垂直交错轴斜齿环面齿轮传动转让专利
申请号 : CN200810116438.0
文献号 : CN100582522C
文献日 : 2010-01-20
发明人 : 李海涛 , 刘平义 , 魏文军 , 张绍英
申请人 : 中国农业大学
摘要 :
本发明公开了一种垂直交错轴斜齿环面齿轮传动，属于交错轴斜齿轮传动。技术方案包括斜齿环面齿轮(1)及其回转轴线(3)、斜齿圆柱齿轮(2)及其回转轴线(4)，两轴线固定并垂直交错，两轴线距离等于两齿轮啮合中心距a，斜齿环面齿轮(1)的分度曲面为圆环内表面的一部分，其齿形是沿环面分布的斜齿轮齿形，斜齿环面齿轮(1)及与其啮合的斜齿圆柱齿轮(2)形成多齿数同时接触的硬齿面点接触啮合传动，应用于90°交错轴运动和动力传递。
权利要求 :
1、垂直交错轴斜齿环面齿轮传动包括：斜齿环面齿轮(1)及其回转轴线(3)、斜齿圆柱齿轮(2)及其回转轴线(4)，两轴线固定并垂直交错，两轴线距离等于两齿轮啮合中心距a，其特征在于，斜齿环面齿轮(1)的分度曲面为圆环内表面的一部分，其齿形是沿环面分布的斜齿轮齿形，斜齿环面齿轮(1)及与其啮合的斜齿圆柱齿轮(2)形成多齿数同时接触的硬齿面点接触啮合传动。
2、 根据权利要求1所述的垂直交错轴斜齿环面齿轮传动，其特征在 于，斜齿环面齿轮（1)及与其啮合的斜齿圆柱齿轮（2)可以是 标准齿轮，也可以是变位齿轮。
3、 根据权利要求1所述的垂直交错轴斜齿环面齿轮传动，其特征在 于，斜齿环面齿轮（1)及与其啮合的斜齿圆柱齿轮（2)齿廓曲 线可以同为if开线，也可以同为圆弧。
说明书 :
垂直交错轴斜齿环面齿轮传动
技术领域
本发明涉及一种垂直交错轴斜齿环面齿轮传动，属于交错轴斜齿 轮传动；其构成为：大齿轮是斜齿圆柱齿轮，与其啮合的小齿轮是斜
齿环面齿轮，两轮轴线垂直交错安装，两齿面为点接触啮合，由于小 齿轮是斜齿环面齿轮，故垂直交错轴斜齿环面齿轮传动较同参数的
90。交错轴斜齿圆柱齿轮传动具有更高的承载能力。 技术背景
交错轴斜齿轮传动又称螺旋齿轮传动，90。交错轴斜齿圆柱齿轮 传动是由一对斜齿圆柱齿轮组成，两轮轴线夹角90。交错安装，是硬 齿面点接触啮合传动，其特点是对安装误差不敏感，但承载能力较低， 可用于大速比、小功率90°交错轴传动。圆柱蜗杆蜗轮副常用于大速 比90。交错轴传动，是软齿面线接触啮合传动，线接触较点接触啮合 承载能力高，但是蜗轮为软齿面，该传动在许多场合不能满足生产要 求；为了提高承载能力蜗杆可以设计成轴截面是环面形状的环面蜗 杆，环面蜗杆与蜗轮啮合传动称为环面蜗杆蜗轮副，其仍然是软齿面 线接触啮合传动，但同时工作齿数多，承载能力高，运动平稳，在生 产中得到广泛应用。借助于环面蜗杆的成功经验，为了提高90。交错 轴斜齿圆柱齿轮传动的承载能力，将小齿轮设计成轴截面是环面形状 的斜齿环面齿轮，斜齿环面齿轮与斜齿圆柱齿轮90。交错轴啮合，构 成垂直交错轴斜齿环面齿轮传动，该传动是硬齿面点接触啮合传动，由于同时工作齿数多，承载能力高，使用寿命长，具备推广应用价值，
是一种未见报道和应用的新型交错轴斜齿轮传动。
齿环面齿轮，两轮轴线垂直交错安装，两齿面为点接触啮合，由于小 齿轮是斜齿环面齿轮，故垂直交错轴斜齿环面齿轮传动较同参数的
90。交错轴斜齿圆柱齿轮传动具有更高的承载能力。 技术背景
交错轴斜齿轮传动又称螺旋齿轮传动，90。交错轴斜齿圆柱齿轮 传动是由一对斜齿圆柱齿轮组成，两轮轴线夹角90。交错安装，是硬 齿面点接触啮合传动，其特点是对安装误差不敏感，但承载能力较低， 可用于大速比、小功率90°交错轴传动。圆柱蜗杆蜗轮副常用于大速 比90。交错轴传动，是软齿面线接触啮合传动，线接触较点接触啮合 承载能力高，但是蜗轮为软齿面，该传动在许多场合不能满足生产要 求；为了提高承载能力蜗杆可以设计成轴截面是环面形状的环面蜗 杆，环面蜗杆与蜗轮啮合传动称为环面蜗杆蜗轮副，其仍然是软齿面 线接触啮合传动，但同时工作齿数多，承载能力高，运动平稳，在生 产中得到广泛应用。借助于环面蜗杆的成功经验，为了提高90。交错 轴斜齿圆柱齿轮传动的承载能力，将小齿轮设计成轴截面是环面形状 的斜齿环面齿轮，斜齿环面齿轮与斜齿圆柱齿轮90。交错轴啮合，构 成垂直交错轴斜齿环面齿轮传动，该传动是硬齿面点接触啮合传动，由于同时工作齿数多，承载能力高，使用寿命长，具备推广应用价值，
是一种未见报道和应用的新型交错轴斜齿轮传动。
发明内容
本发明的目的是要提供一种垂直交错轴斜齿环面齿轮传动，是将
90。交错轴斜齿圆柱齿轮传动中的小齿轮设计成分度曲面是部分圆环 内表面的斜齿环面齿轮，齿廓在其轴截面内环形分布，斜齿环面齿轮 与其啮合的大斜齿圆柱齿轮90。交错轴安装，定轴啮合传动，形成多 齿数点接触啮合传动，以便提高承载能力。
为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括斜齿环面齿轮1 及其回转轴线3、斜齿圆柱齿轮2及其回转轴线4，两轴线3、 4固定 并垂直交错，两轴线距离等于两齿轮1、 2啮合中心距a，斜齿环面 齿轮1的分度曲面为圆环内表面的一部分，其齿形是沿环面分布的斜 齿轮齿形，斜齿环面齿轮1及与其啮合的斜齿圆柱齿轮2形成多齿数 同时接触的硬齿面点接触啮合传动，构成垂直交错轴斜齿环面齿轮传 动（如图1)。
上述的垂直交错轴斜齿环面齿轮传动中，斜齿环面齿轮1及与其 啮合的斜齿圆柱齿轮2可以是标准齿轮，也可以是变位齿轮。
上述的垂直交错轴斜齿环面齿轮传动中，斜齿环面齿轮1及与其 啮合的斜齿圆柱齿轮2齿廓曲线可以同为渐开线，也可以同为圆弧。
上述的垂直交错轴斜齿环面齿轮传动中，斜齿环面齿轮1的齿形 可以设计成外凸的外齿轮齿形或内凹的内齿轮齿形，与其啮合的斜齿 圆柱齿轮2齿形则是外凸的外齿轮齿形。 附图说明
图1为垂直交错轴斜齿环面齿轮传动原理图。
图2为垂直交错轴斜齿环面齿轮传动原理轴测图。
图3为垂直交错轴斜齿环面齿轮传动原理正视图。图4为垂直交错轴斜齿环面齿轮传动原理侧视图。 图5为斜齿环面齿轮加工原理图。 具体实施方案
下面根据附图对本发明的实施例进行描述。
垂直交错轴斜齿环面齿轮传动设计：斜齿环面齿轮1齿数为&、 螺旋角为P"与其啮合的斜齿圆柱齿轮2齿数为Z2、螺旋角为|32， ^ + (32二90°，两轮具有相同的端面模数m、压力角oi和旋向，中心距a， 斜齿环面齿轮1的外环面半径Ral考虑与斜齿圆柱齿轮2齿根圆顶隙 确定（如图1、 2、 3、 4)。
斜齿环面齿轮的加工方法与斜齿内齿轮的加工方法相同，如斜齿 环面齿轮可以在滚齿机上加工，选择模数m、压力角a与斜齿圆柱齿
轮2相同，齿数大于Z2的渐开线齿形插齿刀5，可取Zs二Z2+l;将
经过粗加工后斜齿环面齿轮的毛坯1装在滚刀架上（如图5)，使齿 部长度的二分之一处通过滚齿机工作台中心6并紧固；将选定的插齿 刀5安装在工作台上，调整同心后固定；调整工作台使中心距ad=a+m /2，按斜齿环面齿轮齿数Zi和插齿刀齿数Zs计算挂轮滚比；加工 过程中，滚刀架驱动环面齿轮的毛坯l转动，工作台带动插齿刀5按 切齿滚比随动，而且随着滚刀架沿工作台轴向移动，工作台按斜齿轮 的螺旋参数和轴向移动距离附加一个转动，相对运动过程中毛坯1被 插齿刀5加工出斜齿环面齿轮的齿面。
垂直交错轴斜齿环面齿轮传动啮合原理：斜齿圆柱齿轮2按常规 方法加工，斜齿环面齿轮1加工过程中Z5#Z2，两切齿啮合面不平行， 符合点接触共轭曲面理论；斜齿环面齿轮1的齿廓为渐开螺旋面，与 其啮合的斜齿圆柱齿轮2的齿廓亦为渐开螺旋面，两轮轴线固定90° 交错安装，中心距为a，实现硬齿面点接触啮合传动。
90。交错轴斜齿圆柱齿轮传动中的小齿轮设计成分度曲面是部分圆环 内表面的斜齿环面齿轮，齿廓在其轴截面内环形分布，斜齿环面齿轮 与其啮合的大斜齿圆柱齿轮90。交错轴安装，定轴啮合传动，形成多 齿数点接触啮合传动，以便提高承载能力。
为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括斜齿环面齿轮1 及其回转轴线3、斜齿圆柱齿轮2及其回转轴线4，两轴线3、 4固定 并垂直交错，两轴线距离等于两齿轮1、 2啮合中心距a，斜齿环面 齿轮1的分度曲面为圆环内表面的一部分，其齿形是沿环面分布的斜 齿轮齿形，斜齿环面齿轮1及与其啮合的斜齿圆柱齿轮2形成多齿数 同时接触的硬齿面点接触啮合传动，构成垂直交错轴斜齿环面齿轮传 动（如图1)。
上述的垂直交错轴斜齿环面齿轮传动中，斜齿环面齿轮1及与其 啮合的斜齿圆柱齿轮2可以是标准齿轮，也可以是变位齿轮。
上述的垂直交错轴斜齿环面齿轮传动中，斜齿环面齿轮1及与其 啮合的斜齿圆柱齿轮2齿廓曲线可以同为渐开线，也可以同为圆弧。
上述的垂直交错轴斜齿环面齿轮传动中，斜齿环面齿轮1的齿形 可以设计成外凸的外齿轮齿形或内凹的内齿轮齿形，与其啮合的斜齿 圆柱齿轮2齿形则是外凸的外齿轮齿形。 附图说明
图1为垂直交错轴斜齿环面齿轮传动原理图。
图2为垂直交错轴斜齿环面齿轮传动原理轴测图。
图3为垂直交错轴斜齿环面齿轮传动原理正视图。图4为垂直交错轴斜齿环面齿轮传动原理侧视图。 图5为斜齿环面齿轮加工原理图。 具体实施方案
下面根据附图对本发明的实施例进行描述。
垂直交错轴斜齿环面齿轮传动设计：斜齿环面齿轮1齿数为&、 螺旋角为P"与其啮合的斜齿圆柱齿轮2齿数为Z2、螺旋角为|32， ^ + (32二90°，两轮具有相同的端面模数m、压力角oi和旋向，中心距a， 斜齿环面齿轮1的外环面半径Ral考虑与斜齿圆柱齿轮2齿根圆顶隙 确定（如图1、 2、 3、 4)。
斜齿环面齿轮的加工方法与斜齿内齿轮的加工方法相同，如斜齿 环面齿轮可以在滚齿机上加工，选择模数m、压力角a与斜齿圆柱齿
轮2相同，齿数大于Z2的渐开线齿形插齿刀5，可取Zs二Z2+l;将
经过粗加工后斜齿环面齿轮的毛坯1装在滚刀架上（如图5)，使齿 部长度的二分之一处通过滚齿机工作台中心6并紧固；将选定的插齿 刀5安装在工作台上，调整同心后固定；调整工作台使中心距ad=a+m /2，按斜齿环面齿轮齿数Zi和插齿刀齿数Zs计算挂轮滚比；加工 过程中，滚刀架驱动环面齿轮的毛坯l转动，工作台带动插齿刀5按 切齿滚比随动，而且随着滚刀架沿工作台轴向移动，工作台按斜齿轮 的螺旋参数和轴向移动距离附加一个转动，相对运动过程中毛坯1被 插齿刀5加工出斜齿环面齿轮的齿面。
垂直交错轴斜齿环面齿轮传动啮合原理：斜齿圆柱齿轮2按常规 方法加工，斜齿环面齿轮1加工过程中Z5#Z2，两切齿啮合面不平行， 符合点接触共轭曲面理论；斜齿环面齿轮1的齿廓为渐开螺旋面，与 其啮合的斜齿圆柱齿轮2的齿廓亦为渐开螺旋面，两轮轴线固定90° 交错安装，中心距为a，实现硬齿面点接触啮合传动。