[发明专利]一种轻量型平行轴线齿轮副机构

说明书

本发明公开一种轻量型平行轴线齿轮副机构。该机构由一对轻量型平行轴线齿轮副组成，轻量型平行轴线齿轮副的主动轮线齿和从动轮线齿之间为点接触啮合传动，线齿的接触线根据空间共轭曲线啮合理论设计。本机构中，主动线齿轮和从动线齿轮的接触线的螺旋半径与齿轮副的传动比无关系，相同外径尺寸的不同线齿轮副可具有不同的传动比，可以在有限空间内实现大传动比的传动。

技术领域

本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种基于空间共轭曲线啮合的，轻量化的线齿轮机构。

背景技术

在机械、汽车、玩具等行业，变速器的应用十分广泛，变速器的主要功能是改变传动比，实现从输入轴到输出轴的不同速度和扭矩传递的功能。

齿轮变速器具有传动稳定、传动效率高、可靠性好、结构紧凑等优点，是应用最广泛的变速器之一。

在齿轮变速器中，齿轮副是齿轮变速器的核心零部件。

在齿轮副传动中，能在有限空间内获得大传动比或者在给定传动比下减少齿轮副体积，属于齿轮轻量化设计。齿轮轻量化是齿轮的重要发展方向之一。

轻量型齿轮副广泛用于各类齿轮减速器，应用于机械、汽车，玩具、电动工具等各类机电产品。

结构轻量化是齿轮轻量化设计的主要方向。

齿轮的结构轻量化主要包括两个发展方向：一方面减少齿轮尺寸和体积；另一方面将减速器设计为特定传动系如少齿差行星齿轮减速器和谐波齿轮减速器等。另外，降低齿轮模数和变位齿轮设计，可以获得尺寸小的渐开线齿轮。

线齿轮是一种运用空间曲线啮合理论代替传统空间曲面啮合理论的新型齿轮，主要运用于微小传动领域，具有尺寸小，传动比大，制造方便等优点。线齿轮目前可以运用于垂直轴、相交轴和交错轴上的传动，并且其设计方程、重合度、强度准则、微小变速器和制造领域等研究已经趋于完善，其最少齿数可以是1。

在尺度受限的微小减速器装置中，有齿轮副轻量化设计的要求。

对于传统的渐开线齿轮，单级渐开线齿轮副的传动比过大，大齿轮的尺寸大；多级齿轮减速器的变速级数越多则零件数量越多；少齿差行星齿轮减速器和谐波齿轮减速器的结构复杂，内齿轮加工难度大。

由渐开线齿轮组装成的渐开线齿轮减速器，在轻量化设计的过程中，存在一些限制。传统的渐开线齿轮减速器的齿轮数量多，单个渐开线齿轮的齿数多，小模数齿轮和内齿轮的加工难度大，限制了渐开线齿轮副的轻量化设计。

发明内容

本发明在线齿轮理论基础之上，给出一种轻量型平行轴线齿轮副的设计方案，用该方法设计的线齿轮副机构可以在有限空间内实现单级齿轮副大传动比的传动。

本发明所采用的技术方案如下。

一种轻量型平行轴线齿轮副机构，该机构由一对轻量型平行轴线齿轮副组成，轻量型平行轴线齿轮副由一个主动线齿轮和一个从动线齿轮组成，主动线齿轮和从动线齿轮均由线齿轮轮体和线齿构成。

进一步地，所述轻量型平行轴线齿轮副的线齿的接触线为点接触啮合，线齿的接触线根据空间共轭曲线啮合理论设计。

进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副的主动接触线和从动接触线为等螺距圆柱螺旋线，线齿轮副的传动比等于从动接触线的螺距值除以主动接触线的螺距值。

进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副的主动线齿轮和从动线齿轮的接触线的螺旋半径与齿轮副的传动比无关系，相同外径尺寸的不同线齿轮副具有不同的传动比。

进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副的线齿轮的外径在被给定的情况下，仍然可以对轻量型平行轴线齿轮副的传动比进行设计，可以在有限空间内实现大传动比传动。