一种恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副制造技术

本发明专利技术公开了一种恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，涉及齿轮传动技术领域，包括基于共轭曲线的对构圆柱齿轮I和对构圆柱齿轮II。本发明专利技术中对构圆柱齿轮I和对构圆柱齿轮II的法向齿廓曲线为曲线形状相同的连续组合曲线，便于用同一刀具加工；连续组合曲线拐点或切点处的公法线通过齿轮副的节点，可根据实际需求调整拐点或切点位置从而调节齿轮副的滑动率；将重合度设计为整数，可以实现啮合刚度恒定，从而大大提升齿轮副的动态啮合性能。本发明专利技术中，对构圆柱齿轮I和对构圆柱齿轮II的法向齿廓相同、啮合点曲率半径恒定且趋于无穷大、滑动率恒定、啮合刚度恒定，具有制造成本低、承载能力高、传动效率高、振动噪声低等技术特点。特点。特点。

【技术实现步骤摘要】
一种恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副


[0001]本专利技术涉及齿轮传动
，本专利技术涉及一种恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，尤其是涉及一种由一对对构圆柱齿轮I和对构圆柱齿轮II组成的且法向齿廓相同、啮合点曲率半径恒定且趋于无穷大、滑动率恒定、啮合刚度恒定的对构外啮合圆柱齿轮副。

技术介绍

[0002]外啮合圆柱齿轮副是机械传动中的主要形式之一，其作用是实现机械旋转运动方向的转变和动力的传递，并进行减速增扭或增速减扭，广泛应用于高端装备、航空航天、精密仪器等领域。现有外啮合圆柱齿轮副多为渐开线齿轮副，存在齿面间滑动率大、啮合刚度时变等问题，导致了外啮合圆柱齿轮副的传动效率降低、使用寿命减少、动态啮合性能下降等问题。随着科技的发展和应用场合的推广，传统外啮合圆柱齿轮副难以满足国防科技、工业制造以及生产生活等领域的高性能要求。
[0003]公开号为CN105202115A的专利公开了一种基于共轭曲线的多点接触圆柱齿轮啮合副，由相互多点啮合的凸齿齿轮和凹齿齿轮组成，齿轮副中的一对凹
‑
凸齿形的齿轮需要不同的刀具加工，增加了齿轮副的制造成本；凹
‑
凸齿形致使齿轮副啮合点处的曲率半径有限，从而限制了齿轮副承载能力的进一步提升；接触点选取在节点处会发生齿面干涉，难以实现零滑动率。公开号为CN110081148A的专利公开了一种基于共轭曲线的凸
‑
凸接触的对构齿轮，由一对凸
‑
凸啮合点接触的第一齿轮和第二齿轮组成，第一齿轮和第二齿轮的齿面为单参数球面族包络面，致使齿轮副啮合点处的曲率半径有限，同样限制了齿轮副的承载能力；齿轮副的重合度不确定，啮合刚度时变，加剧了齿轮副振动噪声。因此，亟需基于现有共轭曲线的对构齿轮设计理论进行齿形的创新设计，进而改善对构外啮合圆柱齿轮副的啮合性能，降低齿轮副的生产制造成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，该齿轮副由一个对构圆柱齿轮I和一个对构圆柱齿轮II组成，对构圆柱齿轮I的法向齿廓和对构圆柱齿轮II的法向齿廓相同、啮合点处曲率半径恒定趋于无穷大、滑动率恒定、啮合刚度恒定，具有制造成本低、承载能力高、传动效率高、振动噪声低等技术特点。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供了一种恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，包括一对基于共轭曲线的对构圆柱齿轮I和对构圆柱齿轮II，所述对构圆柱齿轮I的法向齿廓曲线Γ
s1
和对构圆柱齿轮II的法向齿廓曲线Γ
s2
为曲线形状相同的连续组合曲线Γ
L
，所述连续组合曲线Γ
L
为奇数次幂函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L1
、正弦函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L2
、外摆线函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L3
、奇数次幂函数的组合曲线Γ
L4
、正弦函数的组合曲线Γ
L5
或外摆线函数的组合曲线Γ
L6
；所述连续组合曲线Γ
L
由两段连续曲线组成，两段所述连续曲线的连接点为所述连续组合曲线Γ
L
的拐点或切点，所述连续组
合曲线Γ
L
的拐点或切点位于所述恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副啮合力作用线上的指定点；所述对构圆柱齿轮I的法向齿廓曲线Γ
s1
沿给定共轭曲线扫掠得到对构圆柱齿轮I齿面，所述对构圆柱齿轮II的法向齿廓曲线Γ
s2
沿给定共轭曲线扫掠得到对构圆柱齿轮II的齿面。
[0007]优选地，当所述连续组合曲线Γ
L
为所述奇数次幂函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L1
时，所述连续组合曲线Γ
L
包括奇数次幂函数曲线拐点处的切线Γ
L11
和奇数次幂函数曲线Γ
L12
；在所述连续组合曲线Γ
L
的切点处建立直角坐标系，所述奇数次幂函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L1
的方程为：
[0008][0009]式中：x
10
和y
10
分别为所述连续组合曲线Γ
L
在直角坐标系内的x轴和y轴的坐标值；参数t为方程的自变量；t1和t2为所述连续组合曲线Γ
L
的取值范围；A为方程的系数；n为自变量的次数且为正整数。
[0010]优选地，当所述连续组合曲线Γ
L
为所述正弦函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L2
时，所述连续组合曲线Γ
L
包括正弦函数曲线拐点处的切线Γ
L21
和正弦函数曲线Γ
L22
；在所述连续组合曲线Γ
L
的切点处建立直角坐标系，所述正弦函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L2
的方程为：
[0011][0012]式中：x
20
和y
20
分别为所述连续组合曲线Γ
L
在直角坐标系内的x轴和y轴的坐标值；参数t为方程的自变量；t1和t2为所述连续组合曲线Γ
L
的取值范围；k为正弦函数曲线拐点处的切线Γ
L21
的斜率；A、B为方程的系数。
[0013]优选地，当所述连续组合曲线Γ
L
为外摆线函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L3
时，所述连续组合曲线Γ
L
包括外摆线函数曲线拐点处的切线Γ
L31
和外摆线函数曲线Γ
L32
；在所述连续组合曲线Γ
L
的切点处建立直角坐标系，所述外摆线函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L3
的方程为：
[0014][0015]式中：x
30
和y
30
分别为所述连续组合曲线Γ
L
在直角坐标系内的x轴和y轴的坐标值；参数t为方程的自变量；t1和t2为所述连续组合曲线Γ
L
的取值范围；k为外摆线函数曲线拐点处的切线Γ
L31
的斜率；R为摆线动圆的半径；r为定圆的半径；e为偏心距。
[0016]优选地，当所述连续组合曲线Γ
L
为奇数次幂函数的组合曲线Γ
L4
时，所述连续组合曲线Γ
L
包括第一奇数次幂函数曲线Γ
L41
和第二奇数次幂函数曲线Γ
L42
；在所述连续组合曲线Γ
L
的拐点处建立直角坐标系，所述奇数次幂函数的组合曲线Γ
L4
的方程为：
[0017][0018]式中：x
40
和y
40
分别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，其特征在于：包括一对基于共轭曲线的对构圆柱齿轮I和对构圆柱齿轮II，所述对构圆柱齿轮I的法向齿廓曲线Γ
s1
和对构圆柱齿轮II的法向齿廓曲线Γ
s2
为曲线形状相同的连续组合曲线Γ
L
，所述连续组合曲线Γ
L
为奇数次幂函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L1
、正弦函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L2
、外摆线函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L3
、奇数次幂函数的组合曲线Γ
L4
、正弦函数的组合曲线Γ
L5
或外摆线函数的组合曲线Γ
L6
；所述连续组合曲线Γ
L
由两段连续曲线组成，两段所述连续曲线的连接点为所述连续组合曲线Γ
L
的拐点或切点，所述连续组合曲线Γ
L
的拐点或切点位于所述恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副啮合力作用线上的指定点；所述对构圆柱齿轮I的法向齿廓曲线Γ
s1
沿给定共轭曲线扫掠得到对构圆柱齿轮I齿面，所述对构圆柱齿轮II的法向齿廓曲线Γ
s2
沿给定共轭曲线扫掠得到对构圆柱齿轮II的齿面。2.根据权利要求1所述的恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，其特征在于：当所述连续组合曲线Γ
L
为所述奇数次幂函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L1
时，所述连续组合曲线Γ
L
包括奇数次幂函数曲线拐点处的切线Γ
L11
和奇数次幂函数曲线Γ
L12
；在所述连续组合曲线Γ
L
的切点处建立直角坐标系，所述奇数次幂函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L1
的方程为：式中：x
10
和y
10
分别为所述连续组合曲线Γ
L
在直角坐标系内的x轴和y轴的坐标值；参数t为方程的自变量；t1和t2为所述连续组合曲线Γ
L
的取值范围；A为方程的系数；n为自变量的次数且为正整数。3.根据权利要求1所述的恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，其特征在于：当所述连续组合曲线Γ
L
为所述正弦函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L2
时，所述连续组合曲线Γ
L
包括正弦函数曲线拐点处的切线Γ
L21
和正弦函数曲线Γ
L22
；在所述连续组合曲线Γ
L
的切点处建立直角坐标系，所述正弦函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L2
的方程为：式中：x
20
和y
20
分别为所述连续组合曲线Γ
L
在直角坐标系内的x轴和y轴的坐标值；参数t为方程的自变量；t1和t2为所述连续组合曲线Γ
L
的取值范围；k为正弦函数曲线拐点处的切线Γ
L21
的斜率；A、B为方程的系数。4.根据权利要求1所述的恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，其特征在于：当所述连续组合曲线Γ
L
为外摆线函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L3
时，所述连续组合曲线Γ
L
包括外摆线函数曲线拐点处的切线Γ
L31
和外摆线函数曲线Γ
L32
；在所述连续组合曲线Γ
L
的切点处建立直角坐标系，所述外摆线函数曲线及其拐点处切线的组合曲线Γ
L3
的方程为：
式中：x
30
和y
30
分别为所述连续组合曲线Γ
L
在直角坐标系内的x轴和y轴的坐标值；参数t为方程的自变量；t1和t2为所述连续组合曲线Γ
L
的取值范围；k为外摆线函数曲线拐点处的切线Γ
L31
的斜率；R为摆线动圆的半径；r为定圆的半径；e为偏心距。5.根据权利要求1所述的恒定啮合特性对构外啮合圆柱齿轮副，其特征在于：当所述连续组合曲线Γ
L
为奇数次幂函数的组合曲线...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兵奎，李忠涛，张录合，罗文军，陈永洪，李朝阳，彭昌琰，
申请(专利权)人：重庆市倚斯轮科技有限公司，
类型：发明
国别省市：