[实用新型]等基圆曲线齿圆锥齿轮

说明书

本实用新型属于一种圆锥齿轮，尤其涉及曲线齿锥齿轮。

圆锥齿轮分为直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮和曲线齿锥齿轮。在同等条件下曲线齿锥齿轮比直齿和斜齿的圆锥齿轮强度高、传动平稳，而且更容易安装与调整，因而在设计齿轮传动中采用曲线齿锥齿轮是比较理想的。目前已有的曲线齿锥齿轮依产形轮冠轮上齿线形状分为两类：一种是弧齿锥齿轮，即由美国的格里森公司产的格里森齿制锥齿轮（Gleason spiral bevel gear）；另一种是长幅外摆线齿锥齿轮，即由德国的克林根贝尔格（Klinge lnberg）公司产的奥里康齿制锥齿轮（Oerlikon spiral bevel gear）。上述两种齿制的锥齿轮均采用范成法加工齿廓，而且都采用相应的格里森机床或克林根贝尔格机床专门加工。虽然上述两家公司生产的专用机床所能加工的锥齿轮，其最大直径为d_max＝2500mm，最大模数为m_max＝30～35，精度可达5～6级，但是由于这两种机床不但结构复杂、价格昂贵，而且设计计算、机床调整都很复杂，致使齿轮的制造成本相应地昂贵起来。因此，对曲线齿锥齿轮而言，欲降低其制造成本，需在齿轮的加工方法及专用设备上进一步简化，而且所采用的技术手段还须满足加工某一曲线齿锥齿轮的目的，因而设计何种曲线齿锥齿轮是解决这一问题的关键所在。

基于上述情况，本实用新型的发明目的在于提供一种造价低、易加工的具有强度高、传动平稳、易安装与调整的新型曲线齿圆锥齿轮。

为了达到上述目的本实用新型所提供的等基圆曲线齿圆锥齿轮，其特点在于该锥齿轮的节锥展开面上齿线为由以下方程决定：

式中，“＋”为用于右旋齿线，“－”为用于左旋齿线。

下面结合附图对本实用新型予以进一步的描述：

本实用新型按照图1所提供的等基圆曲线齿圆锥齿轮，由于曲线齿圆锥齿轮沿齿线的法向截形可近似为当量直齿圆柱齿轮的齿形，令当量齿轮的基圆半径r_vt为常数，即：

r_vt＝ (Z·m大cosαn)/(2 cosδ cos2β) ＝ (Z·m_大cosα_n)/(2 cosδ cos²β_e) ＝常数 （2）

式中，Z——锥齿轮齿数；

δ——节锥角，见图2；

α_m——法向压力角；

m_大——齿线任意点的端面模数mm；

m_大e——锥齿轮大端端面模数mm；

β——齿线上任意点处的螺旋角，见图2；

β_e——大端螺旋角。

参见附图2将上式简化后得

cos²β＝ (m_大)/(m_大e) cos²β＝ (R)/(Re) cos²β_e＝ψ_Rcos²β_e（3）

式中，Re——外锥距mm；

R——齿线任意点的锥距mm；

ψ_R＝ (R)/(Re) ——锥距系数。

设K＝cos²βe，由（3）式可得

根据图2所示的锥齿轮分度圆及分度锥的展开图，并按照图3示出的极坐标的微分关系：

R·dθ＝±tgβdR

由式（3）及（4）得

R＝Re·K^－1cosβ

则 dR＝－2ReK^－1cosβSinβdβ

dθ＝ (±2R_eK^-1cosβSinβtgβ)/(R) ·dβ

＝±2tg²βdβ

积分后得：

上式中，取“＋”用于右旋齿线；取“－”用于左旋齿线。由（5）式中可知，反映本实用新型提供的锥齿轮曲线齿特性的齿线即为式（1）所述的方程。