專利名稱：變齒高齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種齒輪，尤其是一種漸開線齒輪的改進(jìn)，屬于 機(jī)械傳動(dòng)纟支術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
漸開線齒輪是在各種齒輪傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的一種齒輪。從上個(gè) 世紀(jì)八十年代以來，采用滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪已經(jīng)日漸取代正 火或調(diào)質(zhì)處理滾齒的軟齒面和中硬齒面齒輪，成為當(dāng)今齒輪技術(shù)發(fā)展 的主趨勢。
漸開線齒輪的基本參數(shù)有壓力角、齒頂高系數(shù)、頂隙系數(shù)、齒頂 圓角系數(shù)等。為了刀具的統(tǒng)一，國內(nèi)外都制訂有漸開線齒輪基本齒廓
的標(biāo)準(zhǔn)。對于20° 、 25°壓力角的齒輪,其頂隙系數(shù)、齒頂圓角系數(shù) 可能有變化，但齒頂高系數(shù)都等于l。對不同加工工藝制造的齒輪， 其頂隙系數(shù)、齒頂圓角系數(shù)也可能有變化，但齒頂高系數(shù)也都等于1。 長期以來，齒輪的所有設(shè)計(jì)計(jì)算都遵循此據(jù)。
以下以20°壓力角的齒輪為例(壓力角為25°可以類推)。


圖1為調(diào)質(zhì)或正火處理滾齒的軟齒面和中硬齒面齒輪的基本齒 廓。
圖1中，oc—壓力角，oc- 20° ;
ha—齒頂高,ha = han* m ;
m —模數(shù)，對斜齒輪為法向模數(shù)；
han*—齒頂高系數(shù)，han* = 1;
h, —工作高度，h, = 2 han* m ;
c—丁貞P承, c = cn* . m ;
cn*—頂隙系數(shù), cn* = 0. 25 ; h—全齒高，h = 2. 25m ;
p—齒^巨，p = 丌m ; Pf—齒根圓角半徑，pf 0. 38 m 。 圖2為滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪的基本齒廓。 圖2中，a—壓力角，oc= 20° ;
ha—齒頂高， ha = han* m ;
han*—齒頂高系數(shù)， han* = 1 ;
haO—齒才艮高(包括頂隙)，ha0 = 1. 4m ;
c—丁頁隙, c = cn* m ;
c,一頂隙系數(shù)，cn* = 0. 4 ;
h—全齒高，h = 2. 40m ;
p—齒3巨，p = 丌m ;
dF—過度刃壓力角；
uF —挖根量；
Pf—齒根圓角半徑，pr0. 39 m 。 齒頂高系數(shù)決定了齒輪輪齒承載面高度，影響端面重合度s a，
以及承載能力和噪聲。
以上兩種基本齒廓的共同點(diǎn)是齒頂高系數(shù)haM = 1,齒頂高
和齒根高(不包括頂隙)相等，工作高度h， = 2 han* . m, —對
相嚙合齒輪的齒頂高系數(shù)相等。
在長期無數(shù)次沿常規(guī)的應(yīng)用中，人們由于忽略了某些問題，因此
使得可以加大的端面重合度沒能加大，可以提高的承載能力沒能提
高，可以降低的噪聲沒能降低。
按傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，齒頂圓的尺寸公差一般是按h9~hll設(shè)計(jì)
的。采用滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪時(shí)，由于存在熱處理變形，熱處
理后，齒頂圓都有不同程度地漲大。為了保證設(shè)計(jì)尺寸，熱處理后，
要對漲大的齒頂圓進(jìn)行車或磨加工。而要加工掉的是硬度為HRC58~ HRC62的一層硬化層，不但要花費(fèi)很多工時(shí)，而且因斷續(xù)切削，會嚴(yán) 重?fù)p傷機(jī)床和刀具，同時(shí)，齒頂?shù)挠不瘜榆嚨艉?，對?qiáng)度也會產(chǎn)生一 定的不利影響。(參見圖4中滲碳淬火齒輪熱處理后齒頂圓加工與不 加工兩種情況齒頂滲碳層變化的對比示意)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺 點(diǎn)，在不改變現(xiàn)有工藝手段和加工條件的前提下，提出一種變齒高齒 輪，從而顯著提高嚙合齒輪端面重合度和承載能力，降低運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲。 進(jìn)一步還可以在熱后不加工齒頂圓，節(jié)約工時(shí)，提高齒頂強(qiáng)度。
申請人經(jīng)過長期研究和審慎思考，認(rèn)識到以下兩個(gè)方面的問題 -故長期忽一見
1 )、齒輪加工生成的可用齒廓長度大于實(shí)際嚙合使用的有效齒廓長 度，即加工生成的漸開線齒廓有一段長度(對大齒輪來說，這段長度 往往很可觀)使用時(shí)沒有用到而造成浪費(fèi)(參見圖3)。圖3中，hAF — 齒輪加工生成的可用齒廓長度；hAE —齒輪實(shí)際嚙合使用的有效齒廓 長度。
2 )、滲碳淬火磨齒齒輪所用的單圓弧留磨滾刀的齒頂高系數(shù)雖然等于 1,但磨齒后生成的可用齒廓長度大于齒頂高系數(shù)等于1的齒條型刀 具加工生成的漸開線齒廓長度，通?？蛇_(dá)到齒頂高系數(shù)等于1. 1~ 1.14的齒條型刀具加工生成的漸開線可用齒廓長度。這多生成的長 度也是從來沒有考慮去利用的，使得齒輪加工生成的可用齒廓長度 比實(shí)際嚙合使用的有效齒廓長度更長(參見圖5)。圖5中，haO是刀 具的齒頂高，它等于齒輪的包括頂隙在內(nèi)的齒根高，ha0 = 1.4m， hl =
pf (l-sina) 0.39 m (1- sin 20。 ) = 0. 256m，剖面部分為留 磨部分，磨齒后最大能達(dá)到的齒條型刀具的工作齒頂高h(yuǎn)3= haO-hal= (1. 4-. 0256)m =1. 144m。
以上兩方面的事實(shí)是分別客觀存在的，長期以來未能引起人們的 注重、尤其是從來沒有人考慮過將其同時(shí)與齒輪設(shè)計(jì)有機(jī)地聯(lián)系起 來，通過改變設(shè)計(jì)對其加以利用。申請人根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng) 摸索到不同參數(shù)、不同尺寸齒輪在滲碳淬火后的齒頂圓直徑漲大的數(shù) 值范圍，也可以通過改變^L計(jì)對其加以利用。
為了解決以上技術(shù)問題，申請人綜合考慮利用以上兩方面因素及 熱處理后齒頂圓漲大因素，提出了本實(shí)用新型的變齒高齒輪。該齒輪 具有沿圓周均布的輪齒，所述輪齒兩側(cè)為漸開線齒廓，其特征在于 所述齒輪基本齒廓的齒頂高h(yuǎn)a與所述齒輪模數(shù)之間的關(guān)系1. 05 m《 ha < 1. 25m。
所述齒輪的齒根高(不包括頂隙)為lm，齒輪基本齒廓的工作 高度2. 05m~2. 25m,即同一個(gè)齒輪的齒頂高和齒根高不相等。并且， 相嚙合的一對齒輪中的大、小齒輪的齒頂高一般情況下不相等。本實(shí) 用新型進(jìn)一步的完善是所述齒輪的齒頂圓的尺寸公差設(shè)計(jì)不是h9-hll。齒頂圓的尺寸考慮了熱后漲大因素，對于不需要嚴(yán)格動(dòng)平衡的 大量工業(yè)齒輪，齒頂圓的尺寸熱后不加工。
這樣，通過改變齒輪的齒頂高(一般情況下加大齒輪的齒頂高)， 即可將上述提及的原本沒有用到的兩部分漸開線齒廓利用起來，以達(dá) 到不改變齒根高，不需要設(shè)計(jì)特殊刀具就實(shí)現(xiàn)加大的端面重合度、提 高的承載能力和降低的噪聲的目的，同時(shí)通過改變齒頂圓的尺寸公差 和規(guī)定熱前的加工制造尺寸達(dá)到熱后不加工齒頂圓的目的。 具體而言，本實(shí)用新型的應(yīng)用主要為以下三個(gè)方面
1 )對廣泛使用的滲碳淬火磨齒齒輪，在仍然采用齒頂高系數(shù)等
于l、齒頂頂隙系數(shù)約等于O. 4的標(biāo)準(zhǔn)單圓弧留磨滾刀的前提下，可 把齒輪的齒頂高加大到1.05m 1.25m范圍。 一般情況下最常用的范 圍是小齒輪的齒頂高1. 15 m~ 1. 2m，個(gè)別情況也允許加大到1. 25m; 大齒4侖的齒頂高1. 1 m~ 1. 15m，個(gè)別情況也允許加大到1. 20m。這種 改變可明顯起到加大的端面重合度、提高的承載能力和降低的噪聲的 效果。通常端面重合度可提高13 °/。~18 %,接觸疲勞強(qiáng)度的承載能 力可提高10 °/。以上，彎曲強(qiáng)度的承載能力可提高5%~9%。
2 )對調(diào)質(zhì)或正火滾齒齒輪，仍然采用齒頂高系數(shù)等于1、齒頂 頂隙系數(shù)等于0.25的標(biāo)準(zhǔn)滾刀的前提下，可把齒輪的齒頂高加大到 1. 05 m~ 1. 10m， 一般情況下最常用的是加大小齒輪的齒頂高，有時(shí)也 可同時(shí)加大大齒輪的齒頂高。通常端面重合度提高5 %以上，承載能 力也可有所提高。
3)對廣泛使用的滲碳淬火磨齒齒輪，把齒頂圓的尺寸公差按不 同范圍設(shè)計(jì)為jsl2 js13， 4巴熱處理前齒坯齒頂圓的加工制造尺寸 按不同范圍確定為齒頂圓尺寸的下偏差加IT9或減IT9,即可達(dá)到熱 處理后齒頂圓雖然有不同程度地漲大，但直徑保持在圖紙?jiān)O(shè)計(jì)的尺寸 公差范圍內(nèi)，不需要再行加工。
在本實(shí)用新型的基礎(chǔ)上，根據(jù)需要，可以進(jìn)一步考慮諸如變位系 數(shù)的調(diào)整、參數(shù)優(yōu)化、強(qiáng)度計(jì)算、修形設(shè)計(jì)等問題。
總之，本實(shí)用新型在幾乎不增加齒輪材料成本、不改變刀具、不 改變工藝、基本上不加大制造難度的前提下，以有科學(xué)依據(jù)的結(jié)構(gòu)改 進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)提高15°/。左右的嚙合線長度，提高的10%以上的接觸承載 能力，提高的5%~9%的彎曲承載能力并降低噪聲的顯著效果，并實(shí) 現(xiàn)熱處理后不加工齒頂圓以達(dá)到節(jié)約工時(shí)、保護(hù)機(jī)床和增強(qiáng)齒頂強(qiáng)度
目的。以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn) 一 步的說明。
圖1為調(diào)質(zhì)或正火處理(多用滾齒或插齒加工)的軟齒面和中硬 齒面齒輪的基本齒廓示意圖。
圖2為滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪的基本齒廓示意圖。
圖3為現(xiàn)有齒輪嚙合起始點(diǎn)E和漸開線起始點(diǎn)F位置示意圖。圖
中，hAF為加工生成的有用齒廓高度，hAE為嚙合所實(shí)際用到的有效齒
廓高度。
圖4為滲碳淬火齒輪熱處理后齒頂圓加工與不加工時(shí)齒頂滲碳 層變化的對比示意圖。其中a)為滲碳淬火齒輪熱處理后滲碳層分布， b)為滲碳淬火齒輪熱處理后加工齒頂圓后的滲碳層情況。
圖5為現(xiàn)有單圓弧具有挖根量的留磨齒條型刀具的齒廓示意圖。
圖5中cc—壓力角，cx= 20° ; aF—過度刃壓力角；
haO—刀具齒頂高(包括頂隙)，ha0 = 1.4m ; up—挖根量(包括留磨量和齒厚減薄量)； pf—齒根圓角半徑，pf0. 39 m ; hl—齒根圓角和20。壓力角切線切點(diǎn)高度； h2 —過渡刃的頂點(diǎn)高度；
h3—磨齒后最大能達(dá)到的齒條型刀具的工作齒頂高。 圖6為推導(dǎo)齒輪和齒輪嚙合時(shí)計(jì)算嚙合線長度和嚙合起始點(diǎn)圓
直徑公式的參考圖。
圖7為推導(dǎo)齒輪和齒條嚙合時(shí)計(jì)算嚙合線長度和嚙合起始點(diǎn)圓
直徑公式的參考圖。
具體實(shí)施方式
1)設(shè)計(jì)變齒高齒輪用的有關(guān)計(jì)算公式(其中包括自推導(dǎo)公式)
齒輪和齒輪嚙合時(shí)(參見圖6 )，圖6中 ,02 —小齒輪，大齒輪的中心；
a/ 一中心距；
ral, ra2， 一小齒輪，大齒輪的齒頂圓半徑； rbl， rb2,—小齒輪，大齒輪的基圓半徑； r1; r2, —小齒輪，大齒輪的分度圓半徑； at' —嚙合角；
E2, Ei—小齒輪，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合起始點(diǎn)；
EA—小齒輪，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合線長度；
OA, OA—小齒輪，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合起始點(diǎn)園半徑。
五A =Vd2 +Vd2 -"'sin";
小齒輪與大齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE1 = ral-OA ; 大齒輪與小齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE2 = ra2 - 。
齒輪和齒條嚙合時(shí)(參見圖7)，圖7省略了與推導(dǎo)無關(guān)的 刀具齒頂頂隙部分的齒廓，圖7中 —與齒條嚙合齒輪的中心； (ha '- x) m —變位后齒條基準(zhǔn)線移動(dòng)x . m距離后的刀具 齒頂?shù)墓ぷ鞲叨龋?br> ra
一 與齒條嚙合齒輪的齒頂圓半徑； rbl —與齒條嚙合齒輪的基圓半徑；n —與齒條嚙合齒輪的分度圓半徑； rfl 一與齒條嚙合齒輪的齒根圓半徑； at —嚙合角；
F2 —齒輪與齒條嚙合時(shí)的嚙合起始點(diǎn)； FA —齒輪與齒條嚙合時(shí)的嚙合線長度； OA —齒輪與齒條嚙合時(shí)的嚙合起始點(diǎn)園半徑，即加工生成 的可用齒廓起始點(diǎn)圓半徑。
<formula>formula see original document page 10</formula>
齒輪生成的可用漸開線高度hF1 = u-0iF2。
2) 確定步驟
(l)計(jì)算原標(biāo)準(zhǔn)尺寸的齒輪參數(shù)。計(jì)算齒輪與齒條嚙合時(shí)的嚙合線 長度與高度，齒輪與齒輪嚙合時(shí)的嚙合線長度與高度。
U)初步確定大、小齒輪齒頂圓直徑的加大量。計(jì)算2種嚙合線長 度與高度。
(3) 對滲碳淬火齒輪確定齒頂圓尺寸公差及熱處理前齒坯齒頂圓 的加工尺寸。
(4) 做齒頂厚度、滑動(dòng)系數(shù)、端面重合度、頂隙、與其它齒輪有無 干涉等計(jì)算校核。如滿足，即可確定大、小齒輪齒頂圓直徑的最終尺 寸。
3) 滲碳淬火齒輪的齒頂圓尺寸公差及熱處理前齒坯齒頂圓的加工尺 寸的確定
圖紙上零件的齒頂圓尺寸公差da《630mm時(shí)，按jsl2;
da 〉 630mm時(shí)，4安jsl3。 滲^f友淬火前的齒坯的齒頂圓的加工尺寸
da《250mm時(shí)，上偏差按jsl2的下偏差加IT9，下偏差按 jsl2的下偏差；
250mm < da < 630mm時(shí)，上偏差4姿jsl2的下偏差，下偏差4姿 jsl2的下偏差減IT9;
da > 630mm時(shí)，上偏差纟姿jsl3的下偏差，下偏差4姿jsl3的下 偏差減IT9;
按以上的尺寸和/>差設(shè)計(jì)和加工，即可保證在正?？刂频臒崽幚?條件下，熱后齒頂圓雖然有不同程度地漲大，但直徑保持在圖紙?jiān)O(shè)計(jì) 的尺寸公差范圍內(nèi)，不需要再行加工。 4)有關(guān)校核
(1) 因變齒高設(shè)計(jì)中已保證hF>hE ,所以不存在嚙合干涉問題， 不需要做嚙合干涉驗(yàn)算。
(2) 過去對齒頂厚度Sa的要求為正火或調(diào)質(zhì)齒輪Sa 〉 0. 25m,滲 碳淬火齒輪Sa > 0. 4m。此限制值已被實(shí)踐證明是過于保守，特別是 對熱處理和加工精度穩(wěn)定的齒輪可以遠(yuǎn)小于上述值。設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)是 可取正火或調(diào)質(zhì)齒輪Sa〉0. 2m,特殊情況可取G. 15m ;滲碳淬火齒 輪Sa > 0. 28m，特殊情況可取0. 25m。
(3順隙要保證齒頂和齒槽運(yùn)行中不相碰及有足夠的儲油空間，一 般0. 2in已足夠，特殊情況可取0. 15m。
(4) 滑動(dòng)系數(shù)通過選擇合理的變位系數(shù)可以減小， 一般控制在2以 內(nèi)，最好小于1. 5.
(5) 特殊設(shè)計(jì)時(shí)如需要?jiǎng)e的校核，可按一般齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算方法進(jìn)行。
實(shí)施例一
本實(shí)施例為一對滲碳淬火磨齒齒輪，參數(shù)為模數(shù)m-5mm，齒數(shù) zl=29， z2=89，中心距a， =325mm，螺旋角|3 =22. 5° ，齒頂高系數(shù) han'=l,頂隙系數(shù)Cn'=0. 4,小齒輪的變位系數(shù)xl-O. 572，大齒輪的 變位系數(shù)x2-0. 6289,齒寬b=125mm，設(shè)計(jì)為變齒高齒輪可按以下步 驟
(1) 計(jì)算原標(biāo)準(zhǔn)尺寸的齒輪參數(shù)及有關(guān)數(shù)值。求得
小、大齒4侖的分度圓直徑dl=156. 947mm， d2=481. 665mm;
小、大齒專侖的齒頂圓直徑dal-172. 046mm， da2=497. 333mm;
小、大齒4侖的齒才艮圓直徑dfl=148. 667mm， df2=473. 954mm;
小齒輪按齒頂高系數(shù)為1的齒條型刀具加工生成的可用漸開線 高度hF1 = 9. 496mm - 1. 899 m;
小齒輪與大齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE1 = 9. 182誦=1. 837 m;
大齒輪按齒頂高系數(shù)1的齒條型刀具加工生成的可用漸開線高 度hF2 = 9. 643mm = 1. 929 m;
大齒輪與小齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE2 = 8. 553mm = 1. 711 m;
小齒4侖，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合線長度= 21.536mm;
端面重合度s a=l. 361。
(2) 初步確定大、小齒輪齒頂圓直徑的加大量，計(jì)算有關(guān)數(shù)值。按 小齒^^齒頂高1. 2m，大齒4&齒頂高1. lm,求得
小、大齒4侖的齒頂圓直徑dal=174. 046mm， da2=498. 333mm; 小齒輪按刀具齒頂高系數(shù)為1.1 (留有一定余量)的齒條型刀具 加工生成的可用漸開線高度hF1 = 10.894mm = 2.179 m;
小齒輪與大齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE1 = 10. 533mm = 2. 107 m; 大齒輪按刀具齒頂高系數(shù)為1.1的齒條型刀具加工生成的可用
漸開線高度hF2 = 10.615mm = 2.123 m;
大齒輪與小齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE2 = 9. 717mm = 1. 943 m。 小齒輪，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合線長度= 24. 548rnrn。
(3) 確定齒頂圓尺寸公差及熱處理前齒坯齒頂圓的加工尺寸。 小齒輪的齒頂圓直徑尺寸及公差dal=174. 046jsl2(土 0. 2)mm; 大齒專侖的齒頂圓直徑尺寸及乂>差da2=498. 333jsl2(±0. 315)mm。 熱處理前齒坯齒頂圓的加工尺寸
小齒輪熱處理前齒坯齒頂圓的加工尺寸的上偏差 -0. 2+IT9=-0. 2+0. 1=-0. lmm;下偏差-0. 2mm。
大齒4侖熱處理前齒坯齒頂圓的加工尺寸的上偏差-0.315mm;下 偏差-0, 315-IT9=-0, 315-0. 155--0. 47mm。
(4) 變齒高齒輪的齒頂厚度、滑動(dòng)系數(shù)、端面重合度、頂隙、與其 它齒輪有無干涉等計(jì)算校核
小、大齒輪的齒頂厚Sal=2. 214mm=0. 4428 m>0. 25 m;
小、大齒輪的滑動(dòng)系數(shù)？ 1 = 0.557，《2 = 0.721正常。
端面重合度￡ 。=1. 552，比原1. 361提高14%;
小齒輪，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合線長度由21.536mm提高到 24. 548mtn，才是高率14%;。
小、大齒4侖的齒頂隙Al = 1. 5mm > 0. 2 m , A2 = 1. Omm > 0. 2 m;齒頂圓直徑熱后最大的漲大量小于極限上偏差，按極限上偏差值 核算，Al減小0. 315/2=0. 16mm, A2減小0. 2/2=0. lmm，不會造成干 涉。經(jīng)驗(yàn)算，和其它齒輪無干涉。
經(jīng)強(qiáng)度計(jì)算，該對齒輪變齒高設(shè)計(jì)后接觸強(qiáng)度安全系數(shù)由原來的 1. 004提高到1. 060,接觸強(qiáng)度承載能力提高11.4%;小齒輪的彎曲
Sa2=3. 564mm=0. 7128 m〉0. 25m;
強(qiáng)度安全系數(shù)由原來的1. 497提高到1. 574，彎曲強(qiáng)度承載能力提高 5.1°/。，大齒輪的彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)由原來的1.409提高到1.510，彎 曲強(qiáng)度承載能力提高7. 1%。
小齒輪原重84. 5kg,變齒高設(shè)計(jì)后重量增加0. 54kg，增加0. 63%; 大齒輪原重129kg,變齒高設(shè)計(jì)后重量增加0. 77kg，增加0.6%，取得 提高14°/ 端面重合度，接觸強(qiáng)度承載能力提高11. 4%,彎曲強(qiáng)度承載 能力提高5. 1%~7. 1%的顯著效益，并且實(shí)現(xiàn)了熱后不加工齒頂圓， 達(dá)到節(jié)約工時(shí)、保護(hù)機(jī)床和增強(qiáng)齒頂強(qiáng)度的效果。 實(shí)施例二
本實(shí)施例為一對調(diào)質(zhì)滾齒齒輪，參數(shù)為模數(shù)m=9mm,齒數(shù)zl=18， z2=70，中心距a， =415mm,螺旋角(3=10° ，齒頂高系凄丈han'= 1， 頂隙系數(shù)C=0. 25，小齒輪的變位系數(shù)xhO. 722,大齒輪的變位系數(shù) x2=0. 8627,齒寬b^90mm，設(shè)計(jì)為變齒高齒4侖可按以下步驟
(l)計(jì)算原標(biāo)準(zhǔn)尺寸的齒輪參數(shù)及有關(guān)數(shù)值。求得
小、大齒輪的分度圓直徑dl=164. 499mm， d2=639. 719mm;
小、大齒4侖的齒頂圓直徑dal=192. 754nim， da2=670. 505mm;
小、大齒4侖的齒才艮圓直徑df 1=154. 995mm， df2=632. 747mm;
小齒輪按齒頂高系數(shù)為1的齒條型刀具加工生成的可用漸開線 高度hF1 = 16. 342mm = 1. 816 m;
小齒輪與大齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE1 = 15. 726mm = 1. 747 m;
大齒輪按齒頂高系數(shù)為1的齒條型刀具加工生成的可用漸開線 高度hF2 = 16. 612mra = 1. 846 m;
大齒輪與小齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE2 = 13. 821mm = 1. 536 m;
小齒輪，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合線長度= 34.256mm;
端面重合度sa=1.272。
(2) 初步確定大、小齒輪齒頂圓直徑的加大量，計(jì)算有關(guān)數(shù)值。按 小齒輪齒頂高1. lm,大齒輪齒頂高1. 05m，求得
小、大齒4侖的齒頂圓直徑dal=194. 554mm, da2=671. 405mm;
小齒輪按刀具齒頂高系數(shù)為1的齒條型刀具加工生成的可用漸 開線高度hF1 = 17.242mm = 1.916 m;
小齒輪與大齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE=16. 913mm = 1. 879 m;
大齒輪按刀具齒頂高系數(shù)為1的齒條型刀具加工生成的可用漸 開線高度hF2 = 17. 062mm = 1. 896 m;
大齒輪與小齒輪嚙合實(shí)用漸開線高度hE2 = 14. 802mm = 1. 645 m。
小齒輪，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合線長度EE2 = 36. 751mm。
(3) 變齒高齒輪的齒頂厚度、滑動(dòng)系數(shù)、端面重合度、頂隙、與其 它齒輪有無干涉等計(jì)算校核
小、大齒4侖的齒頂厚Sal=3. 609,=0. 401 m>0. 20 m;
小、大齒輪的滑動(dòng)系數(shù)= 0.721,《2 = 1.024正常。
端面重合度s 。=1. 365，比原1. 272提高7. 3%，
小齒輪，大齒輪嚙合時(shí)的嚙合線長度由34.256mm提高到 36. 751mm，提高率7. 3%;。
小、大齒輪的齒頂隙Al = 1. 8mm 〉 0. 15 m ， A2 = 1. 35mm > 0.15 m;經(jīng)驗(yàn)算，和其它齒輪無干涉。
該對齒輪變齒高設(shè)計(jì)后重合度有明顯加大，嚙合質(zhì)量提高，強(qiáng)度 有所增強(qiáng)。
總之，本實(shí)用新型通過長期實(shí)踐研究，根據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摲治?，?出了打破傳統(tǒng)規(guī)范的齒輪結(jié)構(gòu)，并推導(dǎo)出了具體的設(shè)計(jì)方法，從而使 之具有實(shí)用性，已通過驗(yàn)證證明該結(jié)構(gòu)切實(shí)可行。本實(shí)用新型在幾乎
Sa2=6. 756,=0. 75 m>0. 20m;
不增加齒輪材料成本、不改變刀具、不改變工藝、基本上不加大制造
難度的前提下，以有科學(xué)依據(jù)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)提高15%左右的嚙 合線長度，提高的10%以上的接觸承載能力，提高的5%~9%的彎曲承 載能力并降低噪聲的顯著效果，并實(shí)現(xiàn)熱處理后不加工齒頂圓以達(dá)到 節(jié)約工時(shí)、保護(hù)機(jī)床和增強(qiáng)齒頂強(qiáng)度目的。因此具有顯著的實(shí)質(zhì)性特 點(diǎn)和突出的進(jìn)步。
權(quán)利要求1.一種變齒高齒輪，具有沿圓周均布的輪齒，所述輪齒兩側(cè)為漸開線齒廓，其特征在于所述輪齒基本齒廓的齒頂高h(yuǎn)a與所述齒輪的模數(shù)m之間的關(guān)系1.05m≤ha≤1.25m。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述變齒高齒輪，其特征在于所述齒輪基 本齒廓的齒根高為lm，所述齒輪基本齒廓的工作高度為2. 05m~ 2. 25m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述變齒高齒輪，其特征在于所述齒 輪為一對嚙合的滲碳淬火磨齒齒輪，壓力角為20° ,其中小齒輪的 輪齒基本齒廓的齒頂高h(yuǎn)a與所述齒輪的模數(shù)m之間的關(guān)系1. 05 m《 ha《1. 25m，大齒輪的輪齒基本齒廓的齒頂高h(yuǎn)a與所述齒輪的模數(shù)m 之間的關(guān)系1. 05m《ha<l. 20m。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述變齒高齒輪，其特征在于所述齒 輪為一對嚙合的滲碳淬火磨齒齒輪，壓力角為25° ,其中小齒輪的 輪齒基本齒廓的齒頂高h(yuǎn)a與所述齒輪的模數(shù)m之間的關(guān)系1. 05 m< ha < 1. 15m,大齒輪的輪齒基本齒廓的齒頂高h(yuǎn)a與所述齒輪的模數(shù)m 之間的關(guān)系1. 05m<ha《l. 10ra。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述變齒高齒輪，其特征在于所述齒 輪為一對嚙合調(diào)質(zhì)或正火處理齒輪，所述大、小齒輪的輪齒基本齒廓 的齒頂高h(yuǎn)a與所述齒輪的模數(shù)m之間的關(guān)系1. 05nKha<l. lm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述變齒高齒輪，其特征在于所述齒輪齒 頂圓的尺寸公差為jsl2~ jsl3。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種變齒高齒輪，屬于機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。該齒輪具有沿圓周均布的輪齒，所述輪齒兩側(cè)為漸開線齒廓，所述輪齒的基本齒廓的齒頂高h(yuǎn)a與所述齒輪模數(shù)之間的關(guān)系1.05m≤ha≤1.25m。本實(shí)用新型在幾乎不增加齒輪材料成本、不改變刀具、不改變工藝、基本上不加大制造難度的前提下，以有科學(xué)依據(jù)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)提高15％左右的嚙合線長度，提高的10％以上的接觸承載能力，提高的5％～9％的彎曲承載能力并降低噪聲的顯著效果，因此具有顯著的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和突出的進(jìn)步。
文檔編號F16H55/08GK201190777SQ20072013105
公開日2009年2月4日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者李釗剛 申請人:寶鋼集團(tuán)蘇州冶金機(jī)械廠