專利名稱:拋物線齒輪及其滾刀的制作方法
本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)用的圓柱齒輪，特別是該齒輪齒廓曲線為拋物線形狀，以及切制該齒輪的拋物線滾刀。
目前，生產(chǎn)中大量用的傳動(dòng)齒輪為漸開線齒廓的圓柱齒輪。而在高承載能力場(chǎng)合的齒輪，國內(nèi)外均用滲碳淬硬磨齒漸開線齒輪。生產(chǎn)這種齒輪歷史悠久，工藝成熟，但成本高昂，磨齒生產(chǎn)率低。從齒廓的承載特性來看，無論是接觸、彎曲還是膠合、磨損均不太理想。
生產(chǎn)電動(dòng)工具之類，要求在額定功率及額定電機(jī)轉(zhuǎn)速的條件下，采用較大減速比傳動(dòng)，這就需要生產(chǎn)一種小模數(shù)、極少齒數(shù)的齒輪。而國內(nèi)外目前用漸開線齒輪通過大量正移距變位切制齒數(shù)為4齒的模數(shù)少齒數(shù)齒輪，結(jié)果齒輪齒廓精度不高，輪齒強(qiáng)度弱，軸承受力大，傳動(dòng)效率低。
目前在國內(nèi)外尚無輪齒齒廓曲線為拋物線的齒輪，特別是齒廓為拋物曲線的小模數(shù)、極少齒數(shù)的齒輪。
同樣，目前國內(nèi)外尚無切制上述齒輪的拋物線滾刀。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的、齒廓曲線為拋物線的、高承載能力的圓柱齒輪，以及極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)中的少齒數(shù)齒輪。同時(shí)，本發(fā)明能簡(jiǎn)化加工工藝、降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率。
本發(fā)明的目的在于提供一種切制上述拋物線齒輪的滾刀。
本發(fā)明的拋物線圓柱齒輪原始齒廓的頂部曲線和根部曲線對(duì)稱于原點(diǎn)，因此是一種線接觸的共軛齒輪。
當(dāng)模數(shù)為1時(shí)，其拋物線方程為
式中x、y是x、y坐標(biāo)軸上的數(shù)值，a、b為齒形特性系數(shù)，a＝0.10～0.25，b＝0.005～0.03125。
在極少齒數(shù)的齒輪傳動(dòng)中，為了提高齒輪副的接觸強(qiáng)度，將一對(duì)齒輪的齒面分別設(shè)計(jì)為凹凸接觸形狀，將小齒輪的齒廓取在節(jié)圓外，呈凸齒齒廓，而將大齒輪齒廓取在節(jié)圓內(nèi)呈凹齒齒廓。
本發(fā)明所提供的切制上述拋物線齒輪的滾刀，其法向齒廓為拋物線，其曲線方程當(dāng)模數(shù)為1時(shí)為
式中x、y是x、y坐標(biāo)軸上的數(shù)值。a、b為齒形特性系數(shù)，a＝0.10～0.05，b＝0.005～0.03125。
經(jīng)選用a、b值，將切制小齒輪極少齒數(shù)傳動(dòng)的小齒輪滾刀的法向齒廓設(shè)計(jì)為凹形，切制小齒輪極少齒數(shù)傳動(dòng)的大齒輪的滾刀的法向齒廓設(shè)計(jì)為凸形。切制上述小齒輪的滾刀，其最少齒數(shù)可切制到3齒。
本發(fā)明的拋物線齒輪，其齒頂部為凸齒廓，齒根部為凹齒廓。該齒廓曲線具有較小的相對(duì)主曲率，僅為漸開線齒輪的1/7～1/8，有較大的齒根厚度，因此有極高的齒面承載能力。拋物線齒輪的齒形系數(shù)約為漸開線齒輪的2/3，因此有很高的抗折斷能力。其滑動(dòng)率的最大值僅有漸開線齒輪的滑動(dòng)率最大值的1/60，因此有極好的抗磨損能力。拋物線齒輪的齒廓接觸點(diǎn)到節(jié)點(diǎn)距離的最大值僅是漸開線齒輪的40%，因此有極好的抗膠合能力。其承載能力為相同條件的漸開線齒輪的220～250%。
用拋物線滾刀切制的齒輪，它以滾切代替了滲碳淬硬磨齒工藝，因此簡(jiǎn)化了加工工藝，降低生產(chǎn)成本，提高了齒輪生產(chǎn)率。
拋物線齒輪齒廓曲線見附圖〔1〕，其實(shí)施方案〔1〕
取a＝0.10，b＝0.005，模數(shù)＝3
附圖〔1〕中的拋物線與過渡圓弧r1連接點(diǎn)為t，拋物線與過渡圓弧r2的連接點(diǎn)為S。j、k兩點(diǎn)用直線連接。按此曲線切制出的齒輪性能良好。
實(shí)施方案(Ⅱ)上述曲線方程取a＝0.25，b＝0.03125，模數(shù)＝6
附圖〔1〕中的拋物線與過渡圓弧r1的連接點(diǎn)為t，拋物線與過渡圓弧r2的連接點(diǎn)為S。j、K兩點(diǎn)用直線連接。按此曲線切制出的齒輪性能亦良好。
本發(fā)明切制小模數(shù)極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)的拋物線齒輪的滾刀曲線見附圖〔2〕、附圖〔3〕。其中附圖〔2〕為切制小齒輪的拋物線滾刀曲線，當(dāng)模數(shù)為1時(shí)，其方程式
實(shí)施方案〔1〕取a＝0.10，b＝0.005當(dāng)切制模數(shù)＝0.8，極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)的小齒輪，齒數(shù)＝3的滾刀。
附圖〔2〕中的其它參數(shù)
附圖〔2〕中的j、K兩點(diǎn)用直線連接。
按此曲線制成的滾刀，切出的模數(shù)＝0.8，齒數(shù)＝3的拋物線齒輪，性能良好。
實(shí)施方案〔Ⅱ〕對(duì)上述方程，取a＝0.25，b＝0.03125當(dāng)切制模數(shù)＝1，極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)的小齒輪齒數(shù)＝4的滾刀。
拋物線滾刀曲線座標(biāo)
附圖〔2〕中的其它參數(shù)
附圖〔2〕中的j、K兩點(diǎn)用直線連接。
按此曲線制成滾刀切出的模數(shù)＝1，齒數(shù)＝4的拋物線齒輪性能良好。
本發(fā)明切制小模數(shù)極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)的大齒輪的拋物線滾刀曲線，當(dāng)模數(shù)為1時(shí)，其方程式
實(shí)施方案〔1〕取a＝0.10，b＝0.005，當(dāng)切制模數(shù)＝0.8極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)的大齒輪齒數(shù)＝42的滾刀
附圖〔3〕中的其它參數(shù)
附圖〔3〕中的j、K兩點(diǎn)用直線連接。
按上述參數(shù)制成的滾刀切出的模數(shù)＝0.8，齒數(shù)＝42的拋物線齒輪性能良好。
實(shí)施方案〔Ⅱ〕對(duì)上述方程取a＝0.25，b＝0.0315當(dāng)切制模數(shù)＝1，極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)的大齒輪齒數(shù)＝45的滾刀。
拋物線滾刀曲線座標(biāo)
附圖〔3〕中的其它參數(shù)
按上述參數(shù)制成的滾刀切出的模數(shù)＝1，齒數(shù)＝45的拋物線齒輪性能良好。
補(bǔ)正 86100544文件名稱 頁 行 補(bǔ)正前 補(bǔ)正后說明書 4 15 1.8496 18.84968 7 b＝0.0315 b＝0.0312權(quán)利要求
1.一種傳動(dòng)用的圓柱齒輪，其特征在于該輪齒齒廓曲線為拋物線形狀的齒輪。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的齒輪，其特征在于輪齒齒廓形狀為拋物線曲線，當(dāng)模數(shù)為1時(shí)，其曲線方程為
a＝0.10～0.25b＝0.005～0.03125
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的齒輪，其特征是其齒數(shù)可為3齒的小模數(shù)少齒數(shù)齒輪。
4.一種切制拋物線齒輪的滾刀，其特征在于滾刀的齒廓形狀為拋物線，當(dāng)模數(shù)為1時(shí)，其曲線方程為
a＝0.10～0.25b＝0.005～0.03125
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的滾刀，其特征在于切制小模數(shù)極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)，小齒輪的滾刀的法向齒廓為凹形。
6.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的滾刀，其特征在于切制小模數(shù)極少齒數(shù)齒輪傳動(dòng)的大齒輪滾刀的法向齒廓為凸形。
專利摘要
本發(fā)明提供了一種傳動(dòng)用的圓柱齒輪，該齒輪的特點(diǎn)是輪齒齒廓曲線為拋物線形狀。采用拋物曲線的齒廓，齒輪的齒數(shù)最少可做到3齒。為了切制拋物線齒輪而特別設(shè)計(jì)了拋物線滾刀。采用這種拋物線齒輪，可較相同條件下的漸開線齒輪承載能力提高220～250％，同時(shí)降低成本，提高生產(chǎn)率。
文檔編號(hào)B23F21/16GK86100544SQ86100544
公開日1987年2月11日 申請(qǐng)日期1986年3月28日
發(fā)明者聞智福 申請(qǐng)人:中國紡織大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan