軸向變壓力角齒輪的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠有效地消除或減少齒側(cè)間隙及回差的軸向變壓力角齒輪。根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪具有與另外的齒輪嚙合的內(nèi)端面和與內(nèi)端面相對的外端面，其中軸向變壓力角齒輪的輪齒的兩側(cè)中的至少一側(cè)具有沿著軸向變壓力角齒輪的軸向從內(nèi)端面向外端面變化的壓力角，并且輪齒的所述至少一側(cè)的同側(cè)齒面從齒頂?shù)焦?jié)圓區(qū)域以及從齒根到節(jié)圓區(qū)域分別形成齒面錐形相反的夾角。因此，根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪能夠有效消除或減少齒側(cè)間隙及回差，并且嚙合時產(chǎn)生的軸向力可相互抵消，從而達到減少振動和噪聲，提高承載能力和傳動剛度，延長使用壽命的良好效果。
【專利說明】軸向變壓力角齒輪
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械傳動領(lǐng)域，具體地，涉及一種能夠調(diào)節(jié)側(cè)隙的軸向變壓力角齒輪。【背景技術(shù)】
[0002]隨著精密傳動的發(fā)展需求，對實現(xiàn)消隙傳動和側(cè)隙可調(diào)裝置提出了更高要求。傳統(tǒng)的精密齒輪傳動中，為了實現(xiàn)消隙傳動和側(cè)隙可調(diào)嚙合，常用的技術(shù)方案存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜和裝配較困難等缺點。為此，通常采用徑向變位的漸開線錐形齒輪(例如美國專利US3174356、US3171212和US5400672)來解決上述問題。然而，對于徑向變位的漸開線錐形齒輪，由于齒頂圓呈錐形，嚙合時其滑動系數(shù)沿軸向不斷變化，將直接增大齒輪箱磨損，降低使用壽命。
[0003]為了克服上述缺點，中國發(fā)明專利CN100575750C公開了一種可調(diào)側(cè)隙變厚齒輪傳動副，該齒輪傳動副的齒輪通過齒廓從齒長的中部分別向齒的兩端端面軸向逐漸變厚和變薄來實現(xiàn)變厚齒輪，從而控制傳動側(cè)隙。此外，中國發(fā)明專利CN101285520B公開了一種變齒厚圓柱變位齒輪。該齒輪采用切向變位系數(shù)沿齒輪盤軸向按由小到大的規(guī)律變化，輪齒兩個齒面的切向變位系數(shù)由小到大的方向相同，從而使輪齒的兩齒面形成一定的夾角，由此消除或減小齒側(cè)間隙及回差。
[0004]上述現(xiàn)有的專利文獻所公開的齒輪的齒面都是在一個方向上形成夾角，這使得齒輪在傳動時不可避免地產(chǎn)生軸向力，齒輪傳動時產(chǎn)生的軸向力會造成齒輪軸向竄動，增大振動和噪聲，并降低使用壽命。此外，上述現(xiàn)有的專利文獻所公開的變厚齒輪的齒厚都是在一個端面變厚，另一個端面變薄，使得整個齒面的承載能力和傳動剛度沿軸向由齒厚變厚端向齒厚變薄端降低，在齒輪傳動中引發(fā)齒面載荷分配不均現(xiàn)象，更容易導(dǎo)致輪齒發(fā)生疲勞損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種能夠有效地消除或減少齒側(cè)間隙及回差且軸向力可相互抵消的軸向變壓力角齒輪。根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪能夠減少振動和噪聲，從而實現(xiàn)精密傳動，同時提高承載能力和傳動剛度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪具有與另外的齒輪嚙合的內(nèi)端面和與內(nèi)端面相對的外端面，其中軸向變壓力角齒輪的輪齒的兩側(cè)中的至少一側(cè)具有沿著軸向變壓力角齒輪的軸向從內(nèi)端面向外端面變化的壓力角，并且輪齒的所述至少一側(cè)的同側(cè)齒面從齒頂?shù)焦?jié)圓區(qū)域以及從齒根到節(jié)圓區(qū)域分別形成齒面錐形相反的夾角。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，輪齒的一側(cè)具有沿著軸向從內(nèi)端面向外端面變化的壓力角。
[0008]輪齒的所述一側(cè)的壓力角可以由小到大變化。
[0009]可選地，輪齒的所述一側(cè)的壓力角也可以由大到小變化。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，輪齒的兩側(cè)均具有沿著軸向從內(nèi)端面向外端面變化的壓力角。
[0011]輪齒的兩側(cè)的壓力角的大小按照相同的變化規(guī)律變化。
[0012]可選地，輪齒的兩側(cè)的壓力角的大小也可以按照不同的變化規(guī)律變化。
[0013]進一步地，輪齒的壓力角可以以線性變化、拋物線變化和圓弧形變化中的任一種
進行變化。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]本發(fā)明的上述及其它方面和特征將從以下結(jié)合附圖對實施例的說明清楚呈現(xiàn)，其中:
[0015]圖1(a)是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的軸向變壓力角齒輪的齒形示意圖；
[0016]圖1(b)是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的軸向變壓力角齒輪的齒形截面圖；
[0017]圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的軸向變壓力角齒輪的結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0018]圖3(a)是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的軸向變壓力角齒輪的齒形示意圖；
[0019]圖3(b)是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的軸向變壓力角齒輪的齒形截面圖；
[0020]圖4是顯示根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的軸向變壓力角齒輪的結(jié)構(gòu)的立體圖；
[0021]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的軸向變壓力角齒輪的齒形截面圖；
[0022]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的軸向變壓力角齒輪的齒形截面圖；以及
[0023]圖7是根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪副的外嚙合示意圖。
【具體實施方式】
[0024]本發(fā)明涉及一種軸向變壓力角齒輪，該軸向變壓力角齒輪具有與另外的齒輪嚙合的內(nèi)端面和與所述內(nèi)端面相對的外端面。根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪采用軸向變壓力角的形式，使得齒輪輪齒的齒面沿齒輪軸線形成一定的錐形夾角，通過調(diào)整相互嚙合齒輪的軸向位置即可調(diào)整嚙合側(cè)隙，因而能夠有效消除或減少齒側(cè)間隙及回差，實現(xiàn)精密傳動。此外，本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪的壓力角變化的同側(cè)齒面從齒頂?shù)焦?jié)圓區(qū)域以及從齒根到節(jié)圓區(qū)域分別形成齒面錐形相反的夾角，這使得嚙合時產(chǎn)生的軸向力可相互抵消，從而減少振動和噪聲；且輪齒的節(jié)圓齒厚沿軸向保持不變，進一步提高了承載能力和傳動剛度，因此能夠延長使用壽命。
[0025]具體地，根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪的輪齒的兩側(cè)中的至少一側(cè)具有沿著軸向變壓力角齒輪的軸向從內(nèi)端面向外端面變化的壓力角，并且輪齒的所述至少一側(cè)的同側(cè)齒面從齒頂?shù)焦?jié)圓區(qū)域以及從齒根到節(jié)圓區(qū)域分別形成齒面錐形相反的夾角。根據(jù)本發(fā)明，輪齒側(cè)面的壓力角可以沿著軸向從內(nèi)端面向外端面由大到小或由小到大變化。在輪齒兩側(cè)的壓力角均變化的情況下，壓力角的大小可以按照相同或不同的變化規(guī)律變化。例如，輪齒兩側(cè)壓力角按照不同變化規(guī)律變化的情況下，輪齒的一側(cè)的壓力角由小到大變化，而另一側(cè)的壓力角由大到小變化。此外，輪齒的壓力角可以以線性變化、拋物線變化和圓弧形變化中的任一種進行變化。
[0026]下面，將參照附圖列舉本發(fā)明的說明性、非限制性實施例，以對根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪進行詳細說明。
[0027]圖1 (a)、圖1 (b)和圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的軸向變壓力角齒輪。在第一實施例中，輪齒兩側(cè)的齒面壓力角均采用沿齒輪軸向從內(nèi)端面面向外端面由小到大的線性變化規(guī)律。圖1的實線代表外端面齒形，虛線代表內(nèi)端面齒形。從左側(cè)齒廓看，1A-3A段為外端面大壓力角漸開線齒形，2A-4A段為內(nèi)端面小壓力角漸開線齒形，5A為節(jié)圓。截面IA和截面IIA分別為齒輪節(jié)圓上、下兩段某處漸開線輪齒的截面。8A和9A分別為截面IA的左、右齒形示意圖，6A和7A分別為截面IIA的左、右齒形示意圖。從示意圖可看出，在輪齒兩側(cè)齒面上，節(jié)圓5A到齒頂段齒面形成錐形向外的夾角，節(jié)圓5A到齒根段齒面形成錐形向內(nèi)的夾角，即同側(cè)齒面形成錐形相反的夾角(例如6A和8A，7A和9A)。
[0028]圖3 (a)、圖3 (b)和圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的軸向變壓力角齒輪。本發(fā)明的第二實施例與第一實施例的不同之處在于，輪齒左側(cè)齒面壓力角采用沿齒輪軸向從內(nèi)端面向外端面由小到大的線性變化規(guī)律，右側(cè)齒面壓力角采用沿齒輪軸向從內(nèi)端面向外端面由大到小的線性變化規(guī)律。從示意圖可看出，在輪齒左側(cè)齒面上，節(jié)圓5B到齒頂段齒面形成錐形向外的夾角，節(jié)圓5B到齒根段齒面形成錐形向內(nèi)的夾角。在輪齒右側(cè)齒面上，節(jié)圓5B到齒頂段齒面形成錐形向內(nèi)的夾角，節(jié)圓5B到齒根段齒面形成錐形向外的夾角。也就是說，同側(cè)齒面形成錐形相反的夾角(如6B和8B，7B和9B)。
[0029]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的軸向變壓力角齒輪的齒形截面圖。在第三實施例中，輪齒左側(cè)齒面壓力角采用沿齒輪軸向從內(nèi)端面向外端面由小到大的線性變化規(guī)律，右側(cè)齒面壓力角為恒值。在輪齒左側(cè)齒面上，節(jié)圓5C到齒頂段齒面形成錐形向外的夾角，節(jié)圓5C到齒根段齒面形成錐形向內(nèi)的夾角，同側(cè)齒面形成錐形相反的夾角(如6C和SC)。
[0030]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的軸向變壓力角齒輪的齒形截面圖。在第四實施例中，輪齒左側(cè)齒面壓力角采用沿齒輪軸向從內(nèi)端面向外端面由小到大的拋物線變化規(guī)律，右側(cè)齒面壓力角采用沿齒輪軸向從內(nèi)端面向外端面由小到大的線性變化規(guī)律。在輪齒兩側(cè)齒面上，節(jié)圓到齒頂段齒面形成錐形向外的夾角，節(jié)圓到齒根段齒面形成錐形向內(nèi)的夾角，即同側(cè)齒面形成錐形相反的夾角(如6D和8D，7D和9D)。
[0031]本發(fā)明在此例示性地說明齒輪輪齒的至少一側(cè)的壓力角以線性或者拋物線變化進行變化。然而，根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪不局限于此，輪齒的至少一側(cè)的壓力角可以沿著齒輪軸向以任何規(guī)律進行變化，例如以圓弧形變化進行變化。
[0032]圖7是根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪副的外嚙合示意圖。齒輪10和齒輪11分別為嚙合面壓力角變化規(guī)律一致的軸向變壓力角齒輪，因同側(cè)齒面在節(jié)圓上下兩段齒面形成錐形相反的夾角，因此可通過調(diào)節(jié)兩嚙合齒輪對的軸向位置來調(diào)整嚙合側(cè)隙。因而，根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪能夠有效消除或減少齒側(cè)間隙及回差，并且嚙合時產(chǎn)生的軸向力可相互抵消，從而達到減少振動和噪聲，延長使用壽命的良好效果。根據(jù)本發(fā)明的軸向變壓力角齒輪，節(jié)圓齒厚沿軸向保持不變，任一端截面齒厚在節(jié)圓上下兩段分別逐漸變厚和變薄，在齒輪傳動中，齒面載荷沿齒輪軸向分布均勻，進一步提高了整個齒輪的承載能力和傳動剛度。
[0033]盡管對本發(fā)明的典型實施例進行了說明，但是顯然本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在不背離本發(fā)明的精神和原理的情況下可以進行改變，其范圍在權(quán)利要求書以及其等同物中進行了限定。
【權(quán)利要求】
1.一種軸向變壓力角齒輪，所述軸向變壓力角齒輪具有與另外的齒輪嚙合的內(nèi)端面和與所述內(nèi)端面相對的外端面，其中: 所述軸向變壓力角齒輪的輪齒的兩側(cè)中的至少一側(cè)具有沿著所述軸向變壓力角齒輪的軸向從所述內(nèi)端面向所述外端面變化的壓力角；以及 所述輪齒的所述至少一側(cè)的同側(cè)齒面從齒頂?shù)焦?jié)圓區(qū)域以及從齒根到節(jié)圓區(qū)域分別形成齒面錐形相反的夾角。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向變壓力角齒輪，其中，所述輪齒的一側(cè)具有沿著所述軸向從所述內(nèi)端面向所述外端面變化的壓力角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向變壓力角齒輪，其中，所述輪齒的所述一側(cè)的壓力角由小到大變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軸向變壓力角齒輪，其中，所述輪齒的所述一側(cè)的壓力角由大到小變化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸向變壓力角齒輪，其中，所述輪齒的兩側(cè)均具有沿著所述軸向從所述內(nèi)端面向所述外端面變化的壓力角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸向變壓力角齒輪，其中，所述輪齒的兩側(cè)的壓力角的大小按照相同的變化規(guī)律變化。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的軸向變壓力角齒輪，其中，所述輪齒的兩側(cè)的壓力角的大小按照不同的變化規(guī)律變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項所述的軸向變壓力角齒輪，其中，所述輪齒的壓力角以線性變化、拋物線變化和圓弧形變化中的任一種進行變化。
【文檔編號】F16H55/18GK103807408SQ201410010206
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】劉富豪, 蔣漢軍 申請人:鹽城工學(xué)院