非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪及其加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種漸開(kāi)線齒輪及其加工方法，尤其涉及一種非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪 及其加工方法，特別適用于齒牙受雙向彎曲載荷作用的中間惰輪或行星輪。
【背景技術(shù)】
[0002] 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)常用到同時(shí)與兩個(gè)齒輪嚙合的中間惰輪或行星輪，由于它們的齒牙 受雙向彎曲載荷作用，該齒輪的齒根最容易出現(xiàn)彎曲折斷，例如在GB/T3480-1997《漸開(kāi)線 圓柱齒輪承載能力計(jì)算方法》P56中規(guī)定：對(duì)于受對(duì)稱雙向彎曲的齒輪（如中間惰輪或行星 輪），在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將齒輪的彎曲疲勞極限值乘上系數(shù)〇. 7作為這類齒輪能承受的彎曲疲勞 極限。另外，中間惰輪或行星輪齒牙左右齒面分別與兩個(gè)不同的齒輪嚙合，因此中間惰輪或 行星輪的齒牙左右側(cè)分別承受的彎曲強(qiáng)度不同，嚙合所需齒面漸開(kāi)線的起始點(diǎn)也不同，而 漸開(kāi)線起始點(diǎn)的高低直接影響齒輪齒根的圓弧曲率半徑，進(jìn)而影響齒輪的齒根彎曲強(qiáng)度。
[0003] 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法不考慮左、右齒面漸開(kāi)線起始點(diǎn)的差異，設(shè)計(jì)的齒形為左、右齒面 完全對(duì)稱，參見(jiàn)GB/T1356-2001《通用機(jī)械和重型機(jī)械用圓柱齒輪標(biāo)準(zhǔn)基本齒條齒廓》，為 完全對(duì)稱齒廓，因此，為了保證左、右齒面漸開(kāi)線起始點(diǎn)相同，且具有足夠的漸開(kāi)線長(zhǎng)度參 與嚙合，使得左右齒根曲線曲率半徑均很小，這進(jìn)一步降低了中間惰輪或行星輪的齒根彎 曲強(qiáng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的第一目的是提供一種能夠使齒牙左右側(cè)獲得不同的齒根彎曲強(qiáng)度的非 完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪。
[0005] 本發(fā)明的第二目的是提供一種非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的加工方法。
[0006] 實(shí)現(xiàn)上述第一目的的技術(shù)方案是：
[0007] -種非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪，所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪端面齒槽齒形包括漸開(kāi) 線段AB、圓弧段BC、直線段⑶、圓弧段DE和漸開(kāi)線段EF，
[0008] 所述漸開(kāi)線段AB和漸開(kāi)線段EF相對(duì)于軸線III不完全對(duì)稱，所述軸線III為非完全 對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的端面齒槽寬_所對(duì)圓心角的角平分線，所述點(diǎn)A和點(diǎn)F分別是非完全對(duì) 稱漸開(kāi)線齒輪的端面齒槽齒形的左、右齒面的齒頂點(diǎn)，所述點(diǎn)B為所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線 齒輪端面齒槽齒形的左齒面的漸開(kāi)線起始點(diǎn)，點(diǎn)E為所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪端面齒槽 齒形的右齒面的漸開(kāi)線起始點(diǎn)，
[0009] 所述直線段⑶與軸線III垂直且與齒根圓相切，所述圓弧段BC與直線段⑶和直線 I相切，所述圓弧段DE與直線段CD和直線II相切，所述直線I是過(guò)點(diǎn)B且與漸開(kāi)線段AB 相切的切線，所述直線II是過(guò)點(diǎn)E且與漸開(kāi)線段EF相切的切線，
[0010] 以軸線III為y軸，垂直于y軸且與齒根圓相切的直線為x軸，所述點(diǎn)B的坐標(biāo)為 (_xb，yb)，所述點(diǎn)E的坐標(biāo)為（xe，ye)，所述圓弧段BC的圓弧曲率半徑為ri，圓弧段DE的圓 弧曲率半徑r2，且r#r2;
[0011] 則當(dāng)yb>ye時(shí)，所述圓弧段BC的圓弧曲率半徑r:與圓弧段DE的圓弧曲率半徑 r 2y 1~2的關(guān)系為：1 < 1 ^;所述漸開(kāi)線段EF由漸開(kāi)線段EB'和漸開(kāi)線段B'F組成，所述 r2ye 漸開(kāi)線段B'F和漸開(kāi)線段AB關(guān)于軸線III完全對(duì)稱，
[0012] 當(dāng)yb<ye時(shí)，所述圓弧段BC的圓弧曲率半徑r占圓弧段DE的圓弧曲率半徑r2 的關(guān)系為：1 < & < ^ ;所述漸開(kāi)線段AB由漸開(kāi)線段AE'和漸開(kāi)線段E'B組成，所述漸 ri yb 開(kāi)線段AE'與漸開(kāi)線段EF關(guān)于軸線III完全對(duì)稱。
[0013] 所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪端面齒槽齒形的漸開(kāi)線段AB為所述非完全對(duì)稱漸開(kāi) 線齒輪端面齒形與第一漸開(kāi)線齒輪的端面齒形相嚙合的漸開(kāi)線段，所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線 齒輪端面齒槽齒形的漸開(kāi)線段EF為所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪端面齒形與第二漸開(kāi)線齒 輪的端面齒形相嚙合的漸開(kāi)線段。
[0014] 所述點(diǎn)B的坐標(biāo)（_xb，yb)滿足如下公式I和II: 〇丄
[0022] 所述點(diǎn)E的坐標(biāo)（xe，ye)滿足如下公式III和IV:

[0030] 所述圓弧段BC的方程為：
[0031]
[0032]
[0033]
[0034] 其中，81取方程式II的求解最大值；
[0035]
[0036] 所述圓弧段DE的方程為：
[0040] 其中，82取方程式IV的求解最小值；
[0041]
[0042] 上述公式、方程式中，m、a分別表示所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的端面模數(shù)和端 面壓力角；z、Zl、z2分別表示為所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪、第一漸開(kāi)線齒輪和第二漸開(kāi)線 齒輪的齒數(shù)；ral、:^分別表不第一漸開(kāi)線齒輪和第二漸開(kāi)線齒輪的齒頂圓直徑a2分 別表示所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪與第一漸開(kāi)線齒輪的中心距和所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線 齒輪與第二漸開(kāi)線齒輪的中心距；rb、rf分別表示所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的端面齒 槽齒形的左齒面漸開(kāi)線起始點(diǎn)半徑、端面齒槽齒形的右齒面漸開(kāi)線起始點(diǎn)半徑和齒根圓半 徑；^、^分別表示圓弧段BC和圓弧段DE的圓弧曲率半徑。
[0043] 采用上述方案的有益效果是：本發(fā)明的非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的端面齒槽齒形左 右齒面漸開(kāi)線起始點(diǎn)和左右齒根圓弧曲率半徑不同，因此所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪整個(gè) 齒牙的左右齒面漸開(kāi)線起始點(diǎn)和左右齒根圓弧曲率半徑不同，設(shè)計(jì)者可根據(jù)左右齒面漸開(kāi) 線起始點(diǎn)的位置設(shè)計(jì)不同的左右齒根曲線曲率半徑，使齒牙左右側(cè)獲得不同的齒根彎曲強(qiáng) 度，確保本發(fā)明的齒輪能夠更好地適應(yīng)雙向彎曲載荷的作用，從而提高齒輪的可靠性。本發(fā) 明特別適用于齒牙受雙向彎曲載荷作用的中間惰輪或行星輪。
[0044] 實(shí)現(xiàn)上述第二目的的一種技術(shù)方案是：將所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的漸開(kāi)線段 AB、圓弧段BC、直線段CD、圓弧段DE和漸開(kāi)線段EF作為成形銑齒刀具的切削齒形，采用分 度逐齒銑削待加工件的齒槽，從而制得非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪。這樣，生產(chǎn)效率很高，非常 適合大批量生產(chǎn)。
[0045] 實(shí)現(xiàn)上述第二目的的另一種技術(shù)方案是：將所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的漸開(kāi)線 段AB、圓弧段BC、直線段CD、圓弧段DE和漸開(kāi)線段EF作為線切割的切割路徑，分度逐齒線 切割待加工件的齒槽，從而制得非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪。這樣，就不需要采用專門刀具，但 效率相對(duì)較低，適合單件或小批量生產(chǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0046] 以下結(jié)合附圖給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0047] 圖1是本發(fā)明的非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪與第一漸開(kāi)線齒輪和第二漸開(kāi)線齒輪的 端面齒形嚙合示意圖；
[0048] 圖2是本發(fā)明的非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的其中兩個(gè)齒牙；
[0049] 圖3是本發(fā)明的非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪一種實(shí)施例的兩個(gè)齒牙端面齒形圖； [0050]圖4是本發(fā)明的非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪的另一種實(shí)施例的兩個(gè)齒牙端面齒形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 如圖1、2、3所示，本發(fā)明的一種非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪，所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線 齒輪3端面齒槽齒形包括漸開(kāi)線段AB、圓弧段BC、直線段CD、圓弧段DE和漸開(kāi)線段EF，
[0052] 所述漸開(kāi)線段AB和漸開(kāi)線段EF相對(duì)于軸線III不完全對(duì)稱，所述軸線III為非完全 對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪3的端面齒槽寬.所對(duì)圓心角的角平分線，所述點(diǎn)A和點(diǎn)F分別是非完全 對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪3的端面齒槽齒形的左、右齒面的齒頂點(diǎn)，所述點(diǎn)B為所述非完全對(duì)稱漸開(kāi) 線齒輪3端面齒槽齒形的左齒面的漸開(kāi)線起始點(diǎn)，點(diǎn)E為所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪3端 面齒槽齒形的右齒面的漸開(kāi)線起始點(diǎn)，
[0053] 所述直線段⑶與軸線III垂直且與齒根圓相切，所述圓弧段BC與直線段⑶和直線 I相切，所述圓弧段DE與直線段CD和直線II相切，所述直線I是過(guò)點(diǎn)B且與漸開(kāi)線段AB 相切的切線，所述直線II是過(guò)點(diǎn)E且與漸開(kāi)線段EF相切的切線，
[0054] 以軸線III為y軸，垂直于y軸且與齒根圓相切的直線為x軸，所述點(diǎn)B的坐標(biāo)為 (_xb，yb)，所述點(diǎn)E的坐標(biāo)為（xe，ye)，所述圓弧段BC的圓弧曲率半徑為ri，圓弧段DE的圓 弧曲率半徑r2，且r#r2;
[0055] 如圖4所示，則當(dāng)yb>y6時(shí)，所述圓弧段BC的圓弧曲率半徑r:與圓弧段DE的圓 弧曲率半徑^的關(guān)系為：1 <fS 所述漸開(kāi)線段EF由漸開(kāi)線段EB'和漸開(kāi)線段B'F r2 組成，所述漸開(kāi)線段B'F和漸開(kāi)線段AB關(guān)于軸線III完全對(duì)稱，
[0056] 如圖3所示，當(dāng)yb<y6時(shí)，所述圓弧段BC的圓弧曲率半徑r:與圓弧段DE的圓弧 曲率半徑&的關(guān)系為：1 < ^ 所述漸開(kāi)線段AB由漸開(kāi)線段AE'和漸開(kāi)線段E'B組 成，所述漸開(kāi)線段AE'與漸開(kāi)線段EF關(guān)于軸線III完全對(duì)稱。
[0057] 所述非完全對(duì)稱漸開(kāi)線齒輪3端面齒槽齒形的漸開(kāi)線段AB為所述非完全對(duì)稱漸 開(kāi)線齒輪3端面齒形與第一漸開(kāi)線齒輪1的端面齒形相嚙合的漸開(kāi)線段，所述非完全對(duì)稱 漸開(kāi)線齒輪3