[实用新型]复合轮齿机构

说明书

本实用新型涉及一种复合轮齿机构，该机构中的每个齿轮上均布有两种不同齿高及齿厚的小齿、大齿和(或)大齿槽，大小轮齿除共同具有传动和啮闭作用外，大齿还具有相当泵体的活塞、转予或叶片的作用，其小齿也被称为传动齿，大齿也被称为工作齿，这种既能传递高速可靠的转动，又能当作流体泵转子的特殊齿轮机构，称之为复合轮齿机构。该机构可以用来制造新型的流体泵、流体马达和转子发动机等。

1973年6月18日公开的专利号为DT2330992号的德国专利中，曾公开了一种转子。但它仅仅是一种传动原理的设想，没有公布工作齿的齿廓曲线，也未提及能否保证转子工作时各瞬时传动比相等。

1991年3月7日公开的专利号为W091/02888的PCT专利中，公开了一种旋转式内燃机，其转子中不具有相互啮合转动的小齿，也没有公布工作齿的齿廓曲线，工作齿的啮闭是依靠滑片实现的，而不是通过共轭曲线的方式实现。

公开号为CN1100774A的中国专利申请公开了一种“啮闭式转子”。这种啮闭式转子涉及一对啮合旋转的渐开线齿轮，一个渐开线齿轮上组合有大于齿顶圆直径的工作齿，并与另一个渐开线齿轮上连为一体的啮闭齿槽相对应，它们且和渐开线齿轮同样具有等圆周啮合旋转的特性。该专利中，“等圆周啮合旋转特性”概念比较模糊，没有明确提及这对转子在整个啮合旋转过程中是否各瞬时的传动比不变。该专利公布的工作齿和啮闭齿槽齿廓曲线的函数方程，它是一个特殊曲线，不能利用现有的齿轮加工手段进行制造，给加工与检测等带来困难，效率低，成本高。

本实用新型的目的是设计一种复合轮齿机构，该机构利用最常用的渐开线和摆线齿廓曲线，通过对齿轮的小齿、大齿和(或)大齿槽的特殊设计与组合，达到各瞬时传动比相等，从而既能传递高效可靠的转动，又能实现流体泵、流体马达、转子发动机对流体的抽吸、输送、压排功能。

本实用新型是这样实现的：

一种复合轮齿机构，至少是由一对满足定传动比、相互啮合的齿轮所构成，且每个齿轮上均布有小齿、大齿和(或)大齿槽，在转动时，两齿轮之间的小齿相互啮合，一个齿轮上的大齿与另一个齿轮上对应的大齿槽啮合，并保证啮合旋转过程中各瞬时传动比始终相等，其特征在于：

a、所述齿轮的小齿、大齿和大齿槽的齿廓曲线都是渐开线，且同一齿轮上的小齿、大齿和大齿槽的齿廓渐开线都生成于同一基圆；

b、或者所述齿轮的小齿、大齿和大齿槽的齿廓曲线都是摆线，且同一齿轮上的小齿、大齿和大齿槽的齿廓(内、外)摆线都生成于同一基圆；

c、或者所述齿轮的小齿的齿廓曲线是渐开线，大齿和大齿槽的齿廓曲线一段是摆线，另一段是渐开线，且满足这对齿轮上的小齿、大齿和大齿槽分别啮合时的节点重合而且位置不变；

d、或者所述齿轮的小齿的齿廓曲线是摆线，大齿和大齿槽的齿廓曲线一段是渐开线，另一段是摆线，且满足这对齿轮上的小齿、大齿和大齿槽分别啮合时的节点重合而且位置不变；

e、且在同一齿轮中：

(1)Z₁×M₁＝Z₂×M₂

(2)n×(360°/Z₁)＝360°/Z₂

式中：Z₁-----小齿设计计算齿数

      M₁-----小齿设计计算模数

      Z₂-----大齿设计计算齿数

      M₂-----大齿设计计算模数

      n-----设定常数

进一步的方案是，特征c、d中的大齿和大齿槽的两段齿廓曲线，可以从小齿的齿顶圆或分度圆或齿根圆处接合过渡，且过渡点至小齿齿根圆之间的一段曲线与小齿的齿廓曲线一致。

更进一步的方案是，所述复合轮齿机构可以是两个齿轮组成的传动机构，也可以是三个或三个以上齿轮组成的轮系，但在同一传动机构或轮系中的所有齿轮都只能是特征a、b、c、d中的一种。

根据不同的工作条件，复合轮齿机构按大齿齿廓的形状可分为：

1、全凸(全凹)型——一个齿轮上只有小齿和大齿，没有大齿槽；而另一个齿轮上只有小齿和大齿槽，没有大齿。

2、凸凹型——每个齿轮上都有小齿、大齿和大齿槽。