專利名稱：可變速比斜齒輪傳動(dòng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用斜齒輪傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)可變速比傳動(dòng)的方法。可變速比齒輪傳動(dòng)是廣泛用于機(jī)床、汽車、輪船等領(lǐng)域的變速比傳動(dòng)。
通過(guò)變速比傳動(dòng)，它可使原動(dòng)機(jī)的一級(jí)轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換成多級(jí)轉(zhuǎn)速。其結(jié)構(gòu)是在兩棵平行軸上，有一棵花鍵軸上的幾個(gè)齒輪可以在軸上移動(dòng)。通過(guò)撥叉撥動(dòng)滑移齒輪使不同齒輪數(shù)比的齒輪嚙合，來(lái)達(dá)到變速的目的。由于滑移齒輪不限制軸向自由度，故不能使用產(chǎn)生軸向力的斜齒輪傳動(dòng)，經(jīng)檢索目前國(guó)際上尚無(wú)使用斜齒輪作用斜齒輪作滑移齒輪的技術(shù)。應(yīng)用斜齒輪變速比傳動(dòng)是通過(guò)其它的復(fù)雜機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。與本專利提供的辦法不同。
本專利的目的是提供使用斜齒輪作滑移齒輪的方法。
使用斜齒輪做滑移齒輪的方法是使用螺旋花鍵傳動(dòng)，螺旋花鍵的導(dǎo)程與斜齒輪的導(dǎo)程相同，方向相同，這樣斜齒輪產(chǎn)生軸向力，螺旋花鍵亦產(chǎn)生軸向力，這兩個(gè)力大小相同，方向相反，這樣，軸向力可以抵消了。
現(xiàn)簡(jiǎn)單證明了對(duì)于斜齒輪，其軸向力F軸＝F切·tgβ其中F切齒輪受切向力F切＝M/r(M主傳動(dòng)扭矩，r分度半徑)β分度圓上螺旋角tgβ＝2πrM/L(L斜齒輪的導(dǎo)程)
即F軸＝(M/r)×(2πr/L)＝2πM/L對(duì)于螺旋輪內(nèi)花鍵，其軸向力T軸＝T切·tgβ1其中T切花鍵軸作用在齒輪上沿垂直于r方向和T切＝M/r1(r1花鍵中徑)β1花鍵中徑螺旋角tgβ1＝2πr1/L(L花鍵導(dǎo)程)故T軸＝(M/r1)×(2πr1/L)＝2πM/L這樣可知F軸＝T軸由于其受切力方向相反、螺旋角相同，故軸向方向相反。
在這里，值得注意的問(wèn)題是雖然軸向力抵削了，但因?yàn)閮蓚€(gè)軸向力沒(méi)有作用在一條直線上，由軸向力產(chǎn)生的扭矩F軸·r＝2πrM/L還存在，它將會(huì)使傳動(dòng)軸產(chǎn)生彎曲變形，設(shè)計(jì)應(yīng)該較核軸的剛度。另外由于花鍵存在徑向間隙，也存在剛度問(wèn)題，但在間隙很小時(shí)，油膜的剛度是足夠的。其次有螺旋角，對(duì)齒輪滑移不利，但一般螺旋角都小于10°￠，如果內(nèi)外花鍵的精度、光潔度都高，撥叉撥動(dòng)滑移齒輪不會(huì)有問(wèn)題。
另外，由于斜齒輪不能使用插床加工，而軸向間隙小的滑動(dòng)齒輪又不能使用滾刀加工，故最好的辦法是使用組合滑移齒輪。
螺旋花鍵軸用花鍵銑加差動(dòng)掛輪加工，螺旋花鍵槽用螺旋花鍵拉刀拉削。
可變速比斜齒輪傳動(dòng)的基本尺寸計(jì)算、設(shè)在兩個(gè)平行軸上有n組斜齒輪傳動(dòng)。其中我們把主動(dòng)軸Ⅰ做滑移齒輪軸，軸Ⅱ?yàn)楣潭X輪軸，傳動(dòng)比為i1，i2，…ik…in。第k組齒輪在第j軸上用Zkj表示則i1＝Z12/Z11…ik＝Zk2/Zk1…in＝Zn2/Zn1根據(jù)強(qiáng)度計(jì)算確定中心距A。
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)初定導(dǎo)程L。為了使拉刀種數(shù)較少。我們可將花鍵導(dǎo)程規(guī)范化，盡量在40π50π63π80π100π125π160π200π250π320π400π500π630π800π1000π1250π1600π2000π2500π3200π中選取。
則第k組齒輪傳動(dòng)。
Zk2＝ikZk1A＝m(Zk1+Zk2)/2Cosβktgβk＝πmZk1/Cosβ·L解之得tgβk＝2πA/(1+ik)·LZk2＝ik·Zk1Zk1＝2A·Cosβk/m(1+ik)對(duì)于斜齒輪傳動(dòng)要使中心距A各齒輪齒數(shù)Zkj[k＝1，2…j＝1，2]在計(jì)算時(shí)都是整數(shù)是比較困難的，必要時(shí)可使用變位齒輪，但反復(fù)驗(yàn)算總可找到比較理想的值，尤其現(xiàn)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，必能找到少變位的斜齒輪傳動(dòng)。當(dāng)使用變位齒輪時(shí)，上式還是可用的。
一組齒輪傳動(dòng)比越相近，各齒輪的螺旋角差異也越小，反之，越大。
可變速比斜齒輪傳動(dòng)比直齒輪傳動(dòng)有下列優(yōu)點(diǎn)許轉(zhuǎn)速高;承載力大;傳動(dòng)平穩(wěn);噪音小;許用傳動(dòng)比稍大;結(jié)構(gòu)小，例如，現(xiàn)在使用的大部分機(jī)床，都使用了皮帶傳動(dòng)減速之后，才用變速比傳動(dòng)，重載的可變速比齒輪箱、如汽車、為了提高齒輪的承載能力而采用高硬度、高精度齒輪，有些轉(zhuǎn)速較高的機(jī)床噪音較大、有些變速箱齒輪壽命太短等，應(yīng)用斜齒輪傳動(dòng)對(duì)這些機(jī)械特性或指標(biāo)有實(shí)質(zhì)性的提高例如，如圖為拖拉機(jī)變速箱的可變比部分，它通過(guò)滑移斜齒輪傳動(dòng)達(dá)到變速比的目的，可以實(shí)現(xiàn)6級(jí)轉(zhuǎn)速，其公比為1.58。
下面是圖紙標(biāo)號(hào)的各軸及齒輪參數(shù)。
1.Ⅰ螺旋軸外徑D＝32螺旋角β＝6°5′18″導(dǎo)程L＝300π2.齒輪m＝3Z＝24β＝13°48′58″L＝300πX＝03.齒輪m＝3Z＝29β＝16°50′41″L＝300πX＝-0.024.齒輪m＝3Z＝18β＝10°15′52″L＝300πX＝05.齒輪m＝3Z＝37β＝10°15′52″L＝300πX＝0236.齒輪m＝3Z＝24β＝16°50′41″L＝300πX＝0
7.齒輪m＝3Z＝30β＝13°48′58″L＝300πX＝-0.148.Ⅱ螺旋軸D＝36β＝°25′7″L＝320π9.齒輪m＝3Z＝17β＝9°9′15″L＝320πx＝010.齒輪m＝3Z＝35β＝19°15′3″L＝320πx＝011.齒輪m＝3Z＝43β＝9°9′15″L＝320πX＝-0.0512.齒輪m＝3Z＝22β＝19°15′3″L＝320πX＝+0.1413.Ⅲ軸14.輸出率齒輪Ⅰ和Ⅱ軸距離83mmⅡ軸Ⅲ軸距離9權(quán)利要求
1.一種用于可變速傳動(dòng)的方法。其特征是使用斜齒輪用于可變速傳動(dòng)同時(shí)又用螺旋花鍵傳動(dòng)抵削斜齒輪傳動(dòng)的軸向力。
2.根據(jù)權(quán)力要求“1”規(guī)定的方法。其特征為不產(chǎn)生軸向力的設(shè)計(jì)計(jì)算方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了使用可變速比斜齒輪傳動(dòng)的一般方法。該方法特征是滑移齒輪使用螺旋花鍵傳動(dòng)，使齒輪傳動(dòng)的軸向力與花鍵傳動(dòng)軸向力相抵消?？勺兯傩饼X輪傳動(dòng)應(yīng)用于汽車、輪船、機(jī)床等廣泛的機(jī)械制造行業(yè)。
文檔編號(hào)F16H3/06GK1072477SQ9111071
公開(kāi)日1993年5月26日 申請(qǐng)日期1991年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月19日
發(fā)明者宋振才 申請(qǐng)人:宋振才