[发明专利]基于共轭曲线的多点接触圆锥齿轮啮合副

摘要

本发明公开了一种基于共轭曲线的多点接触圆锥齿轮啮合副，包括相互多点接触啮合的凸齿齿轮和凹齿齿轮，所述凸齿齿轮和凹齿齿轮的啮合曲面为管状曲面，凸齿齿轮的齿廓曲面上由啮合点构成的圆柱螺旋线和凹齿齿轮上由啮合点构成的圆柱螺旋线为共轭曲线，本发明的基于共轭曲线的多点接触圆锥齿轮啮合副，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。

主权项

1.一种基于共轭曲线的多点接触圆锥齿轮啮合副，其特征在于：包括相互点啮合的凸齿齿轮和凹齿齿轮且啮合点为4个，所述凸齿齿轮和凹齿齿轮的啮合曲面为管状曲面；所述凸齿齿轮和凹齿齿轮的4个啮合点分别为啮合点P1、啮合点P2、啮合点P3和啮合点P4；所述凸齿齿轮或凹齿齿轮的齿廓曲面上由啮合点构成的三条圆柱螺旋线分别为圆柱螺旋线l1、圆柱螺旋线l2和圆柱螺旋线l3；所述啮合点P1分布于圆柱螺旋线l1上，啮合点P2以及啮合点P3分布于圆柱螺旋线l2上，啮合点P4分布于圆柱螺旋线l3上；所述圆柱螺旋线l2为二次抛物曲线，圆柱螺旋线l1和圆柱螺旋线l3均为圆弧曲线并沿齿宽方向分列于圆柱螺旋线l2两侧；所述凸齿齿轮的齿廓曲面包括曲面Σ1；所述凹齿齿轮的齿廓曲面包括相互平滑过渡的曲面Σ'1、曲面Σ'2和曲面Σ'3；所述曲面Σ1的方程为：式中，其中r_c表示圆柱螺旋线所在的圆柱半径，θ_c表示圆柱螺旋线的曲线参数，p_c表示螺旋参数；h_1c表示啮合管齿面半径，n_x1c、n_y1c和n_z1c分别表示曲面Σ₁所在的啮合管齿面过接触点处的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数和α_c分别表示一般球面参数；所述曲面Σ'1的方程为：所述曲面Σ'2的方程为：所述曲面Σ'3的方程为：式中，t为自变量参数；A为抛物线参数，且为A＝ρcosα；φ1为齿轮旋转角度，r1为齿轮节圆柱半径，β为轮齿螺旋角；ρ表示曲面Σ'1部分的圆弧齿廓半径，ρ′表示曲面Σ'3部分的圆弧齿廓半径；α表示曲面Σ'1部分的齿形角，α′表示曲面Σ'3部分的齿形角，α和α′决定了接触点在圆弧中的位置，αn表示曲面Σ'1部分接触点处的法向压力角；X、L分别表示圆弧中心距离坐标系y轴和x轴的距离；齿廓圆心位于齿轮节圆柱之外X为正，齿廓圆心位于齿轮节圆柱之内X为负；齿廓圆心位于齿形对称轴线的异侧L为正，同侧L为负；X′、L′分别表示圆弧中心距离坐标系y轴和x轴的距离；齿廓圆心位于齿轮节圆柱之外X′为正，齿廓圆心位于齿轮节圆柱之内X′为负；齿廓圆心位于齿形对称轴线的异侧L′为正，同侧L′为负。