一种轻量型平行轴线齿轮副机构制造技术

本发明专利技术公开一种轻量型平行轴线齿轮副机构。该机构由一对轻量型平行轴线齿轮副组成，轻量型平行轴线齿轮副的主动轮线齿和从动轮线齿之间为点接触啮合传动，线齿的接触线根据空间共轭曲线啮合理论设计。本机构中，主动线齿轮和从动线齿轮的接触线的螺旋半径与齿轮副的传动比无关系，相同外径尺寸的不同线齿轮副可具有不同的传动比，可以在有限空间内实现大传动比的传动。大传动比的传动。大传动比的传动。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量型平行轴线齿轮副机构


[0001]本专利技术涉及机械传动领域，尤其涉及一种基于空间共轭曲线啮合的，轻量化的线齿轮机构。

技术介绍

[0002]在机械、汽车、玩具等行业，变速器的应用十分广泛，变速器的主要功能是改变传动比，实现从输入轴到输出轴的不同速度和扭矩传递的功能。
[0003]齿轮变速器具有传动稳定、传动效率高、可靠性好、结构紧凑等优点，是应用最广泛的变速器之一。
[0004]在齿轮变速器中，齿轮副是齿轮变速器的核心零部件。
[0005]在齿轮副传动中，能在有限空间内获得大传动比或者在给定传动比下减少齿轮副体积，属于齿轮轻量化设计。齿轮轻量化是齿轮的重要发展方向之一。
[0006]轻量型齿轮副广泛用于各类齿轮减速器，应用于机械、汽车，玩具、电动工具等各类机电产品。
[0007]结构轻量化是齿轮轻量化设计的主要方向。
[0008]齿轮的结构轻量化主要包括两个发展方向：一方面减少齿轮尺寸和体积；另一方面将减速器设计为特定传动系如少齿差行星齿轮减速器和谐波齿轮减速器等。另外，降低齿轮模数和变位齿轮设计，可以获得尺寸小的渐开线齿轮。
[0009]线齿轮是一种运用空间曲线啮合理论代替传统空间曲面啮合理论的新型齿轮，主要运用于微小传动领域，具有尺寸小，传动比大，制造方便等优点。线齿轮目前可以运用于垂直轴、相交轴和交错轴上的传动，并且其设计方程、重合度、强度准则、微小变速器和制造领域等研究已经趋于完善，其最少齿数可以是1。
[0010]在尺度受限的微小减速器装置中，有齿轮副轻量化设计的要求。
[0011]对于传统的渐开线齿轮，单级渐开线齿轮副的传动比过大，大齿轮的尺寸大；多级齿轮减速器的变速级数越多则零件数量越多；少齿差行星齿轮减速器和谐波齿轮减速器的结构复杂，内齿轮加工难度大。
[0012]由渐开线齿轮组装成的渐开线齿轮减速器，在轻量化设计的过程中，存在一些限制。传统的渐开线齿轮减速器的齿轮数量多，单个渐开线齿轮的齿数多，小模数齿轮和内齿轮的加工难度大，限制了渐开线齿轮副的轻量化设计。

技术实现思路

[0013]本专利技术在线齿轮理论基础之上，给出一种轻量型平行轴线齿轮副的设计方案，用该方法设计的线齿轮副机构可以在有限空间内实现单级齿轮副大传动比的传动。
[0014]本专利技术所采用的技术方案如下。
[0015]一种轻量型平行轴线齿轮副机构，该机构由一对轻量型平行轴线齿轮副组成，轻量型平行轴线齿轮副由一个主动线齿轮和一个从动线齿轮组成，主动线齿轮和从动线齿轮
均由线齿轮轮体和线齿构成。
[0016]进一步地，所述轻量型平行轴线齿轮副的线齿的接触线为点接触啮合，线齿的接触线根据空间共轭曲线啮合理论设计。
[0017]进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副的主动接触线和从动接触线为等螺距圆柱螺旋线，线齿轮副的传动比等于从动接触线的螺距值除以主动接触线的螺距值。
[0018]进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副的主动线齿轮和从动线齿轮的接触线的螺旋半径与齿轮副的传动比无关系，相同外径尺寸的不同线齿轮副具有不同的传动比。
[0019]进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副的线齿轮的外径在被给定的情况下，仍然可以对轻量型平行轴线齿轮副的传动比进行设计，可以在有限空间内实现大传动比传动。
[0020]进一步地，对所述的轻量型平行轴线齿轮副的两条接触线进行设计，对于给定传动比的一对线齿轮副，所设计的主动接触线的螺旋升角越小，线齿轮副的压力角越大，当压力角大于所选齿轮材料的压力角的最大值时，齿轮副可以实现自锁的功能。
[0021]进一步地，所述线齿轮副的主动线齿和从动线齿的厚度都进行设计，实现线齿轮副正反转无侧隙的功能。
[0022]进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副的线齿绕齿轮轴线等圆周分布，每个线齿的大小一致。
[0023]进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副可以在给定空间内进行设计；具体地，如附图4和附图5所示，在主动线齿轮和从动线齿轮的外径尺寸给定的条件下，主动线齿和从动线齿上的接触线还可以进行设计，实现不同的传动比的功能。
[0024]进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副组成多级齿轮副，装配成轻量型平行轴线齿轮减速器。
[0025]进一步地，所述的轻量型平行轴线齿轮副具有固定的滑动率，有利于形成稳定的润滑条件。
[0026]进一步地，主动轮与驱动器联接以提供输入，主动轮上的线齿有一条或多条，呈现圆周阵列分布；主动轮的线齿和从动轮的线齿通过点接触啮合；从动轮与输出端联接以提供运动或力的输出，从动轮上的线齿线齿有多条，呈现圆周阵列分布。
[0027]进一步地，上述轻量型平行轴线齿轮副机构中，主动轮的线齿上用于啮合的接触线为空间等螺距圆柱螺旋线；从动轮的线齿上用于啮合的接触线为空间等螺距圆柱螺旋线。轻量型平行轴线齿轮副的传动比等于从动接触线的螺距值除以主动接触线的螺距值。
[0028]进一步地，上述轻量型平行轴线齿轮副机构中，主动轮的线齿为圆周分布；从动轮的线齿为圆周分布。
[0029]进一步地，上述轻量型平行轴线齿轮副机构中，线齿轮副的传动比等于参与啮合的从动轮的线齿数量除以主动轮的线齿数量。
[0030]进一步地，上述轻量型平行轴线齿轮副机构的主动接触线和从动接触线的空间坐标关系如下。
[0031]上述轻量型平行轴线齿轮副机构中，o0‑
x0y0z0、o
p
‑
x
p
y
p
z
p
为两个空间笛卡尔直角坐标系，平面xoz与平面x
p
o
p
z
p
在同一平面内，o
p
点到z0轴的距离为a，空间笛卡尔坐标系o1‑
x1y1z1与主动轮固联，空间笛卡尔坐标系o2‑
x2y2z2与从动轮固联，曲线A为主动接触线，曲线
B为从动接触线。在任意时刻，原点o1与o0重合，z1轴与z0轴重合，原点o2与o
p
重合，z2轴与z
p
轴重合。啮合开始后，主动轮以匀角速度绕z0轴旋转，角速度方向为z0轴负方向，主动轮转过的角度为从动轮以匀角速度绕z
p
轴旋转，角速度方向为z
p
轴正方向，从动轮转过的角度为匀速转动的线齿轮副，其传动比为i，其值等于
[0032]上述轻量型平行轴线齿轮副机构中，主动线齿轮的接触线的方程在自身坐标系下的表达方式为：
[0033]主动接触线在坐标系o1‑
x1y1z1上的方程为：
[0034][0035]上述轻量型平行轴线齿轮副机构中，从动线齿轮的接触线的方程在自身坐标系下的表达方式为：
[0036]从动接触线在坐标系o2‑
x2y2z2上的方程为：
[0037][0038]上述轻量型平行轴线齿轮副机构中，在主动接触线和从动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量型平行轴线齿轮副机构，其特征在于：该机构由一对轻量型平行轴线齿轮副组成，轻量型平行轴线齿轮副由一个主动线齿轮和一个从动线齿轮组成，主动线齿轮和从动线齿轮均由线齿轮轮体和线齿构成。2.根据权利要求1所述的轻量型平行轴线齿轮副机构，其特征在于，所述轻量型平行轴线齿轮副的线齿的接触线为点接触啮合，线齿的接触线根据空间共轭曲线啮合理论设计。3.根据权利要求2所述的轻量型平行轴线齿轮副机构，其特征在于，所述的轻量型平行轴线齿轮副的主动接触线和从动接触线为等螺距圆柱螺旋线，线齿轮副的传动比等于从动接触线的螺距值除以主动接触线的螺距值。4.根据权利要求3所述的轻量型平行轴线齿轮副机构，其特征在于，所述的轻量型平行轴线齿轮副的主动接触线和从动接触线在空间笛卡尔坐标系下的方程分别为：轴线齿轮副的主动接触线和从动接触线在空间笛卡尔坐标系下的方程分别为：其中t是参数变量，a是线齿轮副中心距，m为主动接触线螺旋半径，n为螺旋线螺距相关参数，i为线齿轮副传动比。5.根据权利要求2所述的轻量型平行轴线齿轮副机构，其特征在于，所述的轻量型平行轴线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈扬枝，何超，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：