[发明专利]基于共轭曲线的点接触齿轮、啮合副及其加工刀具

摘要

本发明公开了一种基于共轭曲线的点接触齿轮、啮合副以及加工刀具，包括相互一点或多点接触啮合的凸齿齿轮和凹齿齿轮，凸齿齿轮的齿廓曲面上由啮合点构成的接触曲线和凹齿齿轮上由啮合点构成的接触曲线为共轭曲线，本发明的基于共轭曲线的点接触齿轮啮合副，啮合副的啮合方式为凸齿齿轮齿面与凹齿齿轮齿面同时一点或者多点接触，接触点在各齿面的接触轨迹均为光滑的空间曲线。该传动继承了共轭曲线的啮合特点，并且点接触的齿廓接触强度高、承载能力大、传动效率高、润滑油温升低、滑动率大幅降低、磨损小，同时，可根据使用需求不同，运用不同的接触曲线实现齿轮啮合时同时具有一点、两点或者多点接触，解决了现有采用齿廓曲面均为球心沿圆心曲线运动的球族管状包络面的点接触齿轮在啮合时只具有一点接触的限制。

主权项

一种基于共轭曲线的点接触齿轮，其特征在于：该齿轮的齿廓曲面上由啮合点构成的接触曲线的曲线方程为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_1=x_i\left(u\right)\\ y_1=y_i\left(u\right)\\ z_1=z_i\left(u\right)\end{array}\right.,u_{\min }\≤u\≤u_{\max }(i=\mathrm{1,3,5},...,2n+1)$式中，u为曲线的自变量参数；u_min、u_max为接触线取值范围，即齿廓啮入点处对应的曲线参数到啮出点处对应的曲线参数；下标i对应不同的接触曲线；所述接触曲线沿齿廓曲面公法线方向的等距曲线的方程为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_{1\mathrm{\ρ}}=x_1+{\mathrm{\ρ}}_i\·n_{\mathrm{xi}}\\ y_{1\mathrm{\ρ}}=y_1+{\mathrm{\ρ}}_i\·n_{\mathrm{yi}}\\ z_{1\mathrm{\ρ}}=z_1+{\mathrm{\ρ}}_i\·n_{\mathrm{zi}}\end{array}\right.$式中，ρ_i为接触曲线与等距曲线之间的距离；n_xi、n_yi、n_zi为啮合点处公法线的单位矢量在齿轮坐标系下沿坐标轴线方向的分解法向量；所述齿轮的齿廓曲线在接触曲线法面坐标系下的方程为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_{n1}=x_{n1}\left(v_1\right)\\ y_{n1}=y_{n1}\left(v_1\right)\\ z_{n1}=z_{n1}\left(v_1\right)\end{array}\right.$式中，v₁为曲线的自变量参数。