專利名稱：一種齒輪嚙合副的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械工程部件技術(shù)領(lǐng)域，更進(jìn)一步涉及一種用于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的齒輪嚙合副。
目前，齒輪除廣泛用于動力傳輸外，也用作其它用途。一對齒輪狀轉(zhuǎn)子就可以作為齒輪泵，輸送流體介質(zhì)，但齒輪泵由于面積利用系數(shù)小導(dǎo)致效率低。美國專利US 3 574 491公開了一種齒輪式旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于輸送液體，壓縮或膨脹氣體。它由一個(gè)機(jī)殼和隨機(jī)殼安放的兩個(gè)配套的齒輪狀轉(zhuǎn)子構(gòu)成。每個(gè)齒輪上包括兩組小齒和與之交錯(cuò)的一個(gè)或多個(gè)大齒。它的兩個(gè)配套的齒輪狀轉(zhuǎn)子由于設(shè)計(jì)有大齒，使面積利用系數(shù)大為增加。但是，由于大齒型線的不合理，當(dāng)兩轉(zhuǎn)子的大齒經(jīng)過“8”字型氣缸尖點(diǎn)附近時(shí)，不能保證大齒間密封，出現(xiàn)流體大量回流，導(dǎo)致其傳輸液體效率降低，幾乎不具備壓縮和膨脹氣體的功能。這一對轉(zhuǎn)子彼此脫離實(shí)際的接觸嚙合，使得轉(zhuǎn)子上的軸由安裝在外部傳動轉(zhuǎn)矩的齒輪來驅(qū)動，該裝置由于附加了齒輪傳動裝置使體積增大。
本發(fā)明的目的是提供一種新型的齒輪嚙合副，它的齒輪狀轉(zhuǎn)子互相接觸嚙合，具有減少轉(zhuǎn)子間泄漏、轉(zhuǎn)子慣性力可完全平衡、振動和噪聲小的特點(diǎn)。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)方法如下
本發(fā)明齒輪嚙合副至少由兩個(gè)相互嚙合且傳遞動力的齒輪狀轉(zhuǎn)子構(gòu)成。主、從動轉(zhuǎn)子節(jié)圓上設(shè)有小齒、過渡齒以及大齒。主動轉(zhuǎn)子的軸與從動轉(zhuǎn)子的軸平行設(shè)置，主、從動轉(zhuǎn)子的軸心距離等于兩個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑之和。大齒端面為鷹嘴形狀，其端面型線依次由齒背型線、齒頂型線、齒凹型線和齒槽型線光滑連接，齒背凸出于節(jié)圓之外，大齒兩端經(jīng)過渡齒與小齒連接。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。


圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本發(fā)明的主動轉(zhuǎn)子端面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為本發(fā)明的從動轉(zhuǎn)子端面結(jié)構(gòu)示意圖。
本發(fā)明包括主動轉(zhuǎn)子12和從動轉(zhuǎn)子21、主動轉(zhuǎn)子12的軸10與從動轉(zhuǎn)子的軸1平行設(shè)置，主動轉(zhuǎn)子12和從動轉(zhuǎn)子21的軸心距離等于兩個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)圓11和20的半徑之和。主動轉(zhuǎn)子12上設(shè)有小齒9、過渡凸齒15和過渡凹齒7以及大齒6。主、從動轉(zhuǎn)子12和21的大齒6、17的端面齒形為鷹嘴形狀。主動轉(zhuǎn)子12的大齒6端面型線依次由齒背型線5、齒頂型線2、齒凹型線8和齒槽型線14光滑連接而成。從動轉(zhuǎn)子21的大齒17端面型線依次由齒背型線16、齒頂型線13、齒凹型線19和齒槽型線3光滑連接而成，齒背型線5和16指從節(jié)圓經(jīng)過大齒的凸齒部分，直到齒頂?shù)牟糠?，齒頂型線2和13指從齒頂起向大齒齒槽方向的一小段曲線，齒凹型線8、19指接著齒頂型線2、13直至大齒齒根且向齒背方向凹入的型線，齒槽型線14、3指從齒根起經(jīng)過大齒的齒槽部分到達(dá)節(jié)圓11、20的部分。齒背型線、齒頂型線、齒凹型線、齒槽型線分別由數(shù)段擺線、直線、圓弧、漸開線與它們的包絡(luò)線光滑連接而成。主動轉(zhuǎn)子12和從動轉(zhuǎn)子21的齒背5、16凸出于節(jié)圓11、20之外，主動轉(zhuǎn)子12的大齒6兩端經(jīng)過渡齒15、7與小齒9連接。從動轉(zhuǎn)子21的大齒17兩端經(jīng)過渡齒4、18與小齒22連接。主動轉(zhuǎn)子12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，主動轉(zhuǎn)子大齒6和從動轉(zhuǎn)子大齒17嚙合，嚙合點(diǎn)從主動轉(zhuǎn)子12齒背5過渡至主動轉(zhuǎn)子齒槽14時(shí)，嚙合線在主動轉(zhuǎn)子齒頂2處斷開，在這一轉(zhuǎn)換過程中，設(shè)計(jì)有合理的重合度，保證傳動的平穩(wěn)、連續(xù)。過渡齒分為過渡凸齒15、4和過渡凹齒7、18，主動轉(zhuǎn)子12的過渡凸齒15和大齒齒槽14的終點(diǎn)相接，過渡凹齒7和大齒齒背5的起點(diǎn)相接。從動轉(zhuǎn)子21的過渡凸齒4和大齒齒槽3的終點(diǎn)相接，過渡凹齒18和大齒齒背16的起點(diǎn)相接。主動轉(zhuǎn)子12的過渡凸齒15與從動轉(zhuǎn)子的過渡凹齒18相互嚙合，互為共軛曲線。主動轉(zhuǎn)子過渡凹齒7和從動轉(zhuǎn)子的過渡凸齒4相互嚙合，互為共軛曲線。其余小齒為構(gòu)成齒輪的普通齒，齒形設(shè)計(jì)是根據(jù)嚙合理論，用解析法，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)作出的。
在嚙合傳動的過程中，主動轉(zhuǎn)子12順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動從動轉(zhuǎn)子21逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，主動轉(zhuǎn)子12的過渡凹齒7和從動轉(zhuǎn)子21的過渡凸齒4相嚙合，接著，主動轉(zhuǎn)子12齒背型線5與從動轉(zhuǎn)子21齒槽型線3嚙合，過渡至主動轉(zhuǎn)子12齒槽型線14與從動轉(zhuǎn)子21齒背曲線16嚙合，接著，主動轉(zhuǎn)子12的過渡凸齒15與從動轉(zhuǎn)子21的過渡凹齒18嚙合。普通小齒相互嚙合，從而完成密封，傳遞動力的作用。反之，從動轉(zhuǎn)子21順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，帶動主動轉(zhuǎn)子12逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，同樣可完成密封、傳動的功能。
圖2是主動轉(zhuǎn)子12端面齒形的一個(gè)實(shí)施例。
主動轉(zhuǎn)子12齒背型線5，即A1F1段依次由擺線、直線、圓弧以及直線的包絡(luò)線光滑連接而成。E1F1是擺線，D1E1是直線，C1D1是圓弧，D1E1分別與C1D1與E1F1相切，A1C1是直線的包絡(luò)線。齒頂型線2，即A1B1段是三次樣條函數(shù)曲線或圓弧。齒凹型線8，即B1L1段是點(diǎn)嚙合擺線或圓弧的包絡(luò)線。齒槽型線14，即L1Q1段由三段曲線光滑連接而成，L1M1是直線，M1P1是直線包絡(luò)線，P1Q1是擺線。過渡凹齒7中，F(xiàn)1G1是擺線，G1H1是齒根圓，H1I1是漸開線。過渡凸齒15中，R1Q1是擺線，R1S1是齒頂圓，S1T1是漸開線。其余小齒是普通漸開線齒。
圖3是從動轉(zhuǎn)子21端面齒形的一個(gè)實(shí)施例。
從動轉(zhuǎn)子21的齒背型線16，即Q2L2段依次由擺線、直線和直線的包絡(luò)線光滑連接而成，Q2P2是擺線，P2M2是直線，L2M2是直線包絡(luò)線，P2M2與P2Q2和L2M2相切。齒頂型線13即L2K2段是小圓弧，齒凹型線19，即A2K2段是點(diǎn)嚙合擺線或圓弧包絡(luò)線，齒槽型線3即A2F2段由四段曲線光滑連接而成。A2C2是直線、C2D2是圓弧，D2E2是直線包絡(luò)線，E2F2是擺線。過渡凹齒18中，R2Q2段是擺線，R2S2是齒根圓，S2T2是漸開線，過渡凸齒4中，F(xiàn)2G2是擺線，G2H2是齒頂圓，H2I2是漸開線，其余小齒是普通漸開線齒。
圖2中，主動轉(zhuǎn)子12齒背型線5即A1F1段可作如下修改；去掉C1D1的圓弧，直線D1E1與直線包絡(luò)線A1C1與擺線E1F1相切，構(gòu)成一種齒背型線。它依次由擺線、直線、直線包絡(luò)線構(gòu)成。擺線段E1F1也可以用漸開線替換，則齒背型線依次由漸開線、直線、圓弧以及直線的包絡(luò)線光滑連接。擺線段E1F1可以用拋物線替換，則大齒齒背型線依次由拋物線、直線、圓弧以及直線的包絡(luò)線光滑連接。擺線段E1F1也可用橢圓替換，則大齒齒背型線依次由橢圓、直線、圓弧以及直線的包絡(luò)線光滑連接。直線包絡(luò)線A1C1段可以用擺線替換，則大齒齒背型線依次由擺線、直線、圓弧以及擺線光滑連接。直線包絡(luò)線A1C1段可以用拋物線替換，則大齒齒背型線依次由擺線、直線、圓弧、拋物線光滑連接而成。直線包絡(luò)線A1C1段可以用橢圓替換，則大齒齒背型線依次由擺線、直線、圓弧、橢圓光滑連接而成。從而可獲得齒背型線的幾種變化齒形。從動轉(zhuǎn)子齒背型線16也可作與主動轉(zhuǎn)子齒背型線5相同的修改。兩轉(zhuǎn)子齒槽型線根據(jù)嚙合原理得出。
將該齒輪嚙合副安裝于“8”字型氣缸的兩個(gè)氣缸中心處，兩端面處加以上、下兩個(gè)端蓋。在端蓋或氣缸側(cè)壁開以吸、排氣、液體的通孔，則構(gòu)成一完整的齒輪機(jī)構(gòu)。由轉(zhuǎn)子大齒、嚙合點(diǎn)與殼體構(gòu)成吸、排工作腔、籍以吸、排氣、液體的通孔，則可以完成壓縮、膨脹氣體。輸送液體，半流體的功能。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1.兩轉(zhuǎn)子嚙合傳動，零件少；2.轉(zhuǎn)子間接觸嚙合，通過兩轉(zhuǎn)子間的泄漏大為減少；3.轉(zhuǎn)子慣性力可完全平衡，振動、噪聲?。?.轉(zhuǎn)子可設(shè)計(jì)為直齒，加工較容易；5.無封閉容積；6.兩轉(zhuǎn)子的齒頂在經(jīng)過“8”字型氣缸尖部時(shí)進(jìn)入嚙合，保證了徑向密封。
權(quán)利要求
1.一種齒輪嚙合副，它包括至少一個(gè)主動轉(zhuǎn)子和一個(gè)從動轉(zhuǎn)子，彼此相互嚙合，主、從動轉(zhuǎn)子節(jié)圓上設(shè)有小齒、過渡齒以及大齒，其特征在于所述的主動轉(zhuǎn)子的軸與從動轉(zhuǎn)子的軸平行設(shè)置，主、從動轉(zhuǎn)子的軸心距離等于兩個(gè)轉(zhuǎn)子節(jié)圓半徑之和，所述大齒的端面為鷹嘴形狀，其型線依次由齒背型線、齒頂型線、齒凹型線和齒槽型線光滑連接，齒背凸出于節(jié)圓之外，大齒兩端經(jīng)過渡齒與小齒連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述大齒齒背的端面齒形型線依次由擺線、直線、以及直線的包絡(luò)線光滑連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述大齒齒背的端面齒形型線依次由擺線、直線、圓弧以及直線的包絡(luò)線光滑連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述大齒齒背的端面齒形型線依次由漸開線、直線、圓弧以及直線的包絡(luò)線光滑連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述大齒齒背的端面齒形型線依次由拋物線、直線、圓弧以及直線的包絡(luò)線光滑連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述大齒齒背的端面齒形型線依次由橢圓、直線、圓弧以及直線的包絡(luò)線光滑連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述大齒齒背的端面齒形型線依次由擺線、直線、圓弧以及擺線光滑連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述大齒齒背的端面齒形型線依次由擺線、直線、圓弧以及拋物線光滑連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述大齒齒背的端面齒形型線依次由擺線、直線、圓弧以及橢圓光滑連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述的主動轉(zhuǎn)子大齒齒頂?shù)亩嗣嫘途€為圓弧或三次樣條函數(shù)曲線。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述從動轉(zhuǎn)子大齒齒凹型線為圓弧包絡(luò)線或點(diǎn)嚙合擺線。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述從動轉(zhuǎn)子大齒齒頂?shù)亩嗣嫘途€為圓弧。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述從動轉(zhuǎn)子齒槽端面型線與主動轉(zhuǎn)子齒背端面型線相嚙合。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種齒輪嚙合副，其特征在于所述主動轉(zhuǎn)子大齒齒槽端面型線與從動轉(zhuǎn)子齒背端面型線相嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開一種機(jī)械工程部件領(lǐng)域的齒輪嚙合副,它包括至少一個(gè)主動轉(zhuǎn)子和一個(gè)從動轉(zhuǎn)子彼此相互嚙合,主、從動轉(zhuǎn)子節(jié)圓上設(shè)有小齒、過渡齒以及大齒。大齒的端面為鷹嘴形狀,其端面型線依次由齒背型線、齒頂型線、齒凹型線和齒槽型線光滑連接。齒背型線凸出于節(jié)圓之外,大齒兩端經(jīng)過渡齒與小齒連接。本發(fā)明具有減少泄漏、轉(zhuǎn)子慣性力可完全平衡、振動和噪音小的特點(diǎn)。
文檔編號F16H1/24GK1259629SQ9911579
公開日2000年7月12日 申請日期1999年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月14日
發(fā)明者熊偉 申請人:熊偉