[发明专利]一种非垂直交错轴齿轮及其建模方法

说明书

本发明涉及一种非垂直交错轴齿轮及其建模方法，非垂直交错轴齿轮包括相互啮合的第一直锥齿轮和第二直锥齿轮，其中，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴不相交，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴既不平行也不垂直，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿向线均为直线。本发明构建的非垂直交错轴双曲面直锥齿轮三维造型为研究非垂直交错轴双曲面直锥齿轮的加工提供了实物依据，可以作为齿轮减速器的传递齿轮使用，传递任意位置关系的原动机和执行机构的转动及变速。

技术领域

本发明涉及齿轮制造技术领域，尤其涉及一种非垂直交错轴齿轮及其建模方法。

背景技术

目前使用的齿轮变速器，两齿轮轴或是平行，或是垂直。这就要求原动机和执行机构必须符合特定的位置关系。如果原动机和执行机构的转动轴不平行，不相交，也不垂直，而是一般的任意关系，目前尚无齿轮装配成齿轮传动装置传送旋转运动，实现变速或换向。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种非垂直交错轴齿轮及其建模方法。

具体方案如下：

一种非垂直交错轴齿轮，包括相互啮合的第一直锥齿轮和第二直锥齿轮，其中，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴不相交，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴既不平行也不垂直，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿向线均为直线。

一种非垂直交错轴齿轮建模方法，包括以下步骤：

S1：计算第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿向线方程；

S2：计算第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿廓线方程；

S3：根据第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿向线方程和第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿廓线方程分别通过三维软件创建第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的模型并装配。

进一步的，齿向线方程根据第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴之间的最近距离、第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿数、第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴的空间夹角和齿向线的长度进行计算。

进一步的，第一直锥齿轮的齿向线方程的计算公式为：

第二直锥齿轮的齿向线方程的计算公式为：

其中，x₁,y₁分别表示第一直锥齿轮的齿向线上点的坐标，x₂,y₂分别表示第二直锥齿轮的齿向线上点的坐标，w₁和w₂分别表示第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴，a表示第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的转动轴之间的最近距离，z₁和z₂分别表示第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿数，Σ表示w₁和w₂的空间夹角，t表示齿向线的长度。

进一步的，第一直锥齿轮的齿廓线方程为：

其中，中间变量Q_1x、Q_1y和Q_1w的计算公式为：

第二直锥齿轮的齿廓线方程为：

其中，中间变量Q_2x、Q_2y和Q_2w的计算公式为：