[实用新型]圆切型齿齿轮

说明书

圆切型齿齿轮是机械传动中齿轮传动的一种新型齿轮。

现用的齿轮传动，其普遍采用的是渐开线齿轮传动：虽然渐开线齿轮传动有无可争辩的优点，但也有一定的缺点：工作齿面的当量曲率半径小，因为配对牙齿是线接触，对轴的不对中敏感性大；由其是轮齿啮合中由于滑动作用大而产生的摩擦损失及轮齿冲击和压力角大，并且轮齿容易发生根切。

发明圆切型齿齿轮的目的是为了提高齿轮的机械传动性能和使用寿命，并能有效的克服或减少上述齿轮传动中的缺点。

本实用新型齿轮是这样构思的：根据两半径相等圆线相外切而形成的圆外切线，作为齿廓的轮齿形成的齿轮，称为圆切型齿齿轮。由此利用圆切型齿，就可以设计出各种形状的〈圆柱.圆锥.直齿.斜齿或人字齿〉齿轮及齿圈和齿条。

由于圆切型齿为圆齿形，圆心点是在齿轮的分度线上而均匀分布在一定相等半径圆弧线相外切形廓，所以其几何构成并不复杂；而且齿形是以圆弧线相啮合，这样就造成了摩擦角小，接触面大，于是便加强了轮齿的耐磨性，且不易发生根切。又由于齿顶与齿根为圆弧线形，无棱角，而且退进啮合同时进行，所以从根本上基本克服了轮齿冲击。特别是圆切型齿齿轮的压力角是齿形半径为弦相对应的轮心角的一半，所以轮齿相对的越多，其压力角随之就越小。如此这样齿轮受的径向力会更小，从而对于齿数多的齿轮传动更加突出的，显示出圆切型齿齿轮优越独特的传动性能。

圆切型齿齿轮的几何形状构成关系及轮齿啮合传动情况，由以下实例及其附图给出：

图1是圆切型齿齿形图。

图2是圆切型齿齿轮各部分的尺寸名称图。

图3是圆切型齿齿轮啮合情况示意图。

图4是圆切型齿齿轮瞬时退进啮合情况示意图。

图5是圆切型齿齿轮完全啮合情况示意图。〈图3.4.5粗圆线箭头表示转向〉

其中：1－－齿顶圆直径        10－－齿间距

2－－分度圆直径        11－－周节

3－－齿根圆直径        12－－作用力

4－－齿形半径        13－－作用点〈啮合点〉

5－－齿宽        14－－齿合线

6－－齿高        15－－压力角

7－－齿顶高        16－－齿轮圆心点

8－－齿根高        17－－作用点的瞬时运动方向

9－－齿厚

结合附图1说明圆切型齿的基本几何结构。

以尺寸箭线2为分度圆直径所描画的圆弧为分度线，以点划线表示。圆心点在分度线上以齿形半径4画出分度线外侧圆弧，则为齿顶外廓线；然后再以半径4在分度圆线与齿顶圆廓线两侧相外切连线向分度圆内侧画弧线，则为齿根外廓线，这样就形成了一个完整的齿形外廓线。有了齿廓线再确定了齿宽5，就自然形成了圆切型。我们将圆切型作为轮齿就称为圆切型齿。

结合附图2说明圆切型齿齿轮各部分尺寸的构成关系。

具体地说图2是圆切型齿直齿圆柱齿轮图，从图中不难看出：上述的圆切型齿，以一定齿数将分度圆线等分，于是就确定了齿形半径4。这样尺寸的型齿等距分布在分度线上，就形成了完整的圆切型齿齿轮。在齿轮上，齿顶高7和齿根高8，都等于齿形半径4；于是齿高6就等于齿形直径，则齿顶圆直径1等于分度圆直径2加两个齿形半径4，而齿根圆直径3，则等于分度圆直径2减去两个齿形半径4。齿厚9等于齿间10的距离，则周节11是齿厚与齿间的距离之和。齿的宽度由齿宽5确定。

结合附图3说明圆切型齿齿轮啮合情况。

图3中。齿轮圆心点16为轴心，两轮齿的啮合点13，也是两轮齿的瞬时作用点，在啮合点的切线方向为作用点的瞬时运动方向17，同时齿合线14也与啮合点的切线重合。从而啮合齿的齿形圆的圆心点到啮合点13，则是力12的方向，因此力的方向与瞬时运动方向的夹角就是压力角15；而且齿形半径作为分度圆的弦所对的齿轮圆心角的一半，正好等于压力角15。因此齿轮相对的齿数越多，则齿形半径越小，所以压力角也就随之减小。

在附图4中，因为轮齿退出进入啮合的同时进行，所以瞬时作用点13同瞬时在两对齿合上，由于进出啮合的同时受瞬时力12的存在，便促使齿轮连续受力，所以从根本上消除或减少齿间冲击。而且在进出齿合时齿轮受力的压力角15不变。

附图5相当于轮齿进入齿合转六个压力角15的啮合情况，这时作用力12沿被动齿轮啮合点13的切线方向，所以此瞬时不存在压力角。