[发明专利]大齿高系数直齿圆柱齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮，具体地讲，本发明涉及一种直齿圆柱齿轮，特别是一种齿高系数大于1的直齿圆柱齿轮。

背景技术

齿轮传动是用来传递动力和变换运动的传动机构之一，是现代装备中不可缺少的一种机械传动件，例如金属切削机床、汽车、拖拉机、飞机等机械中的传动都普遍采用齿轮传动。直齿圆柱齿轮因结构简单、制作容易，在现代装备中应用最广、数量最多。常用直齿圆柱齿轮的齿廓曲线为渐开线式，其压力角有20⁰、22.5⁰、24⁰和30⁰等几种，齿高系数为1.0或0.8。直齿圆柱齿轮因齿向方向没有螺旋角，啮合传动时不发生轴向窜动问题，很适合作为行星增速或减速机构的传动齿轮。但是，标准化齿形的直齿主齿轮齿高系数最高值为1.0，由于直齿圆柱齿轮齿高系数小，啮合传动时平稳性相对差一些，同时运动噪声也相对较大一些，这些负面问题不同程度削弱了直齿圆柱齿轮在行星增速或减速机构中的应用。斜齿圆柱齿轮也是一种应用较广的齿轮之一，该齿轮的齿高系数大于1.5，比直齿圆柱齿轮大很多，在同等精度条件下斜齿圆柱齿轮的传动平稳性和噪声都比直齿圆柱齿轮好。但是，斜齿圆柱齿轮在齿向方向有螺旋角，啮合传动时产生轴向力，齿轮有轴向窜动问题，所以斜齿圆柱齿轮不适合作行星增速或减速机构的传动齿轮。

发明内容

本发明主要针对标准化直齿圆柱齿轮不适合作行星增速或减速机构传动齿轮的问题，提出一种结构简单、制作容易、传动平衡、噪声显著降低的大齿高系数直齿圆柱齿轮，该齿轮齿廓曲线仍为渐开线，但压力角小，齿高加大，齿根处采用圆弧设计。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

大齿高系数直齿圆柱齿轮，该齿轮的齿数Z大于或等于20。模数m=1.25～10，齿廓曲线为渐开线。其改进之处在于：加高的齿廓曲线主要结构参数是分度圆上压力角α=15⁰～18⁰，齿高系数ha^’=1.8～2.0，齿顶高ha= ha^’·m，全齿高最小值Hmin=3.6·m，齿根过渡圆弧R=0.32·m～0.42·m。

上述结构中的齿根过渡圆弧R两边直接与两侧齿面相切。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、取用较大的齿高系数，增加了齿高即加大重叠系数，直接改善啮合传动的平稳性；

2、取较小的压力角，使齿廓曲线变弯，圆弧状的齿廓有利于改善啮合条件，直接减小啮合传动噪声；

3、齿根采用圆弧连接，避免产生内应力，提高齿根抗弯强度。

附图说明

图1是应用本发明制作的大齿高系数直齿圆柱齿轮实施例结构示意图。

图2是图1中局部齿形放大示意图。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。

大齿高系数直齿圆柱齿轮的齿数Z大于或等于20。模数m=1.25～10，齿廓曲线为渐开线。加高的齿廓曲线主要结构参数是分度圆上压力角α=15⁰～18⁰，齿高系数ha^’=1.8～2.0，齿顶高ha= ha^’·m，全齿高最小值Hmin=3.6·m，齿根过渡圆弧R=0.32·m～0.4·m。图1是应用本发明制作的大齿高系数直齿圆柱齿轮用于行星减速机实施例结构图，图2是图1中局部齿形放大示意图。

下面通过实施例来进一步说明。

大齿高系数直齿圆柱齿轮实施例齿形几何尺寸表

上述三项实施例均是应用在行星减速机中的行星齿轮，齿轮的压力角均小于18⁰，齿高系数大于1.8，通过变形设计达到显著提高齿轮啮合重叠系数，直接改善啮合传动时的平稳性。由于分度圆上的压力角小于18⁰，齿廓曲线呈圆弧状，在同等精度条件下可显著降低啮合传动噪声。降低分度圆上压力角的另一目的是避免因齿高加大而使齿顶变尖，齿根变窄。另外，本发明中齿根过渡圆弧R两边直接与两侧齿面相切，目的是增强齿根抗弯强度。