本实用新型专利技术涉及传动装置技术领域，公开了一种减小轴向波动性的人字齿轮啮合结构，包括相互啮合的主动人字齿轮和被动人字齿轮，前述的主动人字齿轮和被动人字齿轮在理论啮合状态下，主动人字齿轮的齿部两侧端面均超过被动人字齿轮的齿部两侧端面，或者被动人字齿轮的齿部两侧端面均超过主动人字齿轮的齿部两侧端面。本实用新型专利技术打破国内外传统设计加工形式，改变啮合的两个人字齿轮的齿宽配比，使它们齿宽不相等，即使产生相对的轴向窜动，两个人字齿轮的齿面也不会产生错位，从而补偿人字齿轮的轴向窜动，减小甚至消除齿面载荷波动，实现人字齿轮在对正误差裕度范围内的有效轴向窜动补偿。向窜动补偿。向窜动补偿。
【技术实现步骤摘要】
一种减小轴向波动性的人字齿轮啮合结构
[0001]本技术涉及传动装置
，更具体地是涉及一种减小轴向波动性的人字齿轮啮合结构。
技术介绍
[0002]两个斜齿轮啮合时会产生轴向分力，轴向分力对齿轮传动是有害的，它会使装置之间的摩擦力增大，导致装置易于磨损或损坏，为了消除这种力，设计者们把两个相同的斜齿轮对称布置整合在一起，这样的齿轮之齿部看上去像个人字，所以通称人字齿轮。人字齿轮传动具有重合度高，承载能力强，运行平稳等优点，而且不会产生或者产生很小的轴向力，所以通常被用在可靠性要求高的重载设备中。
[0003]但是人字齿轮的加工难度大，对于大型人字齿轮而言一般会存在较大的加工误差和装配误差，这就导致人字齿轮啮合过程中很容易产生轴向窜动。如图1所示，在国内外传统设计加工中，相互啮合的人字齿轮a和人字齿轮b采用相同齿宽，以便于对位和检查等。然而这样一对相同齿宽的人字齿轮产生相对的轴向窜动后就会导致两个人字齿轮的齿面错位，齿面错位对于其中任何一个人字齿轮而言就意味着两边相对角度的齿面接触面积不等，导致两边齿面载荷不均，长期运行时就会存在偏载或者单侧齿面载荷过大，从而加速齿轮磨损，而且齿面载荷不均程度会越来越严重，最终会导致断齿，甚至齿轮传动失效。
技术实现思路
[0004]本技术为克服上述现有技术中的不足，提供了一种减小轴向波动性的人字齿轮啮合结构。
[0005]本技术通过以下技术方案来实现上述目的。
[0006]一种减小轴向波动性的人字齿轮啮合结构，包括相互啮合的主动人字齿轮和被动人字齿轮，其特征在于，所述的主动人字齿轮和被动人字齿轮在理论啮合状态下，主动人字齿轮的齿部两侧端面均超过被动人字齿轮的齿部两侧端面，或者被动人字齿轮的齿部两侧端面均超过主动人字齿轮的齿部两侧端面。
[0007]本方案打破国内外传统设计加工形式，改变啮合的两个人字齿轮的齿宽配比，使它们齿宽不相等，这样即使产生相对的轴向窜动，毕竟这种轴向窜动是在一个较小的范围内，两个人字齿轮的齿面也不会产生错位，从而补偿人字齿轮的轴向窜动，减小甚至消除齿面载荷波动，实现人字齿轮在对正误差裕度范围内的有效轴向窜动补偿。
[0008]作为进一步优化的形式，上述所述的主动人字齿轮和被动人字齿轮在理论啮合状态下，主动人字齿轮和被动人字齿轮的齿部同侧端面之间的距离为2~10毫米。
[0009]作为进一步优化的形式，上述的主动人字齿轮和/或被动人字齿轮为组合式齿轮，组合方式为单个人字齿轮是由左旋齿轮和右旋齿轮同轴组装在一起的。
[0010]本技术与现有技术相比主要具有如下有益效果：打破国内外传统设计加工形式，改变啮合的两个人字齿轮的齿宽配比，使它们齿宽不相等，即使产生相对的轴向窜动，
两个人字齿轮的齿面也不会产生错位，从而补偿人字齿轮的轴向窜动，减小甚至消除齿面载荷波动，实现人字齿轮在对正误差裕度范围内的有效轴向窜动补偿。
附图说明
[0011]图1为现有技术中相同齿宽的人字齿轮啮合结构示意图。
[0012]图2为本技术实施例中的主动人字齿轮和被动人字齿轮啮合结构示意图。
[0013]图3为本技术实施例中的主动人字齿轮套装于中心轴时的剖面结构示意图。
具体实施方式
[0014]下面结合附图对本技术做进一步说明。附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0015]为了更简洁的说明本实施例，附图或说明中某些本领域技术人员公知的、但与本技术的主要内容不相关的零部件会有所省略。另外为便于表述，附图中某些零部件会有所省略、放大或缩小，但并不代表实际产品的尺寸或全部结构。
[0016]实施例：
[0017]如图2所示，一种减小轴向波动性的人字齿轮啮合结构，包括相互啮合的主动人字齿轮1和被动人字齿轮2。本实施例中啮合的两个人字齿轮被用在汽轮机中，其中主动人字齿轮1的分度圆直径小于被动人字齿轮2的分度圆直径。
[0018]本实施例中的主动人字齿轮1的齿部齿宽大于被动人字齿轮2的齿部齿宽，主动人字齿轮1和被动人字齿轮2在理论啮合状态（即设计啮合状态）下，主动人字齿轮1的齿部两侧端面均超过被动人字齿轮2的齿部两侧端面，也就是说两个人字齿轮的齿部同侧端面之间存在一定的距离，这个距离就是两个人字齿轮的单面齿宽差。两个人字齿轮在理论啮合状态下其两侧都存在单面齿宽差且相等。在其它实施例中也可以是被动人字齿轮的齿部两侧端面均超过主动人字齿轮的齿部两侧端面。对于本实施例来说，在相同时间内，主动人字齿轮1的齿部啮合次数比被动人字齿轮2的齿部啮合次数多，所以主动人字齿轮1的齿部更容易磨损和失效，因此主动人字齿轮1的齿部齿宽大一些，对主动人字齿轮1的齿部和被动人字齿轮2的齿部的磨损速度起到一定的平衡作用，因此本实施例是一种优选方案。
[0019]在实际加工组装人字齿轮过程中，通常人字齿轮的尺寸越大，加工组装的误差越大。加工组装的误差越大，相互啮合的两个人字齿轮的单面齿宽差应越大。但是也要参考加工组装能力，加工组装能力强，即精度高，也可以将单面齿宽差适当减小，因为单面齿宽差过大势必会增加轴向尺寸，这样就会产生不必要的结构浪费。根据多年的设计计算、加工、组装、使用反馈等经验，主动人字齿轮和被动人字齿轮在理论啮合状态下，主动人字齿轮和被动人字齿轮的齿部同侧端面之间的距离通常在2~10毫米为宜。人字齿轮的分度圆直径偏大，则在此范围内选取相对较大的数值即可，反之则选取相对较小的数值。本实施例中的主动人字齿轮1的分度圆直径d为500mm，倾斜角β为25度，鉴于加工组装精度较高，所以单面齿宽差设定为5mm，这样既可以补偿人字齿轮的轴向窜动，减小甚至消除齿面载荷波动，又避免了不必要的结构浪费。
[0020]当然也可以根据预测的角度误差值和人字齿轮的分度圆直径理论计算推导一个取值范围。现有技术中对大型人字齿轮加工组装后的对正误差可以达到0.5度到1度。设定
对正误差为Δ，则Δ为0.5~1度，设定单面齿宽差为L，设定主动人字齿轮1的导程为T。因为导程计算公式为T=π*d/tanβ，那么单面齿宽差L=T*（Δ/360）=（π*d/tanβ）*（Δ/360），将Δ为0.5~1度带入公式可以得出单面齿宽差L的范围为π*d/（720*tanβ）~π*d/（360*tanβ）。这是一个比较通用的理论范围。如前所述，主动人字齿轮1的齿部啮合次数比被动人字齿轮2的齿部啮合次数多，因此主动人字齿轮1的齿部齿宽要大一些，也就是说，相互啮合的两个人字齿轮中分度圆直径较小的那个人字齿轮的齿部齿宽要加大，所以公式中的参数T、d和β都应是分度圆直径较小的那个人字齿轮的参数值。
[0021]本实施例，选取通常情况下的对正偏差0.5度，即对正偏差Δ为0.5度，将此值带入公式则推导出单面齿宽差L=π*d/（720*tanβ）mm。将本实施例中的分度圆直径d=500mm，倾斜角β=25度带入该公式计算得出单面齿宽差L=4.68mm。本实施例考虑加工组装能力后将本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种减小轴向波动性的人字齿轮啮合结构，包括相互啮合的主动人字齿轮和被动人字齿轮，其特征在于，所述的主动人字齿轮和被动人字齿轮在理论啮合状态下，主动人字齿轮的齿部两侧端面均超过被动人字齿轮的齿部两侧端面，或者被动人字齿轮的齿部两侧端面均超过主动人字齿轮的齿部两侧端面。2.根据权利要求1所述的减小轴向波动性的人字齿轮啮合结构...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢鹤琛，邵广军，马航，阮文浩，李亚康，许俊伟，张坤，
申请(专利权)人：郑州机械研究所有限公司，
类型：新型
国别省市：
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