[发明专利]一种新型直齿圆锥齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种传动零件，具体讲就是一种新型直齿圆锥齿轮。

背景技术

直齿圆锥齿轮是机械领域用于传递平行轴运动和动力最基础的零件之一，广泛应用于矿山、冶金、建筑和运输等各种机械设备。目前，普通直齿圆锥齿轮通常在直齿锥齿轮刨齿机上，用两把固装在刀架上的标准刨齿刀按“铲形齿轮”原理专用刀具刨齿刀来加工直齿圆锥齿轮。刨齿刀的齿形为斜直线，其齿形角通常为20°，用这种方法加工的直齿锥齿轮瞬时传动比会受各种加工和安装误差的影响发生变化，不能保持常数，传动不稳定。另外，当齿轮的齿数较少时会出现根切，齿轮的接触和弯曲强度均不高，齿顶和齿根齿面滑动系数急剧增大，齿面摩擦磨损严重，造成这种齿轮容易受到加工误差影响的原因是在传统上决定轮齿齿廓几何形状的是法线与横截面节圆节点处的切线之间的夹角，它的方向角函数对于球面渐开线锥齿轮他的方向角函数是对于普通锥齿轮他的方向角函数是其中α为方向角，δ_b为基圆锥角，δ为节圆锥角，ψ₀为刀具的齿形角，显然，球面渐开线锥齿轮和普通锥齿轮的方向角函数都是反余弦函数，且是两个不同的反余弦函数，由于是反余弦函数决定了轮齿齿廓几何形状，在加工过程中容易受加工误差和安装误差的影响，从而不能保持常数，传动不稳定，且容易出现根切，齿轮的接触和弯曲强度均不高齿顶和齿根齿面滑动系数急剧增大，齿面摩擦磨损严重。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是设计一种新型直齿圆锥齿轮，结构更紧凑，齿面曲面各点处的曲率均较小，齿轮齿面接触强度高，齿面滑动系数小，齿面摩擦、磨损轻，齿轮不易磨损，传动效率高。

技术方案

一种新型直齿圆锥齿轮，它包括轮毂、轮齿，其特征在于：所述轮齿的齿形由两种不同的齿廓复合而成，为一种复合齿形。

所述两种不同的齿廓形状，是由齿顶齿面的法线与横截面节圆节点处的切线之间夹角的方向角函数和齿根齿面的法线与横截面节圆节点处的切线之间夹角的方向角函数决定。

所述齿顶齿面的法线与横截面节圆节点处的切线之间夹角的方向角函数为线性增函数齿根齿面的法线与横截面节圆节点处的切线之间夹角的方向角函数为线性减函数

-齿面法线的角位置，

a₀-为正常数，

a₁-为正常数。

有益效果

方向角越小，齿轮传动时的圆周力越大，传动效率就越高，反之，方向角越大，齿轮传动时的圆周力越小，传动效率就越低。本发明提供的一种新型直齿圆锥齿轮，结构更紧凑，齿面曲面各点处的曲率均较小，齿轮齿面接触强度高，齿面滑动系数小，齿面摩擦、磨损轻，齿轮不易磨损，传动效率也较高。

附图说明

附图1为本发明和现有技术中齿形对比图。

附图2为本发明新型直齿圆锥齿轮结构示意图。

具体实施例

下面结合附图和具体实施例，进一步阐述本发明。

如附图1中所示，目前，按照常规方法制作的齿轮，对于球面渐开线锥齿轮，它的方向角函数是得到图形中1所示曲线，对于普通锥齿轮，它的方向角函数是其中α为方向角，δ_b为基圆锥角，δ为节圆锥角，ψ₀为刀具的齿形角，得到图形中2所示曲线。如曲线3所示，本发明提供的新型直齿圆锥齿轮轮齿的齿形由两种不同的齿廓复合而成，为一种复合齿形，其中，所述两种不同的齿廓形状，是由齿顶齿面的法线与横截面节圆节点处的切线之间夹角的方向角函数和齿根齿面的法线与横截面节圆节点处的切线之间夹角的方向角函数决定，所述齿顶齿面的法线与横截面节圆节点处的切线之间夹角的方向角函数为线性增函数齿根齿面的法线与横截面节圆节点处的切线之间夹角的方向角函数为线性减函数

-齿面法线的角位置，

a₀-为正常数，

a₁-为正常数。

取a₀＝0.314，a₁＝0.18，齿数z＝18，模数m＝2.5得到如附图2所示新型直齿圆锥齿轮。

本发明提供的新型直齿圆锥齿轮轮齿从几何形状上看，相同条件下，新齿形比球面渐开线直齿圆锥齿轮和普通直齿圆锥齿轮的齿顶更厚，但是齿根略有减薄，整个齿轮结构更紧凑，齿面曲面各点处的曲率均较小，齿轮齿面接触强度高，齿面滑动系数小，齿面摩擦、磨损轻，齿轮不易磨损，传动效率也较高。