專利名稱：高速傳動(dòng)修正齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪，尤其是在大傳動(dòng)比的場合中使用的高速傳動(dòng)修正齒輪。
背景技術(shù)：
漸開線標(biāo)準(zhǔn)齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算簡單，互換性好。但標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)仍存在著一些局限性(1)受根切限制，齒數(shù)不得少于Zmin，使傳動(dòng)結(jié)構(gòu)不夠緊湊；(2)不適合于安裝中心距a′不等于標(biāo)準(zhǔn)中心距a的場合。當(dāng)a′＜a時(shí)無法安裝，當(dāng)a′＞a時(shí)，雖然可以安裝，但會(huì)產(chǎn)生過大的側(cè)隙而引起沖擊振動(dòng)，影響傳動(dòng)的平穩(wěn)性；(3)一對標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)時(shí)，小齒輪的齒根厚度小而嚙合次數(shù)又較多，故小齒輪的強(qiáng)度較低，齒根部分磨損也較嚴(yán)重，因此小齒輪容易損壞，同時(shí)也限制了大齒輪的承載能力。
目前，為了改善齒輪傳動(dòng)的性能，出現(xiàn)了變位齒輪。當(dāng)齒條插刀齒頂線超過極限嚙合點(diǎn)，切出來的齒輪發(fā)生根切。若將齒條插刀遠(yuǎn)離輪心一段距離，齒頂線不再超過極限點(diǎn)，則切出來的齒輪不會(huì)發(fā)生根切，但此時(shí)齒條的分度線與齒輪的分度圓不再相切。這種改變刀具與齒坯相對位置后切制出來的齒輪稱為變位齒輪也稱為修正齒輪，刀具移動(dòng)的距離xm稱為變位量，x稱為變位系數(shù)，m為齒輪的模數(shù)。刀具遠(yuǎn)離輪心的變位稱為正變位，此時(shí)x＞0；刀具移近輪心的變位稱為負(fù)變位，此時(shí)x＜0。標(biāo)準(zhǔn)齒輪就是變位系數(shù)x＝0的齒輪。
現(xiàn)有變位齒輪的傳動(dòng)類型，分為高度變位齒輪和角度變位齒輪。
1、零傳動(dòng)零傳動(dòng)是指兩齒輪的變位系數(shù)滿足X1+X2＝0，包括兩種情況。
(1)X1＝X2＝0，標(biāo)準(zhǔn)齒輪，可視為變位齒輪的特例。
(2)X1＝-X2≠0，稱為高度變位齒輪。兩齒輪傳動(dòng)時(shí)的嚙合角仍是標(biāo)準(zhǔn)壓力角。高度變位齒輪傳動(dòng)可以提高小齒輪的承載能力，改善齒輪的磨損情況，中心距仍是標(biāo)準(zhǔn)齒輪的中心距。
2、正傳動(dòng)，X1+X2＞0，嚙合角大于標(biāo)準(zhǔn)壓力角，稱之為角變位傳動(dòng)。正傳動(dòng)可以提高齒輪強(qiáng)度，改善齒輪磨損情況，中心距與標(biāo)準(zhǔn)齒輪比是增大的。
3、負(fù)傳動(dòng)，X1+X2＜0，嚙合角小于標(biāo)準(zhǔn)壓力角，也稱之為角變位傳動(dòng)。負(fù)傳動(dòng)可以使重合度有所增大，但齒輪強(qiáng)度下降，中心距與標(biāo)準(zhǔn)齒輪比是減小的。
由上可知，標(biāo)準(zhǔn)齒輪和修正齒輪同樣都受到最少齒數(shù)Zmin的限制，通常情況下，其齒輪的最小齒數(shù)Zmin為14～17。這樣，在一些需要高速傳動(dòng)的大傳動(dòng)比的場合，為了得到大傳動(dòng)比就必須增加大齒輪的齒數(shù)，這樣就加大了傳動(dòng)齒輪副的尺寸和重量。而現(xiàn)代的機(jī)器中，總希望在提高齒輪承載能力的同時(shí)，盡量減小齒輪的尺寸和重量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可改善齒輪的嚙合條件同時(shí)還可減少小齒輪的齒數(shù)的高速傳動(dòng)修正齒輪。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是高速傳動(dòng)修正齒輪，選擇原始截面的壓力角ao＝20°，齒頂高系數(shù)f1＝1，齒根高系數(shù)f2＝1.25，Z1為小齒輪的齒數(shù)，Z2為大齒輪的齒數(shù)，其特征是小齒輪采用(Z1+K)對齒廓深度的計(jì)算和加工進(jìn)行修正，大齒輪采用 對齒廓深度的計(jì)算和加工進(jìn)行修正，系數(shù)K為0.5～1，小齒輪和大齒輪均按實(shí)際齒數(shù)進(jìn)行分度加工。
本發(fā)明的有益效果是通過對大、小齒輪的齒廓深度的計(jì)算和加工進(jìn)行修正，不僅可減少小齒輪的齒數(shù)，降底齒輪的線速度達(dá)到提高轉(zhuǎn)速的目的，同時(shí)還可改善齒輪的嚙合條件，減少齒輪的磨損，增加齒輪的工作壽命，還能提高齒輪的強(qiáng)度和傳動(dòng)效率。本發(fā)明所提供的修正方法以及加工方法都比較簡單，給設(shè)計(jì)、加工帶來了方便，尤其適合于在高速傳動(dòng)的場合使用。
具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
本發(fā)明的高速傳動(dòng)修正齒輪，選擇原始截面的壓力角ao＝20°，齒頂高系數(shù)f1＝1，齒根高系數(shù)f2＝1.25，Z1為小齒輪的齒數(shù)，Z2為大齒輪的齒數(shù)，Z1和Z2的大小由傳動(dòng)比決定。小齒輪采用(Z1+K)對齒廓深度的計(jì)算和加工進(jìn)行修正，大齒輪采用 對齒廓深度的計(jì)算和加工進(jìn)行修正，系數(shù)K為0.5～1，小齒輪和大齒輪均按實(shí)際齒數(shù)進(jìn)行分度加工。采用這種修正方法加工的齒輪稱為高速傳動(dòng)修正齒輪，不但簡化了齒輪各參數(shù)的計(jì)算，也給加工帶來了極大的方便，用一般標(biāo)準(zhǔn)齒輪刀具，就能非常順利的加工出這種修正齒輪。
采用這種修正方法，小齒輪的最小齒數(shù)可以為8，一般可以選擇小齒輪的齒數(shù)為8～14，齒輪工作時(shí)的嚙合角為33°21′，相當(dāng)于修正系數(shù)ξ＝0.6左右，提高了齒輪的強(qiáng)度(提高了30％)，改善了嚙合時(shí)的潤滑條件，減少了齒的磨損，提高了齒輪的傳動(dòng)效率，作為傳動(dòng)齒輪是非常理想的。
實(shí)施例選取K＝1時(shí)，即小齒輪采用齒數(shù)加1的修正方法，其幾何要素如下1.1 分度圓直徑 d1＝mZ11.2 節(jié)圓直徑 dt1＝m(Z1+1)1.3 基圓直徑 d01＝mZ1cos20°1.4 基節(jié) t0＝mπcos 20°1.5 頂圓直徑 de1＝m(Z1+3)
1.6 Z1、Z2兩齒輪實(shí)際嚙合角a， 1.7 Z1、Z2兩齒輪嚙合間隙為0.03m時(shí)，小齒輪、大齒輪的修正系數(shù)為 1.8 小齒輪齒全高(大齒輪齒全高)h1(h2)＝m[2.25-(ξ1-0.5)]1.9 小齒輪根圓直徑di1＝(Z1+2ξ1-2.5)m1.10 固定弦齒厚s1=m(Z1+1)sin(π2Z1-0.015Z1+1)]]>1.11 固定弦齒高h(yuǎn)c1=m+dt1Z[1-cos(π2Z1-0.015Z+1)]]]>1.12 卡二個(gè)齒的公法線長度，等于基節(jié)加上基圓上的齒厚 1.13 齒頂壓力角 1.14 齒頂厚度Se1=de1(π2Z1-0.015Z1+1+inva-invae1)]]>加工小齒輪時(shí)，齒輪頂圓直徑de1按(1.5)計(jì)算，根圓直徑di1按(1.9)計(jì)算，分度按實(shí)際齒數(shù)Z1。其實(shí)質(zhì)就是按(Z1+1)來計(jì)算齒輪的毛坯，滾切齒輪的深度。按實(shí)際齒數(shù)Z1來分度。這樣齒輪的設(shè)計(jì)和加工都非常方便。
大齒輪采用 的修正方法時(shí)，大齒輪的幾何要素如下2.1 大齒輪分度圓直徑 d2＝mZ2
2.2 大齒輪節(jié)圓直徑dt2=m(Z2+Z2Z1)]]>2.3 大齒輪基圓直徑 d02＝mZ2cos20°2.4 大齒輪基節(jié) t0＝mπcos20°2.5 大齒輪頂圓直徑de2=m(Z2+Z2Z1+2)]]>2.6 大齒輪根圓直徑 di2＝de2-2h22.7 大齒輪固定弦齒厚S2=m(Z2+Z2Z1)sin[π2Z1-0.015(Z2+Z2Z1)]]]>2.8 大齒輪固定弦齒高h(yuǎn)c2=m+dt22{1-cos[π2Z2-0.015(Z2+Z2Z1)]}]]>2.9 大齒輪公法線跨齒數(shù)K 四舍五入，取整數(shù)。
2.10 卡K個(gè)齒的公法線長度 2.11 大齒輪齒頂壓力角 2.12 大齒輪齒頂厚度Se2=de2{π2Z2-0.015Z2+Z2Z1+inva-invae2}]]>加工大齒輪時(shí)，齒輪頂圓直徑de1按(2.5)計(jì)算，根圓直徑di2按(2.6)計(jì)算，分度按實(shí)際齒數(shù)Z2。其實(shí)質(zhì)就是按 來計(jì)算齒輪的毛坯，滾切齒輪的深度，按實(shí)際齒數(shù)Z2來分度。這樣齒輪的設(shè)計(jì)和加工都非常方便。
2.13 大、小齒輪中心距A=(dt1+dt2)2]]>2.14 大、小齒輪嚙合時(shí)的重合度εϵ=12π[Z1(tgae1-tga)+Z2(tgae2-tga)]]]>斜齒輪(人字齒輪)的計(jì)算和加工方法與一般的斜齒輪計(jì)算方法一樣，首先確定螺旋角β，根據(jù)β角計(jì)算出端面模數(shù)mt=mcosβ,]]>當(dāng)小齒輪采用齒數(shù)加1的修正方法時(shí)，小齒輪作為斜齒輪的幾何要素中的m以mt代入即可。
當(dāng)大齒輪采用 的修正方法時(shí)，大齒輪作為斜齒輪的幾何要素中的m以mt代入即可。
一對斜齒輪嚙合時(shí)總的重合度εr等于端面重合度εa和軸向重合度εβ之和，即εr＝εa+εβ，其中εa按2.14計(jì)算即εa＝ε，εβ＝btgβ/πmt，b是斜齒輪的齒寬。
取Z1＝8，Z2＝36，a0＝20°，m＝6，f1＝1，f2＝1.25，當(dāng)K＝1時(shí)，計(jì)算大、小齒輪各參數(shù)如下小齒輪參數(shù)分度圓直徑d1＝mZ1＝6×8＝48mm節(jié)圓直徑dt1＝m(Z1+1)＝6×9＝54mm基圓直徑d01＝mZ1cos20°＝6×8cos20°＝45.1052458mm基節(jié)t0＝mπcos20°＝6πcos20°＝17.712788mm頂圓直徑de1＝m(Z1+3)＝6×(8+3)＝66mm
嚙合角 當(dāng)嚙合間隙為0.3m＝0.3×6＝0.18mm時(shí)，小齒輪的修正系數(shù)(大齒輪的修正系數(shù))ξ1 小齒輪齒全高(大齒輪齒全高)h1(h2)＝m[2.25-(ξ1-0.5)]＝6×[2.25-(0.65-0.5)]＝12.6mm小齒輪根圓直徑di1＝(z1+2ξ1-2.5)m＝(8+2×0.65-2.5)×6＝40.8mm或者di1＝de1-2h1＝66-2×12.6＝40.8mm固定弦齒厚s1=m(z1+1)sin(π2z1-0.015z1+1)=6(8+1)sin(π2×8-0.0158+1)]]>=6×9×sin(0.19634954-0.0016666)=10.44659mm]]>固定弦齒高h(yuǎn)c1=m+dt12[1-cos(π2z1-0.015z1+1)]=6+542[1-cos(π2×8-0.0158+1)]]]>=6.51mm]]>齒頂壓力角 齒頂厚度
se1=de1(π2z1-0.015z1+1+inva-invae1)=66(π2×8-0.0158+1+0.07606-0.249736)]]>=1.386mm]]>卡兩個(gè)齒的公法線長度 =18.2469mm]]>大齒輪參數(shù)分度圓直徑 d2＝mZ2＝6×36＝216mm節(jié)圓直徑dt2=m(z2+z2z1)=6×(36+368)=243mm]]>大齒輪基圓直徑 d02＝mZ2cos20°＝216cos20°＝202.9736mm大齒輪基節(jié) t0＝mπcos 20°＝6πcos 20°＝17.712788mm大齒輪頂圓直徑de2=m(Z1+Z2Z1+2)=dt2+2×6=255mm]]>大齒輪根圓直徑di2＝de2-2h2＝255-2×12.6＝229.8mm大齒輪固定弦齒厚s2=m(z2+z2z1)sin[π2z2-0.015(z2+z2z1)]=6(36+4.5)sin(π2×36-0.01536+4.5)]]>=10.5095959mm]]>大齒輪固定弦齒高h(yuǎn)c2=m+dt22[1-cos(π2z2-0.015z2+z2z1)]=6+2432[1-cos(π2×36-0.01536+4.5)]]]>=6.113687mm]]>
齒頂壓力角 齒頂厚度se2=de2(π2z2-0.015z2+z2z1+inva-invae2)=255(π2×36-0.01540.5+0.07606-0.11028)]]>=2.3059mm]]>大齒輪公法線跨齒數(shù) 卡7個(gè)齒的公法線長度 =123.989516+16.53778=104.527mm]]>大、小齒輪中心距A=dt1+dt22=54+2432=148.5mm]]>大、小齒輪嚙合時(shí)的重疊系數(shù)ϵ=12π[z1(tgae1-tga)+z2(tgae2-tga)]]]> =12π[8(1.068215466-0.658246015)+36(0.760488269-0.658246015)]]]>=12π[8×0.409969-36×0.102242254]=1.10779.]]>
權(quán)利要求
1.高速傳動(dòng)修正齒輪，選擇原始截面的壓力角ao＝20°，齒頂高系數(shù)f1＝1，齒根高系數(shù)f2＝1.25，Z1為小齒輪的齒數(shù)，Z2為大齒輪的齒數(shù)，其特征是小齒輪采用(Z1+K)對齒廓深度的計(jì)算和加工進(jìn)行修正，大齒輪采用( )對齒廓深度的計(jì)算和加工進(jìn)行修正，系數(shù)K為0.5～1，小齒輪和大齒輪均按實(shí)際齒數(shù)進(jìn)行分度加工。
2.如權(quán)利要求1所述的高速傳動(dòng)修正齒輪，其特征是所述大、小齒輪的加工計(jì)算公式如下(1)小齒輪的幾何要素小齒輪分度圓直徑d1＝mZ1小齒輪節(jié)圓直徑dt1＝m(Z1+K)小齒輪基圓直徑d01＝mZ1cos20°小齒輪基節(jié)t0＝mπcos20°小齒輪頂圓直徑de1＝m(Z1+2)+2KZ1、Z2兩齒輪實(shí)際嚙合角α 當(dāng)Z1、Z2兩齒輪嚙合間隙為0.03m時(shí)，小齒輪、大齒輪的修正系數(shù)為 小齒輪齒全高(大齒輪齒全高)h1(h2)＝m[2.25-(ξ1-K)]小齒輪根圓直徑di1＝(Z1+2ξ1-2.5)m固定弦齒厚s1=m(Z1+K)sin(π2Z1-0.015Z1+K)]]>固定弦齒高h(yuǎn)c1=m+dt1Z[1-cos(π2Z1-0.015Z+K)]]>卡二個(gè)齒的公法線長度，等于基節(jié)加上基圓上的齒厚 齒頂壓力角 齒頂厚度Se1=de1(π2Z1-0.015Z1+K+inva-invae1)]]>(2)大齒輪的幾何要素大齒輪分度圓直徑 d2＝mZ2大齒輪節(jié)圓直徑dt2=m(Z2+Z2Z1K)]]>大齒輪基圓直徑 d02＝mZ2cos20°大齒輪基節(jié) t0＝mπcos20°大齒輪頂圓直徑de2=m(Z2+Z2Z1K+2)]]>大齒輪根圓直徑 di2＝de2-2h2大齒輪固定弦齒厚S2=m(Z2+Z2Z1K)sin[π2Z2-0.015(Z2+Z2Z1K)]]]>大齒輪固定弦齒高h(yuǎn)c2=m+dt22{1-cos[π2Z2-0.015(Z2+Z2Z1K)]}]]>大齒輪公法線跨齒數(shù) 四舍五入，取整數(shù)，卡n個(gè)齒的公法線長度 大齒輪頂壓力角 大齒輪頂厚度se2=de2{π2z2-0.015z2+z2z1K+inva-invae2}]]>上述大、小齒輪之間的中心距A=(dt1+dt2)2]]>大、小齒輪嚙合時(shí)的重合度εϵ=12π[Z1(tgae1-tga)+Z2(tgae2-tga)].]]>
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在大傳動(dòng)比的場合中使用的高速傳動(dòng)修正齒輪，可改善齒輪的嚙合條件同時(shí)還可減少小齒輪的齒數(shù)。其小齒輪采用(Z
文檔編號(hào)F16H55/17GK101033791SQ20071004879
公開日2007年9月12日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月2日
發(fā)明者鄭飛, 蔣漢峰 申請人:成都市科達(dá)自動(dòng)化控制工程有限公司