直齿外/内啮合、斜齿外/内啮合精密锥齿轮传动机构制造技术

本发明专利技术公开了直齿外/内啮合、斜齿外/内啮合精密锥齿轮传动机构，所述精密锥齿轮传动机构包括外壳，锥齿轮，键，轴，轴承，圆锥滚柱，滚针，滚轮，销轴，螺栓，固定挡板，定位挡板，定位销；锥齿轮周向均布Zc个齿，Zc≥3；滚轮周向均匀分布Zg个孔，Zg≥3。本发明专利技术的四种实现方式为：1、直齿外啮合精密锥齿轮传动机构；2、直齿内啮合精密锥齿轮传动机构；3、斜齿外啮合精密锥齿轮传动机构；4、斜齿内啮合精密锥齿轮传动机构。本发明专利技术专利的有益效果是：精密锥齿轮传动机构能够实现无背隙传动，传动精度高；传动比为定值；齿面为纯滚动，传动效率高；结构简单，锥齿面不存在相对滑动，磨损小，寿命长，参与啮合的齿数多，传动平稳；加工制造简单。

External / internal meshing, external / internal meshing precision bevel gear transmission mechanism

The invention discloses a straight tooth bevel gear meshing and external / internal / external meshing precision bevel gear transmission mechanism, the precision of bevel gear transmission mechanism comprises a shell, bevel gear, shaft, bearing, key, tapered roller, needle roller, roller, pin, bolt, the fixed baffle, baffle positioning, positioning pin; bevel gear teeth are uniformly distributed along the circumferential direction of Zc, Zc = 3; roller circumferential uniform distribution of Zg hole, Zg = 3. The four implementations of the invention are as follows: 1. Straight tooth external meshing precision bevel gear transmission mechanism; 2, straight tooth internal meshing precision bevel gear transmission mechanism; 3, helical gear external meshing precision bevel gear transmission mechanism; 4, helical gear meshing precision bevel gear transmission mechanism. The beneficial effect of the invention patent is: precision bevel gear transmission mechanism can realize the non backlash transmission, high transmission precision; fixed transmission ratio; the tooth surface is pure rolling, high transmission efficiency; simple structure, cone tooth surface does not exist relative sliding, small abrasion, long service life, meshing teeth, transmission stable and simple manufacture.

【技术实现步骤摘要】
直齿外/内啮合、斜齿外/内啮合精密锥齿轮传动机构
本专利技术涉及机械传动
，特别涉及直齿外/内啮合、斜齿外/内啮合精密锥齿轮传动机构。
技术介绍
锥齿轮传动机构主要由齿轮等组成，作为传动机械中重要的组成部分，锥齿轮传动机构在工业生产中得到非常广泛的应用。大功率高速锥齿轮传动结构较复杂，制造精度要求较高；锥齿面存在相对滑动，易产生磨损；存在齿侧背隙，影响传动精度。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的不足，本专利技术提供直齿外/内啮合、斜齿外/内啮合精密锥齿轮传动机构。根据齿轮包络原理设计新型齿形，通过在锥齿轮上安装滚针实现锥齿轮传动的滚动啮合。通过改变齿轮上齿的个数，可以将传动机构设计为减速器和增速器使用；传动比为定值；齿面为纯滚动，传动效率高，磨损小，传动机构寿命长；参与啮合的齿数多，传动平稳；机构无齿侧背隙，传动精度高；加工制造简单。本专利技术所采用的技术方案是：精密锥齿轮传动机构，它包括外壳，锥齿轮，键，轴，轴承，圆锥滚柱，滚针，滚轮，销轴，螺栓，固定挡板，定位挡板，定位销；锥齿轮周向均布Zc个齿，Zc≥3；滚轮周向均匀分布Zg个孔，Zg≥3；孔的几何中心线与滚轮回转中心线交点为O，最大基圆与最大滚圆相切，切点为Oz，滚圆绕切线转过角度为θ∈[0,π]，点O和切点Oz的连线与滚轮回转中心线夹角为θ2，θ2∈[0,π/2]，点O和切点Oz的连线与锥齿轮回转中心线夹角为θ1，θ1∈[0,π/2]，孔的几何中心线与滚轮回转中心线交点为O，滚轮回转中心线与锥齿轮回转中心线交点为O，圆锥滚柱大端面上圆的圆心为P，点P在短幅滚圆上面，l为点O与点P之间的距离，点P处对应圆锥滚柱上外圆柱面所在圆的半径为Rz，圆锥滚柱锥顶角一半为θb＝arctan(Rz/l)，点P处对应的短幅滚圆半径为rp，点P处对应的滚圆半径为rg，m＝rg/Rp，点P处对应的基圆半径为Rj，最大基圆半径为R，最大滚圆半径为r，r/R＝m，K为短幅系数，K∈(0,1]，rp＝Krg。圆锥滚柱小端面加工有孔，定位挡板加工有联接孔，定位挡板加工有定位孔，定位挡板加工有光孔，固定挡板加工有光孔；圆锥滚柱通过滚针A与滚轮联接，销轴安装在圆锥滚柱孔内，销轴通过滚针B与定位挡板联接联接，圆锥滚柱可以绕自身几何中心线转动，定位销安装在定位挡板的联接孔和滚轮的定位孔内，限制定位挡板与滚轮的相对转动，螺栓与滚轮联接，限制定位挡板、滚轮、定位销、固定挡板相对移动。圆锥滚柱数与锥齿数之间的关系为ZgRp＝Zcrg；m>1时，滚圆半径大于基圆半径；1>m>0时，基圆半径大于滚圆半径；m＝1时，滚圆半径等于基圆半径。圆锥滚柱圆锥面与锥齿轮齿面相切；滚轮为主动轮时，滚轮通过滚针与销轴带动圆锥滚柱运动，圆锥滚柱推动锥齿轮转动，圆锥滚柱与锥齿轮齿面无隙啮合，无齿侧间隙，圆锥滚柱沿锥齿轮齿面纯滚动，机构实现转速的变化，机构传动比为定值；锥齿轮为主动件时，锥齿轮齿面推动圆锥滚柱运动，圆锥滚柱通过滚针与销轴带动滚轮转动，圆锥滚柱与锥齿轮齿面无隙啮合，无齿侧间隙，圆锥滚柱沿锥齿轮齿面纯滚动，机构实现转速的变化，机构传动比为定值。滚轮、圆锥滚柱、螺栓、滚针、轴、固定挡板、定位挡板组成组合滚轮，滚针消除圆锥滚柱与滚轮的滑动摩擦，圆锥滚柱可以绕自身几何中心线转动，固定挡板限制圆锥滚柱轴向移动，固定挡板和滚轮限制滚针的轴向移动，定位销限制定位挡板、滚轮之间的相对转动，螺栓限制定位挡板、滚轮、固定挡板之间的相对移动。点O与滚圆在基圆所在平面同侧时，滚圆绕基圆滚动，滚圆与基圆夹角为定值，将点O与短幅滚圆形成的锥面上的一条母线在空间形成的部分曲面作为外锥齿轮理论齿面；点O与滚圆在基圆所在平面两侧时，滚圆绕基圆滚动，将点O与短幅滚圆形成的锥面上的一条母线在空间形成的部分曲面作为内锥齿轮理论齿面。齿锥齿轮单个齿理论齿面方程为式中T＝sinθ/(m+cosθ)，Δh∈[h1,h2]，h1、h2为齿轮端面对应的Δh值，为锥齿轮端面对应的Δh值，h1、h2根据设计要求确定，θ∈[0,π]，θ1∈[0,π/2)，根据tan(π/Zc)＝X(t,Δh)/Y(t,Δh)确定，m>0，f(Δh,t)与Δh、t有关的函数式。锥齿轮实际齿面为理论齿面的等角距偏移面，偏移角距为θb。圆锥滚柱与锥齿轮实际齿面相切，圆锥滚柱沿锥齿轮实际齿面纯滚动。当r+Rcosθ>0，且f(Δh,t)＝t时，精密锥齿轮传动机构为直齿外啮合精密锥齿轮传动机构；当r+Rcosθ<0，且f(Δh,t)＝t时，精密锥齿轮传动机构为直齿内啮合精密锥齿轮传动机构；当r+Rcosθ>0，且f(Δh,t)≠t时，精密锥齿轮传动机构为斜齿外啮合精密锥齿轮传动机构；当r+Rcosθ<0，且f(Δh,t)≠t时，精密锥齿轮传动机构为斜齿内啮合精密锥齿轮传动机构。本专利技术专利的有益效果是：精密锥齿轮传动机构能够实现无背隙传动，传动精度高；传动比为定值；圆锥滚柱与直齿面为纯滚动，圆锥滚柱与斜齿面为滚动，传动效率高；结构简单，磨损小，寿命长，参与啮合的齿数多，传动平稳；加工制造简单。本专利技术可作为减速器和增速器使用；根据输入轴、输出轴之间夹角的不同，可设计不同的精密锥齿轮传动机构以满足传动的要求。附图说明图1是直齿外啮合精密锥齿轮传动机构结构简图；图2是直齿外啮合精密锥齿轮传动机构参数标注结构简图；图3是外锥齿轮结构简图；图4是滚轮Ⅰ结构简图；图5是定位挡板Ⅰ结构简图；图6是圆锥滚子结构简图；图7是直齿内啮合精密锥齿轮传动机构结构简图；图8是内锥齿轮结构简图；图9是内锥齿轮参数标注结构简图；图10是斜齿外啮合精密锥齿轮传动机构结构简图；图11是斜齿内啮合精密锥齿轮传动机构结构简图。在上述附图中：1.外壳Ⅰ，2.外锥齿轮，3.键Ⅰ，4.轴Ⅰ，5.轴承Ⅰ，6.圆锥滚柱Ⅰ，7.滚针Ⅰ，8.滚轮Ⅰ，9.滚针Ⅱ，10.销轴Ⅰ，11.螺栓Ⅰ，12.固定挡板Ⅰ，13.定位挡板Ⅰ，14.定位销Ⅰ，15键Ⅱ，16.轴承Ⅱ，17.轴Ⅱ，18.滚针Ⅲ，19.滚针Ⅳ，20.固定挡板Ⅱ，21.键Ⅲ，22.内锥齿轮，23.轴Ⅲ，24.轴承Ⅲ，25.滚轮Ⅱ，26.圆锥滚柱Ⅱ，27.轴承Ⅳ，28.轴Ⅳ，29.键Ⅳ，30.螺栓Ⅱ，31.定位销Ⅱ，32.销轴Ⅱ，33.定位挡板Ⅱ，34.外壳Ⅱ，35.斜齿外锥齿轮，36.斜圆锥滚柱Ⅰ，37.滚轮Ⅲ，38.螺栓Ⅲ，39.固定挡板Ⅲ，40.定位挡板Ⅲ，41.定位销Ⅲ，42.定位挡板Ⅳ，43.定位销Ⅳ，44.螺栓Ⅳ，45.固定挡板Ⅳ，46.斜圆锥滚柱Ⅱ，47.滚轮Ⅳ，48.斜齿内锥齿轮。具体实施方式下面结合附图和具体实施例详细说明本专利技术。本专利技术具体有四种实施方式：1、直齿外啮合精密锥齿轮传动机构，如图1～6所示，它包括外壳Ⅰ1，外锥齿轮2，键Ⅰ3，轴Ⅰ4，轴承Ⅰ5，圆锥滚柱Ⅰ6，滚针Ⅰ7，滚轮Ⅰ8，滚针Ⅱ9，销轴Ⅰ10，螺栓Ⅰ11，固定挡板Ⅰ12，定位挡板Ⅰ13，定位销Ⅰ14，键Ⅱ15，轴承Ⅱ16，轴Ⅱ17；滚轮Ⅰ8周向均匀分布Zg1个孔，Zg1≥3；外锥齿轮2周向均布Zc1个齿，Zc1≥3；外锥齿轮2最大基圆半径为R1，滚轮Ⅰ8最大滚圆半径本文档来自技高网...

【技术保护点】
直齿外啮合精密锥齿轮传动机构，其特征在于：它包括外壳Ⅰ(1)，外锥齿轮(2)，键Ⅰ(3)，轴Ⅰ(4)，轴承Ⅰ(5)，圆锥滚柱Ⅰ(6)，滚针Ⅰ(7)，滚轮Ⅰ(8)，滚针Ⅱ(9)，销轴Ⅰ(10)，螺栓Ⅰ(11)，固定挡板Ⅰ(12)，定位挡板Ⅰ(13)，定位销Ⅰ(14)，键Ⅱ(15)，轴承Ⅱ(16)，轴Ⅱ(17)；其特征是：滚轮Ⅰ(8)周向均匀分布Zg1个孔，Zg1≥3；外锥齿轮(2)周向均布Zc1个齿，Zc1≥3；外锥齿轮(2)最大基圆半径为R1，滚轮Ⅰ(8)最大滚圆半径为r1，m1＝r1/R1，圆锥滚柱Ⅰ(6)小端面加工有孔，定位挡板Ⅰ(13)加工有联接孔，定位挡板Ⅰ(13)加工有定位孔，定位挡板Ⅰ(13)加工有光孔，固定挡板Ⅰ(12)加工有光孔；圆锥滚柱Ⅰ(6)通过滚针Ⅰ(7)与滚轮Ⅰ(8)联接，销轴Ⅰ(10)安装在圆锥滚柱Ⅰ(6)孔内，销轴Ⅰ(10)通过滚针Ⅱ(9)与定位挡板Ⅰ(13)联接联接，圆锥滚柱Ⅰ(6)可以绕自身几何中心线转动，定位销Ⅰ(14)安装在定位挡板Ⅰ(13)、滚轮Ⅰ(8)定位孔内，限制定位挡板Ⅰ(13)与滚轮Ⅰ(8)的相对转动，螺栓Ⅰ(11)与滚轮Ⅰ(8)联接，限制定位挡板Ⅰ(13)、滚轮Ⅰ(8)、定位销Ⅰ(14)、挡板Ⅰ(12)相对移动，圆锥滚柱Ⅰ(6)数目与外锥齿轮(2)齿数之间的关系为Zg1R＝Zc1r，r/R＝m1，m1>1时，滚轮Ⅰ(8)滚圆半径大于外锥齿轮(2)基圆半径，1>m1>0时，外锥齿轮(2)基圆半径大于滚轮Ⅰ(8)滚圆半径，m1＝1时，滚轮Ⅰ(8)滚圆半径等于外锥齿轮(2)基圆半径；圆锥滚柱Ⅰ(6)圆锥面与外锥齿轮(2)齿面相切；滚轮Ⅰ(8)为主动轮时，滚轮Ⅰ(8)通过滚针Ⅰ(7)、滚针Ⅱ(9)与销轴Ⅰ(10)带动圆锥滚柱Ⅰ(6)运动，圆锥滚柱Ⅰ(6)推动外锥齿轮(2)转动，圆锥滚柱Ⅰ(6)与外锥齿轮(2)齿面无隙啮合，无齿侧间隙，圆锥滚柱Ⅰ(6)沿外锥齿轮(2)齿面纯滚动，机构实现转速的变化，机构传动比为定值；外锥齿轮(2)为主动件时，外锥齿轮(2)齿面推动圆锥滚柱Ⅰ(6)运动，圆锥滚柱Ⅰ(6)通过通过滚针Ⅰ(7)、滚针Ⅱ(9)与销轴Ⅰ(10)带动滚轮Ⅰ(8)转动，圆锥滚柱Ⅰ(6)与外锥齿轮(2)齿面无隙啮合，无齿侧间隙，圆锥滚柱Ⅰ(6)沿外锥齿轮(2)齿面纯滚动，机构实现转速的变化，机构传动比为定值。...

【技术特征摘要】
1.直齿外啮合精密锥齿轮传动机构，其特征在于：它包括外壳Ⅰ(1)，外锥齿轮(2)，键Ⅰ(3)，轴Ⅰ(4)，轴承Ⅰ(5)，圆锥滚柱Ⅰ(6)，滚针Ⅰ(7)，滚轮Ⅰ(8)，滚针Ⅱ(9)，销轴Ⅰ(10)，螺栓Ⅰ(11)，固定挡板Ⅰ(12)，定位挡板Ⅰ(13)，定位销Ⅰ(14)，键Ⅱ(15)，轴承Ⅱ(16)，轴Ⅱ(17)；其特征是：滚轮Ⅰ(8)周向均匀分布Zg1个孔，Zg1≥3；外锥齿轮(2)周向均布Zc1个齿，Zc1≥3；外锥齿轮(2)最大基圆半径为R1，滚轮Ⅰ(8)最大滚圆半径为r1，m1＝r1/R1，圆锥滚柱Ⅰ(6)小端面加工有孔，定位挡板Ⅰ(13)加工有联接孔，定位挡板Ⅰ(13)加工有定位孔，定位挡板Ⅰ(13)加工有光孔，固定挡板Ⅰ(12)加工有光孔；圆锥滚柱Ⅰ(6)通过滚针Ⅰ(7)与滚轮Ⅰ(8)联接，销轴Ⅰ(10)安装在圆锥滚柱Ⅰ(6)孔内，销轴Ⅰ(10)通过滚针Ⅱ(9)与定位挡板Ⅰ(13)联接联接，圆锥滚柱Ⅰ(6)可以绕自身几何中心线转动，定位销Ⅰ(14)安装在定位挡板Ⅰ(13)、滚轮Ⅰ(8)定位孔内，限制定位挡板Ⅰ(13)与滚轮Ⅰ(8)的相对转动，螺栓Ⅰ(11)与滚轮Ⅰ(8)联接，限制定位挡板Ⅰ(13)、滚轮Ⅰ(8)、定位销Ⅰ(14)、挡板Ⅰ(12)相对移动，圆锥滚柱Ⅰ(6)数目与外锥齿轮(2)齿数之间的关系为Zg1R＝Zc1r，r/R＝m1，m1>1时，滚轮Ⅰ(8)滚圆半径大于外锥齿轮(2)基圆半径，1>m1>0时，外锥齿轮(2)基圆半径大于滚轮Ⅰ(8)滚圆半径，m1＝1时，滚轮Ⅰ(8)滚圆半径等于外锥齿轮(2)基圆半径；圆锥滚柱Ⅰ(6)圆锥面与外锥齿轮(2)齿面相切；滚轮Ⅰ(8)为主动轮时，滚轮Ⅰ(8)通过滚针Ⅰ(7)、滚针Ⅱ(9)与销轴Ⅰ(10)带动圆锥滚柱Ⅰ(6)运动，圆锥滚柱Ⅰ(6)推动外锥齿轮(2)转动，圆锥滚柱Ⅰ(6)与外锥齿轮(2)齿面无隙啮合，无齿侧间隙，圆锥滚柱Ⅰ(6)沿外锥齿轮(2)齿面纯滚动，机构实现转速的变化，机构传动比为定值；外锥齿轮(2)为主动件时，外锥齿轮(2)齿面推动圆锥滚柱Ⅰ(6)运动，圆锥滚柱Ⅰ(6)通过通过滚针Ⅰ(7)、滚针Ⅱ(9)与销轴Ⅰ(10)带动滚轮Ⅰ(8)转动，圆锥滚柱Ⅰ(6)与外锥齿轮(2)齿面无隙啮合，无齿侧间隙，圆锥滚柱Ⅰ(6)沿外锥齿轮(2)齿面纯滚动，机构实现转速的变化，机构传动比为定值。2.根据权利要求1所述的直齿外啮合精密锥齿轮传动机构，其特征在于：所述外锥齿轮(2)单个齿理论齿面方程为：式中T＝sinθ/(m+cosθ)，Δh∈[h1,h2]，h1、h2为外锥齿轮(2)端面对应的Δh值，根据tan(π/Zc)＝X(t,Δh)/Y(t,Δh)确定，θ1∈[0,π/2)，θ∈[0,π]，K1为短幅系数，K1∈(0,1]，f(Δh,t)＝t；所述外锥齿轮(2)实际齿面为理论齿面的等角距偏移面。3.直齿内啮合精密锥齿轮传动机构，其特征在于：它包括滚针Ⅲ(18)，滚针Ⅳ(19)，固定挡板Ⅱ(20)，键Ⅲ(21)，内锥齿轮(22)，轴Ⅲ(23)，轴承Ⅲ(24)，滚轮Ⅱ(25)，圆锥滚柱Ⅱ(26)，轴承Ⅳ(27)，轴Ⅳ(28)，键Ⅳ(29)，螺栓Ⅱ(30)，定位销Ⅱ(31)，销轴Ⅱ(32)，定位挡板Ⅱ(33)，外壳Ⅱ(34)；滚轮Ⅱ(25)周向均匀分布Zg2个孔，Zg2≥3；内锥齿轮(22)周向均布Zc2个齿，Zc2≥3；内锥齿轮(22)最大基圆半径为R2，滚轮Ⅱ(25)最大滚圆半径为r2，短幅系数K2，圆锥滚柱Ⅱ(26)小端面加工有孔，定位挡板Ⅱ(33)加工有联接孔，定位挡板Ⅱ(33)加工有定位孔，定位挡板Ⅱ(33)加工有光孔，固定挡板Ⅱ(20)加工有光孔；圆锥滚柱Ⅰ(6)通过滚针Ⅰ(7)与滚轮Ⅰ(8)联接，销轴Ⅰ(10)安装在圆锥滚柱Ⅰ(6)孔内，销轴Ⅰ(10)通过滚针Ⅱ(9)与定位挡板Ⅰ(13)联接联接，圆锥滚柱Ⅰ(6)可以绕自身几何中心线转动，定位销Ⅰ(14)安装在定位挡板Ⅰ(13)、滚轮Ⅰ(8)定位孔内，限制定位挡板Ⅰ(13)与滚轮Ⅰ(8)的相对转动，螺栓Ⅰ(11)与滚轮Ⅰ(8)联接，限制定位挡板Ⅰ(13)、滚轮Ⅰ(8)、定位销Ⅰ(14)、挡板Ⅰ(12)相对移动，圆锥滚柱Ⅱ(26)数目与内锥齿轮(22)齿数之间的关系为Zg2R2＝Zc2r2，m2＝r2/R2，m2>1时，滚轮Ⅱ(25)滚圆半径大于内锥齿轮(22)基圆半径，1>m2>0时，内锥齿轮(22)基圆半径大于滚轮Ⅱ(25)滚圆半径，m2＝1时，滚轮Ⅱ(25)滚圆半径等于内锥齿轮(22)基圆半径；圆锥滚柱Ⅱ(26)圆锥面与内锥齿轮(22)齿面相切；内锥齿轮(22)为主动件时，内锥齿轮(22)齿面推动圆锥滚柱Ⅱ(26)运动，圆锥滚柱Ⅱ(26)通过滚针Ⅲ(18)、滚针Ⅳ(19)与销轴Ⅱ(32)带动滚轮Ⅱ(25)转动，圆锥滚柱Ⅱ(26)与内锥齿轮(22)齿面无隙啮合，无齿侧间隙，圆锥滚柱Ⅱ(26)在内锥齿轮(22)齿面纯滚动，机构传动比为定值；滚轮Ⅱ(25)为主动件时，滚轮Ⅱ(25)通过滚针Ⅲ(18)、滚针Ⅳ(19)与销轴Ⅱ(32)带动圆锥滚柱Ⅱ(26)运动，圆锥滚柱Ⅱ(26)推动内锥齿轮(22)转动，圆锥滚柱Ⅱ(26)与内锥齿轮(22)齿面无隙啮合，无齿侧间隙，圆锥滚柱Ⅱ(26)在内锥齿轮(22)齿面纯滚动，机构传动比为定值。4.根据权利要求3所述的直齿外啮合精密锥齿轮传动机构，其特征在于：所述内锥齿轮(22)单个齿理论齿面方程为：

【专利技术属性】
技术研发人员：杨荣刚，
申请(专利权)人：杨荣刚，
类型：发明
国别省市：河北,13