圆弧和渐开线相结合的斜齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮，特别涉及一种斜齿轮。

背景技术

齿轮是一种典型的机械基础件，被广泛应用在国民经济的各个领域。在机械传动中，齿轮是靠专门的齿廓来保证其传动精度的。在各种齿轮传动中，渐开线齿轮传动由于其中心距的可分性以及制造、测量方便等许多优点，使它得到了广泛的应用。但渐开线齿轮也存在着一些缺点，比如啮合点离节点越远，两啮合齿面间相对滑动的速度也越大，这对于齿面的磨损、传动平稳性、传动效率以及齿轮寿命等都有不利影响；其次渐开线外啮合齿轮传动是凸齿对凸齿的啮合传动，从接触强度来看，这种齿轮的承载能力比较差。随着生产和科技的发展，对高速、重载、大功率的齿轮传动装置提出了更高的要求，因此圆弧齿轮得到了巨大发展。圆弧齿轮是以凸凹齿啮合的点接触传动形式，其突出的优点是具有很高的接触强度。且圆弧齿轮具有良好的跑合性，它的当量曲率半径比渐开线齿轮的当量曲率半径大得多，因此与渐开线齿轮相比，其接触强度得到大大提高，但是它也存在着诸如对中心距敏感、齿根弯曲强度低等一些缺点，阻碍了其承载能力和传动精度的提高，难以满足一些重要领域对圆弧齿轮传动装置的要求。

 因此当前需要一种齿轮，能兼具渐开线齿轮和圆弧齿轮的优点，来满足当前社会生产对高承载、高效率、轻量化齿轮的要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种齿廓曲线为圆弧和渐开线相结合的斜齿轮，它兼具了渐开线齿轮中心距可分性，制造简单、测量方便和圆弧齿轮接触强度大、跑合性好等优点，提高了齿轮的传动性能。

本发明齿廓曲线为圆弧和渐开线相结合的斜齿轮，所述斜齿轮齿廓曲线包括从齿顶到齿根依次连接的齿顶凸圆弧线段、渐开线线段和齿根凹圆弧线段，所述齿顶凸圆弧线段和齿根凹圆弧线段均与渐开线线段相切，齿根凹圆弧线段半径大于齿顶凸圆弧线段半径。

进一步，所述斜齿轮的齿廓曲线方程为：

其中和为参数，和分别为渐开线线段两端点的参数值；和分别为凸圆弧齿廓和凹圆弧齿廓端点的参数值；和分别为齿顶凸圆弧线段和齿根凹圆弧线段的曲率半径；和为渐开线齿廓两端点的半径；和分别为渐开线齿廓两端点的展角；为渐开线旋转角度；为齿轮的基圆半径；

进一步，所述渐开线端点到节圆线的垂直距离相等；

进一步，所述斜齿轮的齿数为一个。

本发明的有益效果：本发明齿廓曲线为圆弧和渐开线相结合的斜齿轮，它具有渐开线齿轮中心距可分性，以及制造、测量方便和圆弧齿轮接触强度大、跑合性好等优点，大幅降低了齿面接触应力，使齿面承载能力大为提高，并且本发明齿轮加工只需一把滚刀，加工方便。其特殊的齿形曲线，避免了标准齿轮的根切现象，使该齿轮的最小齿数能够达到1齿，与同等条件下的其他齿轮相比，大大减小了齿轮重量和尺寸，对于实现齿轮及其传动装置的轻量化具有显著意义。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明斜齿轮的法向截面齿廓曲线示意图；

图2为本发明斜齿轮的法向截面整体示意图；

图3为本发明斜齿轮齿面的空间示意图。

具体实施方式

图1为本发明斜齿轮的法向截面齿廓曲线示意图；图2为本发明斜齿轮的法向截面整体示意图；图3为本发明斜齿轮齿面的空间示意图。

如图1所示：本实施例斜齿轮其齿廓曲线包括从齿顶到齿根依次连接的齿顶凸圆弧线段1、渐开线线段2和齿根凹圆弧线段3，所述齿顶圆弧1和齿根圆弧3均与渐开线线段2相切，齿根凹圆弧线段3半径大于齿顶凸圆弧线段1半径。本发明斜齿轮的特殊齿廓曲线，使本斜齿轮具有渐开线齿轮中心距可分性，以及制造、测量方便和圆弧齿轮接触强度大、跑合性好等优点，大幅降低了齿面接触应力，使齿面承载能力大为提高，并且本发明齿轮加工只需一把滚刀，加工方便。

本发明斜齿轮的齿廓曲线方程为：

其中和为参数，和分别为渐开线线段两端点的参数值；和分别为凸圆弧齿廓和凹圆弧齿廓端点的参数值；和分别为齿顶凸圆弧线段和齿根凹圆弧线段的曲率半径；和为渐开线齿廓两端点的半径；和分别为渐开线齿廓两端点的展角；为渐开线旋转角度；为齿轮的基圆半径。