專利名稱：齒線形狀為外擺線的齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒輪，具體地說是一種齒線形狀為外擺線的齒輪。
背景技術(shù)：
齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運(yùn)動的機(jī)械傳動，它具有結(jié)構(gòu) 簡單、瞬間傳動比恒定、工作可靠、效率高、壽命長，使用的功率、速度和尺寸范圍大等特點(diǎn)， 例如傳遞功率可以從很小至幾十萬千瓦，轉(zhuǎn)速可到10萬轉(zhuǎn)/分，圓周速度最高可達(dá)300米 /秒，齒輪直徑可以從幾毫米至二十多米，單級傳動的效率可達(dá)0. 96 0. 99。因此在所有 的機(jī)械傳動中，齒輪傳動應(yīng)用最廣。目前應(yīng)用在齒輪傳動中的齒輪，按齒線形狀分主要有直齒、斜齒兩種。直齒輪嚙合 傳動時，其輪齒是沿整個齒寬同時進(jìn)入接觸或同時分離，即是突然加載和卸載的，傳動平穩(wěn) 性較差，易引起沖擊、振動和噪音，所以直齒輪傳動只適用于中、低速傳動。斜齒圓柱齒輪的 輪齒之間是一種逐漸嚙合過程，輪齒上的受力逐漸由小到大，再由大到小，因此斜齒輪嚙合 較為平穩(wěn)、沖擊和噪聲小、重合度大，多用于高速、大功率的場合。但由于螺旋角的存在，斜 齒輪傳動時會產(chǎn)生軸向推力，將增大傳動裝置中的摩擦損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)在廣泛使用的直齒輪和斜齒輪存在的不足，提供了一種齒線形狀為 外擺線的齒輪。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是由凹齒面、凸齒面、齒頂圓柱面和齒根圓柱面構(gòu)成一 種齒線形狀為外擺線的齒輪，該齒輪的輪齒與其分度圓柱面、齒根圓柱面、齒頂圓柱面的交 線均為長幅外擺線。上述方案中，所述輪齒在齒寬方向的中央截面內(nèi)的齒形曲線為漸開線。上述方案中，同所述齒輪相嚙合的圓柱齒輪的輪齒與其自身分度圓柱面、齒根圓 柱面、齒頂圓柱面的交線也都是長幅外擺線，該配對圓柱齒輪的輪齒在齒寬方向的中央截 面內(nèi)的齒形曲線也為漸開線。上述方案中，所述齒輪的輪齒的凹齒面、凸齒面分別與配對圓柱齒輪的凸齒面、凹 齒面共軛。上述方案中，在平行于所述中央截面的其他截面內(nèi)，所述齒輪與配對圓柱齒輪的
齒廓一凸一凹相互對應(yīng)。效果與目前廣泛使用的直齒、斜齒兩種齒輪相比，本發(fā)明的特點(diǎn)是嚙合沖擊小、 重合度大、軸向力近似為零、傳動平穩(wěn)、承載能力高、使用壽命長，適于高速、重載、大功率傳 動的場合，可作為目前直齒輪及斜齒輪的更新?lián)Q代產(chǎn)品。


圖1是本發(fā)明的立體圖2是圖1在齒寬方向的中央截面；圖3是圖2在中央截面內(nèi)的齒形；圖4是在平行于圖2的其他截面內(nèi)的齒廓形狀。圖中1.凹齒面，2.凸齒面，3.凹齒廓，4.凸齒廓，5.漸開線，11.凹齒面在齒根圓 柱面上的長幅外擺線，12.凸齒面在齒根圓柱面上的長幅外擺線，13.齒頂圓柱面，14.齒根 圓柱面，22.中央截面。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1，本發(fā)明的齒輪由凸齒面、凹齒面、齒根圓柱面和齒頂圓柱面組成，該齒輪的 每個輪齒與其分度圓柱面、齒根圓柱面、齒頂圓柱面的交線均為長幅外擺線。參看圖2與圖3，在齒寬方向的中央截面內(nèi)，本發(fā)明的每個輪齒的齒形曲線為漸開 線，與本發(fā)明相嚙合的圓柱齒輪的每個輪齒的齒形曲線也為漸開線。即在上述中央截面內(nèi)， 兩者的嚙合相當(dāng)于傳統(tǒng)的漸開線齒輪之間的嚙合，因此具有恒定的傳動比，該中央截面可 作為齒輪傳動幾何尺寸計算的基準(zhǔn)。本發(fā)明的輪齒的凸齒面、凹齒面，分別與配對圓柱齒輪 的凹齒面、凸齒面共軛。如圖4所示，在平行于圖2中央截面的其他截面內(nèi)，本發(fā)明與配對圓柱齒輪的齒廓 一凸一凹相互對應(yīng)，因此接觸面間的綜合曲率小、綜合曲率半徑大、承載能力高，從而延長 了齒輪及齒輪傳動裝置的使用壽命。
權(quán)利要求
一種齒線形狀為外擺線的齒輪，由凹齒面(1)、凸齒面(2)、齒頂圓柱面(13)和齒根圓柱面(14)組成，其特征是該齒輪的輪齒的凹齒面(1)、凸齒面(2)分別與齒根圓柱面(14)的交線(11、12)是長幅外擺線，該凹齒面(1)、凸齒面(2)與輪齒的分度圓柱面、齒頂圓柱面(13)的交線也為長幅外擺線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪，其特征是所述輪齒在齒寬方向的中央截面(22)內(nèi)的 齒形曲線為漸開線(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪，其特征是同所述齒輪相嚙合的圓柱齒輪的輪齒與其 自身分度圓柱面、齒根圓柱面、齒頂圓柱面的交線也都是長幅外擺線，該配對圓柱齒輪的輪 齒在齒寬方向的中央截面內(nèi)的齒形曲線也為漸開線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪，其特征是所述輪齒的凹齒面(1)、凸齒面(2)分別與 配對圓柱齒輪的凸齒面、凹齒面共軛。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一權(quán)利要求所述的齒線形狀為外擺線的齒輪，其特征是在 平行于所述中央截面(22)的其他截面內(nèi)，該齒輪與配對圓柱齒輪的齒廓一凸一凹相互對 應(yīng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種齒線形狀為外擺線的齒輪，該齒輪的輪齒與其分度圓柱面、齒根圓柱面、齒頂圓柱面的交線均為長幅外擺線，同該齒輪相嚙合的圓柱齒輪的輪齒與其分度圓柱面、齒根圓柱面、齒頂圓柱面的交線也都是長幅外擺線。在齒寬方向的中央截面內(nèi)，該齒輪及與之相嚙合的圓柱齒輪的齒形曲線均為漸開線，即在齒寬方向的中央截面內(nèi)，這對齒輪的嚙合相當(dāng)于傳統(tǒng)的漸開線齒輪之間的嚙合，因此具有恒定的傳動比。在平行于中央截面的其他截面內(nèi)，該齒輪與配對圓柱齒輪的齒廓一凸一凹相互對應(yīng)，接觸面間的綜合曲率小，綜合曲率半徑大，因此重合度大、傳動平穩(wěn)、承載能力高、使用壽命長。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是克服了直齒輪傳動重合度小、沖擊振動大等不足，及斜齒輪傳動存在的軸向推力問題。本發(fā)明適于高速、重載、大功率傳動的場合，可作為目前直齒輪及斜齒輪的更新?lián)Q代產(chǎn)品。
文檔編號F16H55/08GK101865271SQ20101017571
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者祝海林, 鄒旻 申請人:常州大學(xué)