[发明专利]基于共轭曲线的多点接触圆柱齿轮啮合副

摘要

本发明公开了一种基于共轭曲线的多点接触圆柱齿轮啮合副，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多点接触圆柱齿轮啮合副，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

一种基于共轭曲线的多点接触圆柱齿轮啮合副，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多个，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啮合点为3个且啮合点分布于其齿廓的不同截面上；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接触曲线分别为接触曲线l1、接触曲线l2和接触曲线l3；所述接触曲线l1的曲线方程为：其中r为圆柱螺旋线l1半径，θ1为圆柱螺旋线l1的曲线参数，其取值范围为θ1i≤θ1≤θ1o，p为圆柱螺旋线的螺旋参数；所述接触曲线l2的曲线方程为：其中r为圆柱螺旋线l1半径，θ1为圆柱螺旋线l1的曲线参数，其取值范围为θ1i≤θ1≤θ1o，p为圆柱螺旋线的螺旋参数；Δθ1表示曲线l2相对曲线l1绕中心轴线旋转角度；θ1i和θ1o分别表示圆柱螺旋线l1在参与啮合过程中啮入端和啮出端的取值；所述接触曲线l3的曲线方程为：其中r为圆柱螺旋线l1半径，θ1为圆柱螺旋线l1的曲线参数，其取值范围为θ1i≤θ1≤θ1o，p为圆柱螺旋线的螺旋参数；所述凸齿齿轮的齿廓曲面包括曲面∑1、曲面∑2和曲面∑3；所述凹齿齿轮的齿廓曲面包括曲面∑'1、曲面∑'2和曲面∑'3；所述曲面∑1方程为：式中其中h1为所述齿廓曲面的半径，nx1、ny1和nz1分别表示该段齿廓曲面过接触点处的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数和α1分别表示一般球面L1参数；所述曲面∑2方程为：式中其中h2为所述齿廓曲面的半径，nx2、ny2和nz2分别表示该段齿廓曲面过接触点处的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数和α2分别表示一般球面L2参数；θ1为圆柱螺旋线l1对应的曲线参数；Δθ1表示曲线l2相对曲线l1绕中心轴线旋转角度；所述曲面∑3方程为：式中其中h3为所述齿廓曲面的半径，nx3、ny3和nz3分别表示该段齿廓曲面过接触点处的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数和α3分别表示一般球面L3参数；θ2为圆柱螺旋线l2对应的曲线参数；Δθ2表示曲线l3相对曲线l1绕中心轴线旋转角度；所述曲面∑'1方程为：式中其中h1为所述齿廓曲面的半径，nx1、ny1和nz1分别表示该段齿廓曲面过接触点处的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数和α1分别表示一般球面L1参数；所述曲面∑'2方程为：式中其中h2为所述齿廓曲面的半径，nx2、ny2和nz2分别表示该段齿廓曲面过接触点处的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数和α2分别表示一般球面L2参数；所述曲面∑'3方程为：式中其中h3为所述齿廓曲面的半径，nx3、ny3和nz3分别表示该段齿廓曲面过接触点处的法矢量在各坐标轴方向上的分量，参数和α3分别表示一般球面L3参数；θ3为圆柱螺旋线l3对应的曲线参数。