專利名稱：一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明及一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，屬于機(jī)械設(shè)備齒輪傳動設(shè)計和齒輪技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
齒輪失效在各種機(jī)械故障中占60%以上，因此對齒輪嚙合性能的研究長期以來一直是國內(nèi)外研究的重要課題。目前研究主要為了能有效提高用于機(jī)械傳動的齒輪系統(tǒng)中齒輪的性能、質(zhì)量以及壽命，現(xiàn)有的幾種常用齒輪結(jié)構(gòu)類型雖然在提高齒輪嚙合與傳動性能方面都有各自的獨(dú)到之處，但在降低動力傳動過程中齒輪接觸應(yīng)力這一方面仍舊存在一些問題。漸開線齒輪特有的嚙合方式帶來的突出問題是:隨著齒輪轉(zhuǎn)速升高或負(fù)荷加大，輪齒的熱變形或機(jī)械變形將明顯增大，齒輪及其支承系統(tǒng)的變形也會增大，再加上安裝制造誤差，因此齒輪傳動中不可避免地會出現(xiàn)嚙入、嚙出沖擊，載荷突變，速度波動，以及不同振型、頻率組成的各階振動，從而降低傳動精度，縮短使用壽命，降低承載能力，增大振動噪聲。圓弧齒輪將漸開線齒輪凸面與凸面相接觸，改變成凹形齒廓與凸形齒廓之間的嚙合，具有承載能力高、嚙合性能好、壽命長，且承載能力比同樣條件下的漸開線齒輪高。但是圓弧齒輪存在主要問題:承載能力改善較難、加工工藝比較麻煩、圓弧齒輪依靠接觸點沿齒寬方向移動實現(xiàn)傳動的方式，會導(dǎo)致哨入和哨出沖擊，影響傳動的平穩(wěn)性、輪齒傳動中，哨合點沿齒寬方向傳動，初始接觸 點在齒端，齒端是薄弱環(huán)節(jié)。擺線齒輪這種齒輪在傳動中，中心距不能改變，若發(fā)生變化，則會使其瞬時傳動比發(fā)生變化，并且每一種參數(shù)的擺線齒輪就須一把專門的滾刀，加工成本高，同時對于齒數(shù)少、齒距大的滾刀，設(shè)計制造存在很大的困難。而現(xiàn)有公知發(fā)明中也公開了一些其它形式的齒輪結(jié)構(gòu)，用來改進(jìn)齒輪嚙合與傳動性能。CN1419064A中公開了一種小齒數(shù)大重合度齒輪，它嚴(yán)格滿足平面共軛嚙合條件的齒輪齒廓曲線。這種齒輪的相對滑移率比漸開線齒輪低，雖然其重合度可達(dá)到2，且有效地減少標(biāo)準(zhǔn)漸開線直齒輪的最小齒數(shù)，最小可達(dá)到4齒，但卻忽視了齒輪的根切問題，因而會造成齒輪輪齒強(qiáng)度降低，這種齒輪在長期的運(yùn)行中將導(dǎo)致齒輪表面的疲勞剝落與磨損，降低其使用壽命。CN1153875A中公開了一種斜齒輪，特別是一種即使在擺線、漸開線曲線以及圓弧齒形構(gòu)成的連續(xù)相切齒形，這種齒輪整體強(qiáng)度較低，齒輪嚙合徑向力以外增大，容易產(chǎn)生輪齒疲勞斷裂，使得齒輪傳動系統(tǒng)因為故障頻發(fā)而大幅度地降低了系統(tǒng)的壽命，甚至因為突發(fā)故障而危及安全。CN102374273A中公布了一種雙壓力角漸開線斜齒外嚙合圓柱齒輪的齒形設(shè)計，由于該類結(jié)構(gòu)齒輪的主動側(cè)與從動側(cè)的壓力角不等，因此，單齒齒廓并不對稱，不能使用傳統(tǒng)范成、插齒法進(jìn)行加工制造。必須使用特種加工方法，這樣便增加了生產(chǎn)成本和加工時間，并且降低了生產(chǎn)效率。本發(fā)明在漸開線齒輪、圓弧齒輪和擺線齒輪以及現(xiàn)有公知技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，這種輪系將現(xiàn)有的外接觸形式改進(jìn)為內(nèi)接觸形式，從而降低了計算接觸應(yīng)力，其目的是改善齒輪嚙合特性和動力傳動性能，從而使雙圓弧修正擺線齒輪應(yīng)用于高接觸強(qiáng)度、高壽命的齒輪傳動系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，以解決現(xiàn)有的齒輪傳動系統(tǒng)中接觸強(qiáng)度低、壽命短的問題。本發(fā)明按以下技術(shù)方案實現(xiàn):一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，包括內(nèi)齒圈1、行星輪2、中心輪3 ;行星輪2安裝在內(nèi)齒圈I與中心輪3之間，行星輪2包括修正外擺線I 8、修正內(nèi)擺線I 9、節(jié)圓I 6 ;中心輪3包括修正外擺線II 10、修正內(nèi)擺線II 11、節(jié)圓II7 ;內(nèi)齒圈I包括修正外擺線III13、修正內(nèi)擺線III14、節(jié)圓III12 ;行星輪2的修正內(nèi)擺線I 9與中心輪3的修正外擺線II 10凹凸嚙合，中心輪3的修正內(nèi)擺線II 11與行星輪2的修正外擺線I 8凹凸嚙合，即為外接觸內(nèi)嚙合5，行星輪2的修正內(nèi)擺線I 9與內(nèi)齒圈I的修正外擺線III 13凹凸嚙合，內(nèi)齒圈I的修正內(nèi)擺線III 14與行星輪2的修正外擺線I 8凹凸嚙合，即為內(nèi)接觸內(nèi)嚙合4，行星輪2的節(jié)圓I 6與中心輪3的節(jié)圓II 7在行星輪2與中心輪3嚙合處接觸，行星輪2的節(jié)圓I 6與內(nèi)齒圈I的節(jié)圓III 12在行星輪2與內(nèi)齒圈I嚙合處接觸。所述修正外擺線I 8、修正內(nèi)擺線I 9、修正外擺線II 10、修正內(nèi)擺線II 11、修正外擺線III13、修正內(nèi)擺線III14均為半徑相等的圓弧。所述內(nèi)齒圈I與中心輪3為主動輪。所述內(nèi)齒圈I與中心輪3的回轉(zhuǎn)中心軸線相同。所述行星輪2公轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)軸線為內(nèi)齒圈I和中心輪3的共同中心軸線。所述內(nèi)齒圈I與中心輪3之間安裝有多個行星輪2。本發(fā)明依據(jù)赫茲(H.Hertz )公式:
權(quán)利要求
1.一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特征在于:包括內(nèi)齒圈(I)、行星輪(2)、中心輪(3);行星輪(2)安裝在內(nèi)齒圈(I)與中心輪(3)之間，行星輪(2)包括修正外擺線I (8)、修正內(nèi)擺線I (9)、節(jié)圓I (6);中心輪(3)包括修正外擺線II (10)、修正內(nèi)擺線II (11)、節(jié)圓II (7);內(nèi)齒圈(I)包括修正外擺線111(13)、修正內(nèi)擺線111(14)、節(jié)圓111(12);行星輪(2)的修正內(nèi)擺線I (9)與中心輪(3)的修正外擺線II (10)凹凸嚙合，中心輪(3)的修正內(nèi)擺線II (11)與行星輪(2)的修正外擺線I (8)凹凸嚙合，行星輪(2)的修正內(nèi)擺線I (9)與內(nèi)齒圈(I)的修正外擺線111(13)凹凸嚙合，內(nèi)齒圈(I)的修正內(nèi)擺線111(14)與行星輪(2)的修正外擺線I (8)凹凸嚙合，行星輪(2)的節(jié)圓I (6)與中心輪(3)的節(jié)圓II (7)在行星輪(2)與中心輪(3)嚙合處接觸，行星輪(2)的節(jié)圓I (6)與內(nèi)齒圈(I)的節(jié)圓111(12)在行星輪(2)與內(nèi)齒圈(I)嚙合處接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特征在于:所述修正外擺線I (8)、修正內(nèi)擺線I (9)、修正外擺線II (10)、修正內(nèi)擺線II (11)、修正外擺線111(13)、修正內(nèi)擺線111(14)均為半徑相等的圓弧。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特征在于:所述內(nèi)齒圈(I)與中心輪(3)為主動輪。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特征在于:所述內(nèi)齒圈(I)與中心輪(3)的回轉(zhuǎn)中心軸線相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特征在于:所述行星輪(2)公轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)軸線為內(nèi)齒圈(I)和中心輪(3)的共同中心軸線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其特征在于:所述內(nèi)齒圈(I)與中心輪(3)之間安裝有·多個行星輪(2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，屬于機(jī)械設(shè)備齒輪傳動設(shè)計和齒輪技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明包括內(nèi)齒圈、行星輪、中心輪；行星輪安裝在內(nèi)齒圈與中心輪之間，行星輪與內(nèi)齒圈的嚙合方式為內(nèi)接觸內(nèi)嚙合，行星輪與中心輪的嚙合方式為外接觸內(nèi)嚙合。本發(fā)明的側(cè)隙和頂隙較大，傳動靈活；齒頂高和齒根高較小，不容易卡滯；輪齒根部齒厚較寬，輪齒根部的彎曲強(qiáng)度較大；可大大降低加工成本、傳動效率高、能有效的減小接觸應(yīng)力。
文檔編號F16H55/17GK103234006SQ201310119129
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月8日
發(fā)明者何家寧, 高永 申請人:昆明理工大學(xué)