專利名稱：一種單切雙圓弧齒輪的制作方法
一種單切雙圓弧齒輪技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于傳遞運(yùn)動和動力的機(jī)械元件，具體是一種齒輪，更為具體的說，是一種單切雙圓弧齒輪。
背景技術(shù)：
雙圓弧齒輪的基本齒廓目前在生產(chǎn)中所采用的類型主要有兩種，其中一種是，每個輪齒的同一側(cè)面上存在一條弧形的凸面跡線和一條弧形的凹面跡線，凸面跡線的一端與齒頂跡線接觸，凹面跡線的一端與弧形的過渡跡線接觸，過渡跡線與齒根跡線組合形成齒根部分，而凸面跡線和凹面跡線的接觸是用公切線段連接的；另一種是，每個輪齒的同一側(cè)面上存在一條弧形的凸面跡線和一條弧形的凹面跡線，凸面跡線的一端與齒頂跡線接觸， 凹面跡線的一端與弧形的過渡跡線接觸，過渡跡線與齒根跡線組合形成齒根部分，而凸面跡線和凹面跡線的接觸是進(jìn)行切向變位的，用弧線連接凸面跡線和凹面跡線，凸面跡線和凹面跡線之間的過渡部分呈臺階形。無論上述的哪種齒廓類型，均形成凹凸搭配，具有接觸強(qiáng)度高、承載能力大、嚙合平穩(wěn)、運(yùn)行可靠、沖擊噪音小、對中心距誤差敏感性小和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，其傳動性能也是漸開線齒輪所無法比擬的。但是，雙圓弧齒輪的這些特點(diǎn)是由雙圓弧齒輪每個輪齒的結(jié)構(gòu)所決定的，而每個輪齒的結(jié)構(gòu)又由齒廓參數(shù)所決定，由于雙圓弧齒輪齒廓的參數(shù)非常復(fù)雜，這直接增加了設(shè)計(jì)和加工制造難度；并且，雙圓弧齒輪的根切最少齒數(shù)大多為17齒，這無法滿足不同工況對齒輪不同齒數(shù)的要求。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對上述現(xiàn)有雙圓弧齒輪的不足，在具備上述雙圓弧齒輪優(yōu)點(diǎn)的前提下，提供一種每個輪齒的齒廓參數(shù)設(shè)計(jì)簡單、便于加工制造的單切雙圓弧齒輪。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種單切雙圓弧齒輪，所述齒輪具有多個輪齒，每個輪齒的同一側(cè)面上存在一條弧形的凸面跡線和一條弧形的凹面跡線，凸面跡線的一端與齒頂跡線接觸，凹面跡線的一端與弧形的過渡跡線接觸，過渡跡線與齒根跡線組合形成齒根部分，所述凸面跡線和凹面跡線在過節(jié)線處相外切接觸，形成切點(diǎn)，過切點(diǎn)的水平線與凸面跡線和凹面跡線的圓心連接線之間的夾角等于0 30° ；所述凹面跡線與過渡跡線的接觸點(diǎn)始終在齒根跡線與齒頂間隙線之間。
所述凸面跡線的半徑和凹面跡線的半徑相等。
所述凸面跡線和凹面跡線的半徑分別為0. 8 5倍模數(shù)。
所述過渡跡線的半徑為0. 2 0. 5倍模數(shù)。
所述輪齒的齒頂高為0. 35 1倍模數(shù)；所述輪齒的齒根間隙為0. 1 0. 3倍模數(shù)；所述輪齒的齒根高包含齒根間隙，齒根高等于齒根間隙值和齒頂高值的總和。
本發(fā)明的有益效果是1.弧形的凸面跡線和弧形的凹面跡線在過節(jié)線處相外切接觸，直接形成平滑過渡的凹凸搭配，在具有接觸強(qiáng)度高、承載能力大、嚙合平穩(wěn)、運(yùn)行可靠、沖擊噪音小、對中心距誤差敏感性小和使用壽命長等特點(diǎn)的同時，又具有輪齒結(jié)構(gòu)簡單、齒根強(qiáng)度高、齒輪嚙合面積大、齒面接觸應(yīng)力小、便于加工制造和加工精度高等特點(diǎn)；2.上述結(jié)構(gòu)的齒輪對加工設(shè)備要求低，無需特殊加工設(shè)備，它所采用的加工設(shè)備同漸開線齒輪的加工設(shè)備完全相同，不同之處僅在于刀具(需選擇與齒輪的齒廓相匹配的刀3.齒頂間隙的預(yù)留可根據(jù)需要而定，更利于儲存潤滑油，易于形成保護(hù)油膜，也可以用此方法在齒輪不采用變位的情況下調(diào)整齒根圓的直徑大小；4.通過綜合設(shè)計(jì)可使最少啟動齒數(shù)達(dá)到6齒，而不發(fā)生根切，可根據(jù)不同工況設(shè)計(jì)出不同性能要求的齒輪，滿足不同工況的應(yīng)用要求。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
圖1是本發(fā)明的一種齒條結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明齒輪齒廓的成型原理示意圖。
圖3是本發(fā)明的一種使用狀態(tài)示意圖。
圖4是本發(fā)明的另一種使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1參見圖1 一種單切雙圓弧齒輪，該齒輪4具有多個輪齒5，每個輪齒5均具有兩個側(cè)面、一齒頂部分和一齒根部分。其中，齒頂部分由齒頂跡線1形成，該齒頂跡線1為一段直線；齒根部分由弧形的過渡跡線8和齒根跡線2組合形成，過渡跡線8的半徑為0. 5m(m代表模數(shù)，下同)，取m=2毫米(下同)，則過渡跡線8的半徑為1毫米，齒根跡線2為一段直線； 而在同一側(cè)面上又存在一條弧形的凸面跡線6和一條弧形的凹面跡線7，凸面跡線6的半徑和凹面跡線7的半徑相等，凸面跡線6和凹面跡線7的半徑分別為lm，則凸面跡線6和凹面跡線7的半徑分別為2毫米。凸面跡線6的一端與齒頂部分的齒頂跡線1接觸，凹面跡線7的一端與齒根部分的過渡跡線8接觸，凹面跡線7與過渡跡線8的接觸點(diǎn)在齒根跡線2與齒頂間隙線3之間，凸面跡線6和凹面跡線7在過節(jié)線處相外切接觸，形成切點(diǎn)P，過切點(diǎn)P的水平線9與凸面跡線6和凹面跡線7的圓心連接線(即O1O2線)之間的夾角α等于25°。齒頂高h(yuǎn)a的系數(shù)取0. 4，齒根間隙he的系數(shù)取0. 1，以此形成輪齒5的齒頂高h(yuǎn)a (ha=0. 4m)為0. 8毫米，齒根高h(yuǎn)f (hf=0. 5m，hf=hb+hc,且hb=ha)為1毫米，輪齒5的全齒高h(yuǎn) (h=ha+hf)為1. 8毫米。
實(shí)施例2參見圖1 一種單切雙圓弧齒輪，該齒輪4具有多個輪齒5，每個輪齒5均具有兩個側(cè)面、一齒頂部分和一齒根部分。其中，齒頂部分由齒頂跡線1形成，該齒頂跡線1為一段直線；齒根部分由弧形的過渡跡線8和齒根跡線2組合形成，過渡跡線8的半徑為0. 4m,取m=2 毫米(下同)，則過渡跡線8的半徑為0. 8毫米，齒根跡線2為一段直線；而在同一側(cè)面上又存在一條弧形的凸面跡線6和一條弧形的凹面跡線7，凸面跡線6的半徑和凹面跡線7的半徑相等，凸面跡線6和凹面跡線7的半徑分別為2m，則凸面跡線6和凹面跡線7的半徑分別為4毫米。凸面跡線6的一端與齒頂部分的齒頂跡線1接觸，凹面跡線7的一端與齒根部分的過渡跡線8接觸，凹面跡線7與過渡跡線8的接觸點(diǎn)在齒根跡線2與齒頂間隙線3之間，凸面跡線6和凹面跡線7在過節(jié)線處相外切接觸，形成切點(diǎn)P，過切點(diǎn)P的水平線9與凸面跡線6和凹面跡線7的圓心連接線(即O1O2線)之間的夾角α等于20°。齒頂高h(yuǎn)a的系數(shù)取0. 6，齒根間隙he的系數(shù)取0. 15，以此形成輪齒5的齒頂高h(yuǎn)a (ha=0. 6m)為1. 2毫米，齒根高 hf (hf=0. 75m，hf=hWhc，且 tib=ha)為 1.5 毫米，輪齒 5 的全齒高 h (h=ha+hf) 為2. 7毫米。
實(shí)施例3參見圖1 一種單切雙圓弧齒輪，該齒輪4具有多個輪齒5，每個輪齒5均具有兩個側(cè)面、一齒頂部分和一齒根部分。其中，齒頂部分由齒頂跡線1形成，該齒頂跡線1為一段直線；齒根部分由弧形的過渡跡線8和齒根跡線2組合形成，過渡跡線8的半徑為0. 3m,取m=2 毫米(下同)，則過渡跡線8的半徑為0. 6毫米，齒根跡線2為一段直線；而在同一側(cè)面上又存在一條弧形的凸面跡線6和一條弧形的凹面跡線7，凸面跡線6的半徑和凹面跡線7的半徑相等，凸面跡線6和凹面跡線7的半徑分別為3m，則凸面跡線6和凹面跡線7的半徑分別為6毫米。凸面跡線6的一端與齒頂部分的齒頂跡線1接觸，凹面跡線7的一端與齒根部分的過渡跡線8接觸，凹面跡線7與過渡跡線8的接觸點(diǎn)在齒根跡線2與齒頂間隙線 3之間，凸面跡線6和凹面跡線7在過節(jié)線處相外切接觸，形成切點(diǎn)P，過切點(diǎn)P的水平線9 與凸面跡線6和凹面跡線7的圓心連接線(即O1O2線)之間的夾角α等于15°。齒頂高h(yuǎn)a 的系數(shù)取0. 8，齒根間隙he的系數(shù)取0. 2，以此形成輪齒5的齒頂高h(yuǎn)a (ha=0. 8m)為1. 6 毫米，齒根高h(yuǎn)f Chf=Im，hf=hWhc，且tib=ha)為2毫米，輪齒5的全齒高h(yuǎn) (h=ha+hf ) %3.6毫米。
實(shí)施例4參見圖1 一種單切雙圓弧齒輪，該齒輪4具有多個輪齒5，每個輪齒5均具有兩個側(cè)面、一齒頂部分和一齒根部分。其中，齒頂部分由齒頂跡線1形成，該齒頂跡線1為一段直線；齒根部分由弧形的過渡跡線8和齒根跡線2組合形成，過渡跡線8的半徑為0. 2m,取m=2 毫米(下同)，則過渡跡線8的半徑為0. 4毫米，齒根跡線2為一段直線；而在同一側(cè)面上又存在一條弧形的凸面跡線6和一條弧形的凹面跡線7，凸面跡線6的半徑和凹面跡線7的半徑相等，凸面跡線6和凹面跡線7的半徑分別為細(xì)，則凸面跡線6和凹面跡線7的半徑分別為8毫米。凸面跡線6的一端與齒頂部分的齒頂跡線1接觸，凹面跡線7的一端與齒根部分的過渡跡線8接觸，凹面跡線7與過渡跡線8的接觸點(diǎn)在齒根跡線2與齒頂間隙線 3之間，凸面跡線6和凹面跡線7在過節(jié)線處相外切接觸，形成切點(diǎn)P，過切點(diǎn)P的水平線9 與凸面跡線6和凹面跡線7的圓心連接線(即O1O2線)之間的夾角α等于9°。齒頂高h(yuǎn)a 的系數(shù)取1，齒根間隙he的系數(shù)取0. 25，以此形成輪齒5的齒頂高h(yuǎn)a (ha=lm)為2毫米， 齒根高 hf (hf=l. 25m，hf=hWhc，且 tib=ha)為 2. 5 毫米，輪齒 5 的全齒高 h (h=ha+hf) %4.5毫米。
參見圖2 齒輪4的輪齒5齒廓成型原理是以凸面跡線6、凹面跡線7、過渡跡線8、 齒根跡線2為基線、以齒根圓為基圓漸開而形成的齒根圓到齒頂圓的包絡(luò)線段。
參見圖3和圖4 通常情況下，齒輪的最少啟動齒數(shù)需要至少達(dá)到9齒，而本發(fā)明通過綜合設(shè)計(jì)可使最少啟動齒數(shù)達(dá)到6齒，不發(fā)生根切。如圖3所示，未變位齒輪9齒和20齒嚙合，理論吻合誤差為0，齒輪側(cè)隙由加工精度確定；如圖4所示，經(jīng)正變位齒輪6齒和未變位齒輪20齒嚙合，理論吻合誤差為0，齒輪側(cè)隙由加工精度確定。
權(quán)利要求
1.一種單切雙圓弧齒輪，所述齒輪(4)具有多個輪齒(5)，每個輪齒(5)的同一側(cè)面上存在一條弧形的凸面跡線(6)和一條弧形的凹面跡線(7)，凸面跡線(6)的一端與齒頂跡線 (1)接觸，凹面跡線(7)的一端與弧形的過渡跡線(8)接觸，過渡跡線(8)與齒根跡線(2)組合形成齒根部分，其特征在于所述凸面跡線(6)和凹面跡線(7)在過節(jié)線處相外切接觸， 形成切點(diǎn)(P)，過切點(diǎn)(P)的水平線(9)與凸面跡線(6)和凹面跡線(7)的圓心連接線(O1O2) 之間的夾角(α )等于0 30° ；所述凹面跡線(7)與過渡跡線(8)的接觸點(diǎn)始終在齒根跡線(2)與齒頂間隙線(3)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述單切雙圓弧齒輪，其特征在于所述凸面跡線(6)的半徑和凹面跡線(7)的半徑相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述單切雙圓弧齒輪，其特征在于所述凸面跡線(6)和凹面跡線(7)的半徑分別為0. 8 5倍模數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述單切雙圓弧齒輪，其特征在于所述過渡跡線(8)的半徑為 0. 2 0. 5倍模數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述單切雙圓弧齒輪，其特征在于所述輪齒(5)的齒頂高(ha)為 0. 35 1倍模數(shù)；所述輪齒(5)的齒根間隙(he)為0. 1 0. 3倍模數(shù)；所述輪齒(5)的齒根高(hf)包含齒根間隙(hc)，齒根高(hf)等于齒根間隙值和齒頂高值的總和。
全文摘要
一種單切雙圓弧齒輪，所述齒輪具有多個輪齒，每個輪齒的同一側(cè)面上存在一條弧形的凸面跡線和一條弧形的凹面跡線，凸面跡線的一端與齒頂跡線接觸，凹面跡線的一端與弧形的過渡跡線接觸，過渡跡線與一段直線組合形成齒根部分，所述凸面跡線和凹面跡線在過節(jié)線處相外切接觸，形成切點(diǎn)，過切點(diǎn)的水平線與凸面跡線和凹面跡線的圓心連接線之間的夾角等于0～30°；凹面跡線與過渡跡線的接觸點(diǎn)始終在齒根跡線與齒頂間隙線之間。它在具有接觸強(qiáng)度高、承載能力大、嚙合平穩(wěn)、運(yùn)行可靠、沖擊噪音小、對中心距誤差敏感性小和使用壽命長等特點(diǎn)的同時，又具有輪齒結(jié)構(gòu)簡單、齒根強(qiáng)度高、齒輪嚙合面積大、齒面接觸應(yīng)力小、便于加工制造和加工精度高等特點(diǎn)。
文檔編號F16H55/08GK102494104SQ20111039919
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者許奉成 申請人:許奉成