專利名稱：等基圓曲線齒圓錐齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種圓錐齒輪，尤其涉及曲線齒錐齒輪。
圓錐齒輪分為直齒錐齒輪、斜齒錐齒輪和曲線齒錐齒輪。在同等條件下曲線齒錐齒輪比直齒和斜齒的圓錐齒輪強(qiáng)度高、傳動(dòng)平穩(wěn)，而且更容易安裝與調(diào)整，因而在設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)中采用曲線齒錐齒輪是比較理想的。目前已有的曲線齒錐齒輪依產(chǎn)形輪冠輪上齒線形狀分為兩類一種是弧齒錐齒輪，即由美國(guó)的格里森公司產(chǎn)的格里森齒制錐齒輪(Gleason spiral bevel gear)；另一種是長(zhǎng)幅外擺線齒錐齒輪，即由德國(guó)的克林根貝爾格(Klinge lnberg)公司產(chǎn)的奧里康齒制錐齒輪(Oerlikon spiral bevel gear)。上述兩種齒制的錐齒輪均采用范成法加工齒廓，而且都采用相應(yīng)的格里森機(jī)床或克林根貝爾格機(jī)床專門(mén)加工。雖然上述兩家公司生產(chǎn)的專用機(jī)床所能加工的錐齒輪，其最大直徑為dmax＝2500mm，最大模數(shù)為mmax＝30～35，精度可達(dá)5～6級(jí)，但是由于這兩種機(jī)床不但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴，而且設(shè)計(jì)計(jì)算、機(jī)床調(diào)整都很復(fù)雜，致使齒輪的制造成本相應(yīng)地昂貴起來(lái)。因此，對(duì)曲線齒錐齒輪而言，欲降低其制造成本，需在齒輪的加工方法及專用設(shè)備上進(jìn)一步簡(jiǎn)化，而且所采用的技術(shù)手段還須滿足加工某一曲線齒錐齒輪的目的，因而設(shè)計(jì)何種曲線齒錐齒輪是解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵所在。
基于上述情況，本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于提供一種造價(jià)低、易加工的具有強(qiáng)度高、傳動(dòng)平穩(wěn)、易安裝與調(diào)整的新型曲線齒圓錐齒輪。
為了達(dá)到上述目的本實(shí)用新型所提供的等基圓曲線齒圓錐齒輪，其特點(diǎn)在于該錐齒輪的節(jié)錐展開(kāi)面上齒線為由以下方程決定
式中，“＋”為用于右旋齒線，“－”為用于左旋齒線。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型予以進(jìn)一步的描述本實(shí)用新型按照?qǐng)D1所提供的等基圓曲線齒圓錐齒輪，由于曲線齒圓錐齒輪沿齒線的法向截形可近似為當(dāng)量直齒圓柱齒輪的齒形，令當(dāng)量齒輪的基圓半徑rvt為常數(shù)，即rvt＝ (Z·m大cosαn)/(2 cosδ cos2β) ＝ (Z·m大cosαn)/(2 cosδ cos2βe) ＝常數(shù) (2)式中，Z——錐齒輪齒數(shù)；δ——節(jié)錐角，見(jiàn)圖2；αm——法向壓力角；m大——齒線任意點(diǎn)的端面模數(shù)mm；m大e——錐齒輪大端端面模數(shù)mm；β——齒線上任意點(diǎn)處的螺旋角，見(jiàn)圖2；βe——大端螺旋角。
參見(jiàn)附圖2將上式簡(jiǎn)化后得cos2β＝ (m大)/(m大e) cos2β＝ (R)/(Re) cos2βe＝ψR(shí)cos2βe(3)式中，Re——外錐距mm；R——齒線任意點(diǎn)的錐距mm；
ψR(shí)＝ (R)/(Re) ——錐距系數(shù)。
設(shè)K＝cos2βe，由(3)式可得
根據(jù)圖2所示的錐齒輪分度圓及分度錐的展開(kāi)圖，并按照?qǐng)D3示出的極坐標(biāo)的微分關(guān)系R·dθ＝±tgβdR由式(3)及(4)得R＝Re·K－1cosβ則 dR＝－2ReK－1cosβSinβdβdθ＝ (±2ReK-1cosβSinβtgβ)/(R) ·dβ＝±2tg2βdβ積分后得
上式中，取“＋”用于右旋齒線；取“－”用于左旋齒線。由(5)式中可知，反映本實(shí)用新型提供的錐齒輪曲線齒特性的齒線即為式(1)所述的方程。
本實(shí)用新型按照上述的齒線方程所提供的等基圓曲線齒圓錐齒輪及以此齒線為基礎(chǔ)的修形齒輪，在其齒線上各法截面內(nèi)點(diǎn)都是相同的漸開(kāi)線，因而可用成型刀具或磨頭精確的加工錐齒輪，而且加工所需的機(jī)床機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)鏈非常簡(jiǎn)單，采用數(shù)控加工的方法即可以得到實(shí)現(xiàn)。因此，機(jī)床造價(jià)和齒輪的制造成本可大幅度降低。本實(shí)用新型所提供的等基圓曲線齒錐齒輪，具有格里森齒制和奧里康齒制的曲線齒錐齒輪的優(yōu)點(diǎn)，而且由于加工所需的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、數(shù)控方便，克服了格里森機(jī)床和克林根貝爾格機(jī)床加工曲線齒錐齒輪的極限范圍小的缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)加工更大直徑、更大模數(shù)的曲線齒錐齒輪。


圖1為本實(shí)用新型提供的等基圓曲線齒圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為等基圓曲線齒圓錐齒輪的幾何原理圖；圖3為等基圓曲線齒圓錐齒輪齒線的微分關(guān)系圖，其中a為用于左旋齒線，b為用于右旋齒線。
權(quán)利要求1.屬于一種曲線齒圓錐齒輪的等基圓曲線齒圓錐齒輪，其特征在于該錐齒輪的節(jié)錐展開(kāi)面上齒線為由以下方程決定
式中，“+”用于右旋齒線，“-”為用于左旋齒線。
專利摘要屬于一種曲線齒錐齒輪的等基圓曲線齒圓錐齒輪在其節(jié)錐展開(kāi)面上齒線為由下式?jīng)Q定具有格里森齒制和奧里康齒制的曲線齒錐齒輪的優(yōu)點(diǎn)，可以用成型刀具或磨頭以數(shù)控加工方法得到實(shí)現(xiàn)，而且加工所需的機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、數(shù)控方便，可大幅度降低齒輪的制造成本。
文檔編號(hào)F16H55/02GK2091383SQ9121071
公開(kāi)日1991年12月25日 申請(qǐng)日期1991年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1991年6月10日
發(fā)明者蔡春源, 程乃士 申請(qǐng)人:東北工學(xué)院