專利名稱：動(dòng)力齒輪的非漸開線型面的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一對(duì)螺桿形成的螺旋嚙合的型面，目的是像嚙合齒輪一樣用它們來傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。附

圖1顯示了內(nèi)旋式齒輪的常規(guī)傳動(dòng)裝置和常規(guī)連接的螺桿。
背景技術(shù)：
目前的工作起初是想利用嚙合螺桿的優(yōu)點(diǎn)取代嚙合齒輪的齒，用于動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳遞。本發(fā)明解決常規(guī)螺桿中的兩個(gè)零件間接觸角度(從旋轉(zhuǎn)面看)不足的缺陷，該缺陷嚴(yán)格地限制了承載的能力。這里公開的幾何學(xué)圖形，可以使螺桿在其零件的兩個(gè)物體交匯點(diǎn)間形成的最寬廣的角度上接觸。
嚙合螺旋的運(yùn)行比起嚙合齒輪的齒來要柔和的多，這由諸多因素引起齒的加工誤差引發(fā)劇烈運(yùn)動(dòng)，從而導(dǎo)致大量問題速度上的意外變化對(duì)各部位產(chǎn)生了巨大的超負(fù)荷，不但涉及到齒，而且涉及到軸、傳動(dòng)裝置本身、軸承和其支架、還涉及到牽引和導(dǎo)向機(jī)械。由工作負(fù)荷產(chǎn)生的畸變?cè)斐稍瓉砗线m的齒的損害，又重新產(chǎn)生了上述的缺陷。
兩齒間在瞬間有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的嚙合動(dòng)作的位置，而在下一瞬間的兩對(duì)齒之間，重新回到原來的兩齒嚙合動(dòng)作使工作負(fù)荷變化很快。這也引入了在工作條件下的變化，重新影響到緊密附屬部件的外形和數(shù)值以及部件的畸變。
在兩個(gè)齒的嚙合的短促時(shí)間內(nèi)，負(fù)載著力點(diǎn)隨著齒的高度改變而變化，這再次損害了處于張力和壓力下的齒的外形，所有這些在傳動(dòng)裝置工作的同時(shí)都被累加到另外一些變化現(xiàn)象中了。
前述事實(shí)損害著傳動(dòng)裝置的齒的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)，也會(huì)損害接觸表面承受的張力和壓力，這些接觸面的表面自然變形對(duì)應(yīng)著承受的負(fù)載和取決于接觸時(shí)的特殊區(qū)域的幾何形狀，張力和壓力也依據(jù)接觸模式而變化。
滑潤現(xiàn)象，也顯而易見地受到所有已經(jīng)敘述過的因素的影響，而且是很不穩(wěn)定的，因?yàn)樾D(zhuǎn)的表面是用相應(yīng)的速度操作的，在每一接觸的周期中，從一種帶有轉(zhuǎn)動(dòng)行為的滑動(dòng)，到一種沒有滑行運(yùn)動(dòng)的簡單旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作，這樣的接觸是同時(shí)發(fā)生在一個(gè)螺距的區(qū)域內(nèi)的，在余下的嚙合期內(nèi)由于滑行速度的增加，直到突然失去接觸，讓下兩個(gè)齒重復(fù)上面的動(dòng)作。
對(duì)于嚙合螺桿來說情況就大不一樣了由于螺桿的部分螺旋能夠同時(shí)嚙合在一起，則一個(gè)螺旋的負(fù)載行程自始至終，產(chǎn)生的動(dòng)力負(fù)載大大低于所傳輸?shù)呢?fù)載，這是通過與常規(guī)的傳動(dòng)裝置的負(fù)載比較而得出的，在那里，負(fù)載僅由一對(duì)齒來支撐之后，最多就只有兩對(duì)齒來分擔(dān)。就此而言，螺桿就像螺旋狀的傳動(dòng)裝置，負(fù)載被分?jǐn)偟蕉鄬?duì)齒上，但是在方式上有區(qū)別的是螺旋做到了在螺桿上的所有螺旋都有一個(gè)完全相同的橫向部分在所有時(shí)間里工作著，特別是其中每個(gè)螺紋都在工作。這個(gè)過程是連續(xù)的。
作為一種缺點(diǎn)是在軸上產(chǎn)生的螺桿負(fù)載大。一種相當(dāng)大的力量需要被某種形式支撐，對(duì)傳輸來說它是無用的。一種簡單的解決方法是使用穗狀花紋形式的傳動(dòng)裝置，這種裝置不會(huì)把這些力轉(zhuǎn)移到支撐上去，但是引出了制造上的其他困難。另一方面，為了做同樣數(shù)量的有用功，同樣的螺旋應(yīng)該承擔(dān)更大的力量。這些因素部分地解釋了為什么螺桿傳輸還未得到使用，盡管它們有諸多優(yōu)點(diǎn)。
負(fù)載螺旋工作更像汽車的輪胎一樣，輪胎與地面接觸時(shí)有一變形區(qū)域并且動(dòng)作很柔和，是因?yàn)樵谡麄€(gè)時(shí)間里，輪胎都在同一區(qū)域以同樣方式發(fā)生變形。一般形態(tài)不會(huì)變化，變化的只有變形量的大小。這樣，作用力是穩(wěn)定的，車軸僅僅支撐車的重量，沒有因旋轉(zhuǎn)動(dòng)作產(chǎn)生任何的動(dòng)力負(fù)荷。這一點(diǎn)是與嚙合齒輪的齒相比較而有利于螺桿傳輸?shù)闹匾獏^(qū)別，同時(shí)提高了負(fù)載量和增強(qiáng)了高速度工作的能力。
為常規(guī)螺桿的缺陷找到解決辦法之后，為達(dá)到使用它并替換常規(guī)的傳動(dòng)裝置的目的，我們獲得了非漸開線的發(fā)明，它補(bǔ)償了由螺旋角度產(chǎn)生的負(fù)載能力的損失，隨著材料使用的重要發(fā)展，現(xiàn)在出現(xiàn)了有利的使用螺桿的方式，理由有兩個(gè)對(duì)旋轉(zhuǎn)面的測(cè)量得到接觸的所有寬度，非漸開線的表面有很大的半徑彎曲幅面，可用于支撐表面的巨大負(fù)載。由于新設(shè)計(jì)具有的優(yōu)點(diǎn)，使得用制造很小的部件，能做很大的常規(guī)傳動(dòng)裝置所做的同樣的工作，成為可能。
在內(nèi)旋式的傳動(dòng)裝置內(nèi)，幾何學(xué)的驅(qū)動(dòng)動(dòng)作，指的是在型面上展開的旋轉(zhuǎn)平面的一個(gè)區(qū)域。內(nèi)旋式的名稱由此而來。就像在幾何學(xué)上以一種不同方式作了新的替換，被稱作非漸開線。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的應(yīng)用場(chǎng)所是一種成對(duì)的使用軸的傳動(dòng)裝置，其軸能安裝在任何可能的位置，一個(gè)與另一個(gè)相關(guān)聯(lián)的方式可以是平行的或不平行的，共面的或不共面的，垂直的或不垂直的，以及交叉的或非交叉的。
使用平行軸的非漸開線傳動(dòng)裝置的說明下面描述的是使用平行軸的非漸開線傳動(dòng)裝置。在非漸開線的外部傳動(dòng)裝置上，安裝有兩個(gè)互相嚙合的螺桿。每個(gè)部件有一個(gè)與它嚙合的另一個(gè)部件的不同的螺旋邊。首先，介紹一個(gè)簡單的非漸開線設(shè)計(jì)把兩個(gè)傳動(dòng)部件之一叫做主動(dòng)部件。它被確定為一個(gè)螺桿，在其螺旋型面上有一個(gè)螺旋狀的邊緣。請(qǐng)看附圖2上的非漸開線和主動(dòng)部件的型面。這是非漸開線的110s型面。位置2是螺桿的橫向部位，位置3是反向非漸開線的型面，位置4是主動(dòng)部件的橫向部位，位置7是主動(dòng)部件的轉(zhuǎn)動(dòng)軸，位置5是主動(dòng)部件的螺旋狀的邊緣，位置6是輪子的轉(zhuǎn)動(dòng)軸。主動(dòng)部件的螺旋線能在傳動(dòng)裝置節(jié)徑上找到。這個(gè)螺旋將用來和另一個(gè)部件接觸，即從動(dòng)部件。從動(dòng)部件部分的側(cè)表面甚至按照沿著主動(dòng)部件的螺旋線并盡可能長的接觸來制作，這就是從中心線到螺旋的外邊緣。即在附圖3里顯示的非漸開線的表面。附圖3展示了一個(gè)簡單的非螺旋的傳動(dòng)裝置，其中，非漸開線表面在位置11，反向非漸開線在位置8，主動(dòng)部件的新邊在位置5，從動(dòng)部件節(jié)徑在位置10，主動(dòng)部件節(jié)徑在位置9。
這兩部分之間的接觸不能夠沿螺旋線包括雙方交叉的部分的全部弧線進(jìn)行。這個(gè)接觸所能達(dá)到的最長距離是從中心線起到這條弧線的最遠(yuǎn)的一個(gè)點(diǎn)。從中心線的一側(cè)或另一側(cè)開始的接觸，取決于正進(jìn)行接觸的螺旋的邊和螺旋型面。
僅僅在中心線一側(cè)如何進(jìn)行主動(dòng)部件的螺旋線和從動(dòng)部件的表面之間的接觸的展示，會(huì)在后面寫出。
到目前為止，介紹了一個(gè)簡單的非漸開線的設(shè)計(jì)。附圖3展示了它的的三維立體模型，詳細(xì)描繪了接觸區(qū)域。標(biāo)明了對(duì)應(yīng)Y軸座標(biāo)的適當(dāng)?shù)挠^察者的角度有關(guān)與Y軸平行的縱向軸的部分軸。也清楚地標(biāo)明了沒有軸的部分。這些只有接觸時(shí)的型面和一個(gè)從接觸點(diǎn)到各零件中心的部分。
接下來的步驟是嚙合齒輪體內(nèi)的反向非漸開線的構(gòu)思，它被作為主動(dòng)部件的最近構(gòu)思的非漸開線的外邊沿來使用。反向非漸開線是嚙合齒輪體的形狀，它有大量可用的資料，它與輪子的非漸開線表面無關(guān)。換句話說，是一個(gè)直徑大于節(jié)距的從動(dòng)部件的非漸開線。
現(xiàn)在介紹同類傳送裝置的第二種非漸開線正如附圖3看到的那樣，非漸開線的表面位于傳動(dòng)輪節(jié)距圓周向外的區(qū)域上。同時(shí)也在主動(dòng)部件的反向非漸開線的型面上看到，反向非漸開線表面也沒有超過節(jié)圓。
這樣，第二個(gè)非漸開線就可以嵌入一對(duì)齒輪內(nèi)，如下所述把輪子節(jié)徑的側(cè)緣用來作為第二對(duì)主動(dòng)部件的直徑。在此直徑上看到比非漸開線短的直徑。
一個(gè)外部直徑大于節(jié)徑，是為嚙合齒輪確定，或者稱較小的一對(duì)齒輪。
在節(jié)圓與嚙合齒輪的外部直徑間的區(qū)域內(nèi)，安置了若干設(shè)備，作為同輪子的主動(dòng)部件的螺旋線接觸所需要。另外，從中心線到螺旋的外側(cè)可以有較長的接觸部分，不過只是在中心線的一側(cè)。在這種方式下，嚙合齒輪只是提供了一個(gè)非漸開線表面，用來同輪子的螺旋線接觸，這種接觸是在傳動(dòng)裝置整體運(yùn)行的全部時(shí)間內(nèi)進(jìn)行的。這個(gè)非漸開線表面在中心線的另一側(cè)，它同建立在另外一個(gè)配件上的非漸開線表面有關(guān)聯(lián)。最后一步是在輪子本體上的反向非漸開線的第二個(gè)表面的構(gòu)思。
這個(gè)反向非漸開線的形狀由嚙合齒輪的非漸開線面來確定，同時(shí)在輪子本體內(nèi)部相互作用反向非漸開線是帶有可能較大量設(shè)備的輪子形狀，不干預(yù)嚙合齒輪的非漸開線表面。此外，進(jìn)行這一過程的中心線的一側(cè)的某處是與已建成的第一個(gè)反向非漸開線表面相反的。
簡單非漸開線的傳動(dòng)裝置已經(jīng)進(jìn)行過的接觸的全部描述可以對(duì)第二個(gè)非漸開線重復(fù)。如附圖4所示，第二個(gè)非漸開線的接觸線在中心線的另一側(cè)。在這種形式上，同第二個(gè)非漸開線的接觸，接觸線廣泛地延伸，就像兩個(gè)螺桿體相交一樣，覆蓋的角度相當(dāng)廣。附圖4表示的是，從旋轉(zhuǎn)的平面上看的一個(gè)雙非漸開線的傳動(dòng)裝置。在此圖上，嚙合齒輪的反向非漸開線由8指明，嚙合齒輪非漸開線表面由21指明，輪子的非漸開線表面由11指明，輪子的反向非漸開線表面由22指明，9表示嚙合齒輪的節(jié)圓，10表示輪子的節(jié)圓，12表示輪子的外沿直徑，14表示嚙合齒輪的外沿直徑，15表示嚙合齒輪的內(nèi)直徑，16表示嚙合齒輪的完整的接觸角度，17表示輪子的主動(dòng)部件螺旋的接觸角度，18表示嚙合齒輪的主動(dòng)部件螺旋接觸的角度，19表示齒輪體，20表示嚙合齒輪體。
附圖5表示雙非漸開線的傳動(dòng)裝置，與類似于該圖形式的簡易型非漸開線圖相比較，也就是說沒有軸，只有接觸面。這里有兩個(gè)非漸開線表面和兩個(gè)反向非漸開線表面。附圖6表示了先前敘述過的接觸圖，表示各個(gè)部分之間接觸的區(qū)域。附圖7表示兩個(gè)部分型面的橫向部分。
在附圖5上表示的傳動(dòng)裝置不能進(jìn)行完整旋轉(zhuǎn)一周的工作，因?yàn)閲Ш淆X輪要比輪子短，而且兩個(gè)構(gòu)件只有一個(gè)螺旋，只能旋轉(zhuǎn)一周。
為了完善成一個(gè)部分的構(gòu)思，在同一個(gè)螺紋后面的節(jié)踞之間現(xiàn)存的空間里安置一些螺旋。請(qǐng)看附圖8。當(dāng)然，也為各部分安裝上軸。以最有效的方式利用空間和材料，在兩個(gè)構(gòu)件上做這項(xiàng)工作。一旦這些構(gòu)件的周圍裝滿了螺旋，就如附圖9所示的那樣，一個(gè)對(duì)角分開的螺桿可以使用了，這樣，靠內(nèi)部直徑之內(nèi)的聯(lián)系構(gòu)成的一個(gè)蘋果樣的物體，完善了傳動(dòng)裝置的構(gòu)思過程。
非漸開線表面和非漸開線曲線的定義非漸開線表面是一個(gè)螺旋帶，由構(gòu)成主動(dòng)部件螺旋部分的彎曲線聯(lián)合體形成的，當(dāng)傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋帶也包含在從動(dòng)部件構(gòu)件的幾何學(xué)體內(nèi)。
主動(dòng)部件螺旋的一部分包括在從動(dòng)部件構(gòu)件的幾何體之間。在旋轉(zhuǎn)期間，完全相同的部分保持螺旋的接續(xù)部分的行為。在旋轉(zhuǎn)期間，這一部分沿著與軸平行的直線運(yùn)行。這種軸移動(dòng)是與傳動(dòng)裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)成比例的。上述主動(dòng)部件螺旋的聯(lián)合體部分被安置在從動(dòng)部件構(gòu)件體內(nèi)，與此同時(shí)傳動(dòng)裝置處于整體運(yùn)行中，從而構(gòu)成一條螺旋帶或非漸開線面。非漸開線的曲線是上述螺旋帶的一部分，是被從軸上經(jīng)過的一個(gè)平面切斷的那部分，橫向的非漸開線是同一表面被一個(gè)與軸成直角的平面切斷的那部分。
主動(dòng)部件的動(dòng)作和接觸。轉(zhuǎn)動(dòng)平面上的描述。
我們考慮有主動(dòng)部件節(jié)距的半徑、雙非漸開線的一對(duì)傳動(dòng)裝置。
首先我們分析輪子上的一個(gè)主動(dòng)部件點(diǎn)的表現(xiàn)，如附圖10上的38點(diǎn)，它屬于輪子節(jié)圓，它與從動(dòng)部件上的35點(diǎn)發(fā)生相互作用，35點(diǎn)屬于嚙合齒輪，并處在大于這個(gè)齒輪節(jié)距的半徑的輪輻上。螺旋狀的邊被確定在放大的座標(biāo)Z上，該座標(biāo)位于圖上所指的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的方向上并遠(yuǎn)離觀察者。
下面描述三個(gè)不同時(shí)間的點(diǎn)第一，當(dāng)傳動(dòng)裝置位于38點(diǎn)處，該點(diǎn)與第二時(shí)間點(diǎn)中的點(diǎn)相對(duì)中心線有相同的位置；第二，當(dāng)這些相同點(diǎn)到達(dá)如圖中的39、36指出的位置的時(shí)候；第三，在第二點(diǎn)之后，當(dāng)傳動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，把這些相同點(diǎn)帶到圖中的40和37的位置上。36和39位置之間與中心線形成的夾角，稱為r31，在圖上由32標(biāo)明，這樣，由第一個(gè)位置與中心線形成的那個(gè)夾角，也是r31，而把第一個(gè)位置和第二個(gè)位置分開的那個(gè)角度是2β1。
嚙合齒輪的相應(yīng)點(diǎn)，是36點(diǎn)，它同第二位置上的39點(diǎn)接觸，在這里36點(diǎn)就是從動(dòng)部件上的39點(diǎn)。35點(diǎn)和36點(diǎn)指明的位置上的嚙合齒輪的點(diǎn)在同一瞬間時(shí)，輪子上點(diǎn)處在38和39點(diǎn)上的地方。
35點(diǎn)和36點(diǎn)被2α1的角分開。α和β角之間的關(guān)系是這樣的，即保持齒輪行動(dòng)規(guī)律α＝β/傳動(dòng)比。
正如在旋轉(zhuǎn)平面圖上看到的(X，Z座標(biāo)平面圖)，36點(diǎn)和39點(diǎn)只能在第二個(gè)位置上接觸。當(dāng)傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，上述這些點(diǎn)處于37和40的位置上時(shí)，它們不在接觸位置上，因?yàn)?7點(diǎn)離中心線距離與40點(diǎn)不同。
當(dāng)傳動(dòng)裝置處在第一個(gè)位置時(shí)，這些點(diǎn)處于35和38的位置上時(shí)，被處在Y和X方向上的位置距離分開，其中的任一點(diǎn)都不在兩個(gè)物體的交點(diǎn)之間。此種方式下，不僅不相互接觸，而且也不相干擾。
傳送器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從動(dòng)部件上的點(diǎn)的前進(jìn)速度總比主動(dòng)部件上的點(diǎn)要快。之所以如此，因?yàn)樗兄鲃?dòng)部件上的點(diǎn)都處在比節(jié)距大的直徑上，而從動(dòng)部件上的點(diǎn)處在節(jié)徑上。整體行動(dòng)規(guī)律確定，在節(jié)圓上的兩個(gè)嚙合構(gòu)件的圓周速度是相同的。因此，處于比節(jié)距大的直徑上的傳動(dòng)裝置構(gòu)件上的任何點(diǎn)，它移動(dòng)的圓周速度比節(jié)圓上相應(yīng)的點(diǎn)要快。
從動(dòng)部件上的點(diǎn)總是處在比節(jié)距大的直徑上主動(dòng)部件上的點(diǎn)永遠(yuǎn)也不能到達(dá)從動(dòng)部件的節(jié)圓內(nèi)的地方。只有一個(gè)條件，當(dāng)主動(dòng)部件的點(diǎn)的半徑與節(jié)距相同時(shí)，而且是同樣的節(jié)距點(diǎn)。
附圖下面的部分展示了在軸平面上(ZX座標(biāo))看到的同一個(gè)傳動(dòng)裝置。同時(shí)也表示35，36和37，以及38，39和40所處的位置。35和38，36和39，以及37和40，這三對(duì)的接續(xù)位置可以在與軸垂直的一條線上看到。這條直線代表這些點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的平面。
對(duì)此視圖來說，顯而易見的是，包括38，39和40位置在內(nèi)的主動(dòng)部件在座標(biāo)Z上應(yīng)該在制造時(shí)增加材料，而它的螺旋面應(yīng)該是圖上表示的那樣。包括35，36和37位置在內(nèi)的從動(dòng)部件在座標(biāo)Z上應(yīng)該在制造時(shí)減少材料，關(guān)于螺旋面的邊以前已經(jīng)說明。在這種形式下，兩個(gè)物體之間沒有干擾，只有在前面已經(jīng)描述過的第二個(gè)位置上有接觸。進(jìn)行接觸的中心線的那個(gè)邊也取決于螺旋面的邊。這方面在同一附圖的ZX平面視圖上清楚地表現(xiàn)出來。如果螺旋面的邊倒轉(zhuǎn)，那么進(jìn)行接觸的中心線的這一側(cè)也倒轉(zhuǎn)。
如果主動(dòng)部件點(diǎn)39和它的身體朝座標(biāo)Z的方向縮小(接觸的地方朝向反面)，那么，從動(dòng)部件點(diǎn)36和它的身體則必須處于在增大的座標(biāo)Z的位置上。在這些條件下，這兩個(gè)物體的接觸是在中心線的另一側(cè)，用的是相同的螺旋面的側(cè)面。提供的這個(gè)條件是在同樣的傳動(dòng)裝置倒轉(zhuǎn)時(shí)，同時(shí)同樣部件保持主導(dǎo)體狀態(tài)。兩個(gè)相同物體之間的接觸在螺旋反側(cè)面進(jìn)行。
同一個(gè)39點(diǎn)在一條曲線上跟嚙合齒輪接觸，包括39點(diǎn)與中心線之間的曲線。因此，39點(diǎn)與嚙合齒輪之間的接觸將發(fā)生在嚙合齒輪的縮小的直徑上。嚙合齒輪的這些點(diǎn)中的每一個(gè)點(diǎn)都可用36點(diǎn)所示的同樣方式來描述。它們所有的都以類似的方式表現(xiàn)，傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)一周跟39點(diǎn)的接觸只有一次。
以類似的方式，可以說明主動(dòng)部件螺旋上的所有的點(diǎn)和其中的每一個(gè)點(diǎn)，都位于嚙合齒輪的外側(cè)直徑內(nèi)，都以39點(diǎn)的同樣方法來表現(xiàn)和以36點(diǎn)作的類似的方式，與嚙合齒輪的其它點(diǎn)進(jìn)行相互作用。
到目前為止，只為一個(gè)平面做了描述。完全一樣的描述也可以在平行的平面上來做。在嚙合齒輪內(nèi)以及在所有的現(xiàn)有的平行的平面內(nèi)的從動(dòng)部件的點(diǎn)的聯(lián)合體，構(gòu)成嚙合齒輪的非漸開線的面。到此，一個(gè)簡單的非漸開線的傳動(dòng)裝置已經(jīng)描述完了。下面我們將描述在同一個(gè)傳動(dòng)裝置內(nèi)第二個(gè)非漸開線的產(chǎn)生，以及一個(gè)雙非漸開線的傳動(dòng)裝置的獲得。
下面描述附圖11現(xiàn)在，螺旋狀的主動(dòng)部件有嚙合齒輪的節(jié)徑。主動(dòng)部件的點(diǎn)是48，它歸屬到嚙合齒輪，在輪子上產(chǎn)生了點(diǎn)51。這一點(diǎn)處在一個(gè)不同的平面上，這個(gè)平面跟附圖10上面的36和39所在的平面平行。傳動(dòng)裝置的兩個(gè)構(gòu)件的主動(dòng)部件螺旋線，當(dāng)它們處在節(jié)距的點(diǎn)上時(shí)、兩構(gòu)件合用一個(gè)共同點(diǎn)，可以看到分別在兩個(gè)附圖上的39和48不在同一個(gè)平面上這是因?yàn)閺霓D(zhuǎn)動(dòng)平面看，39和48之間有角度距離，以及由于這些角度距離具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)的意義，但是它們都?xì)w屬于具有不同螺旋側(cè)面的不同部件，每次轉(zhuǎn)動(dòng)都采用在相反方向的在座標(biāo)Z上遠(yuǎn)離節(jié)距點(diǎn)的39和48。
為了在Z面上找到48點(diǎn)的座標(biāo)，必須在Z面的增值方向上，從節(jié)距點(diǎn)開始順著嚙合齒輪的螺旋線移動(dòng)，直到找到48點(diǎn)為止。附圖11代表了這個(gè)平面。它處在大于節(jié)距點(diǎn)的Z面上的一個(gè)座標(biāo)點(diǎn)。為了確認(rèn)39點(diǎn)在Z面上的座標(biāo)點(diǎn)，必須從節(jié)距點(diǎn)開始順著輪子的主動(dòng)部件螺旋線移動(dòng)，直到找到39點(diǎn)為止。一個(gè)小于節(jié)距點(diǎn)的座標(biāo)已經(jīng)找到，附圖10代表了這個(gè)平面。
值得記住的是嚙合的螺桿各有不同的螺旋面的側(cè)面。這樣，盡管輪子的螺旋在旋轉(zhuǎn)，與此同時(shí)有了從節(jié)距點(diǎn)到39點(diǎn)的位移，在同樣的意義上會(huì)產(chǎn)生嚙合齒輪螺旋狀面所需要的旋轉(zhuǎn)，同時(shí)有了從48點(diǎn)到節(jié)距上的同一個(gè)點(diǎn)的位移。在Z面的方向上對(duì)應(yīng)每一條螺旋線的移動(dòng)有著相反的內(nèi)容，雖然它們各自都跟著它自己的螺旋線旋轉(zhuǎn)。
再重新描述傳動(dòng)裝置的三個(gè)位置第一位置，當(dāng)主動(dòng)部件點(diǎn)處在第二的前面的位置時(shí)，在附圖上如47所示；第二位置，在產(chǎn)生的地方，如附圖上的48，51所指；第三位置，當(dāng)傳動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)到超過第二個(gè)位置時(shí)，一直到主動(dòng)部件的點(diǎn)到達(dá)位置49。從動(dòng)部件點(diǎn)在第一、第二和第三的位置，在附圖上的50，51和52已經(jīng)分別標(biāo)明。
在附圖上可以看見，主動(dòng)部件的動(dòng)作在中心線的右側(cè)有一個(gè)位置，根據(jù)前面附圖10的描述，它是在36和39這兩個(gè)點(diǎn)上接觸時(shí)的位置的反面。正如已經(jīng)表示過的那樣，48和51歸屬于包含有36和39點(diǎn)的相同部分，而且處于這些部分的同一側(cè)面，可以說，含有主動(dòng)部件點(diǎn)的嚙合齒輪，有從48點(diǎn)朝向變小Z面的座標(biāo)區(qū)的設(shè)備，也可以說，包含從動(dòng)部件點(diǎn)的輪子有從點(diǎn)朝向變大Z面的座標(biāo)區(qū)的設(shè)備。正好像是已經(jīng)說過那樣，36點(diǎn)和39點(diǎn)歸屬于同樣的配件的同一個(gè)型面。
下面對(duì)附圖11的48和51進(jìn)行描述，類似于對(duì)36和39的描述。
包含有48點(diǎn)、嚙合齒輪的中心和中心線之間的角度被命名為a3，它與由中心線和49點(diǎn)所形成的角度是一樣的。47點(diǎn)處于前面的某個(gè)地方，即傳動(dòng)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)到達(dá)48點(diǎn)的地方。傳動(dòng)裝置必須旋轉(zhuǎn)一個(gè)與a4一樣的角度，以便到達(dá)48點(diǎn)。在附圖11里46指明a4，而45指明2α3。
為了使輪子從51轉(zhuǎn)到52，輪子必須旋轉(zhuǎn)一個(gè)2β3的角度，如附圖上44所示。為了使傳動(dòng)裝置從50轉(zhuǎn)到51，傳動(dòng)裝置應(yīng)當(dāng)旋轉(zhuǎn)一個(gè)β4的角度，如附圖上43所示。
α和β角之間的關(guān)系與1/傳動(dòng)比一樣，在所有的情況下，都遵守協(xié)調(diào)動(dòng)作。
主動(dòng)部件和從動(dòng)部件的點(diǎn)在傳動(dòng)裝置每轉(zhuǎn)動(dòng)完整的一周只接觸一次根據(jù)定義，當(dāng)它們?cè)?8點(diǎn)和51點(diǎn)處相遇時(shí)，進(jìn)行接觸；稍后，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生時(shí)，它們處在49點(diǎn)和52點(diǎn)的位置上，沒有接觸，因?yàn)?2點(diǎn)比49點(diǎn)遠(yuǎn)離中心線。像在軸平面上可以看到的那樣(見ZX座標(biāo))，在X軸方向上，分開49點(diǎn)和52點(diǎn)的距離，這兩部分的條件是一個(gè)和另一個(gè)分開，同時(shí)要考慮朝向安裝設(shè)備的一側(cè)。再是，從轉(zhuǎn)動(dòng)平面上看，47點(diǎn)和50點(diǎn)分明沒有接觸，因?yàn)樗麄儽徽J(rèn)為在Y軸方向上被一個(gè)距離分開了。
任何一個(gè)嚙合齒輪的主動(dòng)部件螺旋上的點(diǎn)都以相同的方式表現(xiàn)主動(dòng)部件的點(diǎn)。因此，嚙合齒輪的主動(dòng)部件螺旋上的每一點(diǎn)，都在輪子上產(chǎn)生一系列的點(diǎn)。這些點(diǎn)的每一個(gè)，在傳動(dòng)裝置每轉(zhuǎn)動(dòng)完整的一周，只跟嚙合齒輪接觸一次。所有這些主動(dòng)部件的點(diǎn)都在從動(dòng)部件點(diǎn)所在的中心線的同一側(cè)，但是每一個(gè)都是被一個(gè)不同的距離從中間分開。
因此可以說，主動(dòng)部件的點(diǎn)在整個(gè)時(shí)間內(nèi)跟輪子接觸，同時(shí)從輪子最外面的點(diǎn)一直移動(dòng)到中心線。很明顯，所有這些點(diǎn)都處在同一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的平面上。也可以肯定，接觸的部位只能在中心線的一側(cè)。
描述表明的另一個(gè)事實(shí)是，傳動(dòng)裝置的每個(gè)構(gòu)件上的主動(dòng)部件螺旋，在中心線的兩側(cè)做成一對(duì)的構(gòu)件上產(chǎn)生非漸開線的面。因此，在轉(zhuǎn)動(dòng)平面上看，成雙非漸開線的傳動(dòng)裝置的構(gòu)思，使得傳動(dòng)裝置的構(gòu)件之間能順著包括被遮蓋的兩部分區(qū)域內(nèi)的整個(gè)角度進(jìn)行接觸。因此，成雙雙非漸開線的構(gòu)思方式完善了用簡單非漸開線傳動(dòng)裝置獲得的接觸點(diǎn)部分，只是兩個(gè)物體之間相交的從中心線到最外側(cè)的點(diǎn)之間的接觸。
類似上面的描述都適合于其它每一個(gè)平行面。這些平行面的每一個(gè)都包含一個(gè)主動(dòng)部件的螺旋的點(diǎn)，并在兩個(gè)部分之間產(chǎn)生一個(gè)接觸點(diǎn)的聯(lián)合體。這些點(diǎn)的聯(lián)合體歸屬從動(dòng)部件的部分。那些點(diǎn)的聯(lián)合體中之一構(gòu)成每個(gè)部分的非漸開線的面。
附圖12包含了在附圖10和11曾經(jīng)描述過的兩個(gè)平面圖。這個(gè)附圖表示傳動(dòng)裝置的3個(gè)不同的位置。相同點(diǎn)和它們的位置用相同的數(shù)字來表示。
描述在一個(gè)不同的平面上進(jìn)行，它們與附圖10和11上的面平行。在附圖的上半部分，同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)平面。在附圖的下半部分(用座標(biāo)Z和X表示的平面視圖)，每一對(duì)點(diǎn)的行動(dòng)都在不同的平面上表示。
在Z軸方向上的描述以下描述涉及到同一個(gè)傳動(dòng)裝置，請(qǐng)看軸平面圖上的平面(用座標(biāo)ZY表示的平面圖)。首先我們考慮，當(dāng)嚙合齒輪是主動(dòng)部件構(gòu)件時(shí)，它的產(chǎn)生過程。
現(xiàn)在，在和軸平行的5個(gè)平面上展開描述，這里包含有主動(dòng)部件點(diǎn)中的一個(gè)點(diǎn)，我們叫它69，這是產(chǎn)生的一個(gè)點(diǎn)。請(qǐng)看附圖13。在下面的整個(gè)討論過程中由于每一對(duì)主動(dòng)部件和從動(dòng)部件的點(diǎn)都共用相同的位置，將只提及其中的一個(gè)位置。
在每一個(gè)平面內(nèi)有一個(gè)主動(dòng)部件的螺旋狀線點(diǎn)，是為在轉(zhuǎn)動(dòng)期間傳動(dòng)裝置的每個(gè)位置提供的。這些點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)每個(gè)位置，在附圖13上用69、70、71、72和73對(duì)應(yīng)第一個(gè)平面。因?yàn)樗羞@些點(diǎn)都?xì)w屬于主動(dòng)部件螺旋，所以應(yīng)當(dāng)包含在含有螺旋線的圓柱體內(nèi)。因?yàn)樗羞@些都包括在描述的所有平面的其中之一，所有這些在X軸上都共用同一個(gè)座標(biāo)。這些點(diǎn)在Y軸上也都共用同一個(gè)座標(biāo)。因?yàn)橹鲃?dòng)部件構(gòu)件的軸是平行于Z軸的。由于所有這些點(diǎn)在X和Y軸上都有同一的座標(biāo)，它們構(gòu)成一條直線，并且歸屬于含有主動(dòng)部件螺旋線的圓柱體，也歸屬于這個(gè)圓柱體的母線。
所有這些點(diǎn)同時(shí)都是主動(dòng)部件和從動(dòng)部件的，因?yàn)楦鶕?jù)定義，傳動(dòng)裝置的兩個(gè)構(gòu)件都共同擁有它們的位置。Z軸方向上它們的座標(biāo)與傳動(dòng)裝置的旋轉(zhuǎn)成比例也是事實(shí)，因?yàn)檫@些點(diǎn)都?xì)w屬于主動(dòng)部件螺旋線。因此它們不僅構(gòu)成主動(dòng)部件螺旋線，而且也形成一個(gè)從動(dòng)部件螺旋線。這第二條螺旋線包含在一個(gè)有自己軸的圓柱體內(nèi)，該圓柱體在輪子的軸上，而且從這些點(diǎn)的聯(lián)合體到輪子的軸帶有一個(gè)與半徑距離相同的半徑。這個(gè)半徑是在輪子中心與在旋轉(zhuǎn)平面上由53所指出的點(diǎn)之間的距離。請(qǐng)看附圖13的XY平面圖。
在對(duì)每一個(gè)系列的螺旋線點(diǎn)做了類似描述后，出現(xiàn)其它不同的母線，每個(gè)帶有主動(dòng)部件螺旋線和從動(dòng)部件螺旋的并有自己軸的共同體在輪子的中心。所有螺旋線都是同心的，但是它們有不相同的半徑。請(qǐng)看附圖13上的54、55、56、和57點(diǎn)。所有主動(dòng)部件螺旋線都在Z軸的方向上以相同數(shù)量移動(dòng)，生成了主動(dòng)部件螺旋線的開始點(diǎn)以同樣的量移動(dòng)。
這些系列的描述可以適用于在中心線和歸屬于傳動(dòng)裝置的兩個(gè)配件的最外側(cè)的點(diǎn)之間的主動(dòng)部件點(diǎn)的位置(見附圖13的58)。接觸點(diǎn)只能在中心線的一側(cè)，正如在本文前面所敘述的那樣。
正如主動(dòng)部件螺旋線是一條，但是從動(dòng)部件螺旋線是很多的，可以肯定，每一條主動(dòng)部件線會(huì)產(chǎn)生一個(gè)螺旋狀的面，這個(gè)面被稱為非漸開線面。從動(dòng)部件面是主動(dòng)部件螺旋線的聯(lián)合體，一個(gè)緊靠另一個(gè)。這就是一個(gè)螺旋狀的面。
類似的描述也可適合于同樣的傳動(dòng)裝置，但是當(dāng)輪子是主動(dòng)部件的構(gòu)件時(shí)，要看其產(chǎn)生的過程。因此，就可以得到位于中心線另外一側(cè)的第二個(gè)非漸開線面。
被雙方共用的母線聯(lián)合體形成了運(yùn)動(dòng)面。
如果兩個(gè)主動(dòng)部件的直徑在中心線上不相同，在雙非漸開線的傳動(dòng)裝置里，可以有兩個(gè)運(yùn)動(dòng)面。
型面的理論限制理論上的限制是由可能的微小的距離確定的，它位于主動(dòng)部件的點(diǎn)、從動(dòng)部件的中心和遠(yuǎn)離從動(dòng)部件中心的最遠(yuǎn)的點(diǎn)之間，在這里主動(dòng)部件的點(diǎn)還能產(chǎn)生從動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)，傳動(dòng)裝置仍在工作。第一個(gè)點(diǎn)在中心線上。第二個(gè)點(diǎn)在主動(dòng)部件點(diǎn)畫出的圓周跟從動(dòng)部件構(gòu)件的半徑相切哪個(gè)地方。
主動(dòng)部件的不同的半徑非漸開線的特別型面，從節(jié)距的主動(dòng)部件圓周。
當(dāng)由節(jié)距半徑產(chǎn)生時(shí)，非漸開線的特有形狀是與點(diǎn)開始非?？拷鼜膭?dòng)部件的軸的同時(shí)，主動(dòng)部件的點(diǎn)切斷中心線之時(shí)，非漸開線就與垂直于軸的直線相切。型面繼續(xù)向外發(fā)展(即同時(shí)分開從動(dòng)部件的軸，并差不多靠近主動(dòng)部件的軸)，像一條擴(kuò)大直徑的曲線那樣，它的最外側(cè)的點(diǎn)就是主動(dòng)部件的點(diǎn)切斷從動(dòng)部件輪子的空白面。
比節(jié)圓大的主動(dòng)部件圓周反向非漸開線如果從動(dòng)部件是由一個(gè)同樣的直徑或者小于節(jié)徑產(chǎn)生的，那么，由一個(gè)半徑大于節(jié)距的螺旋狀線構(gòu)成的一個(gè)主動(dòng)部件非漸開線的產(chǎn)生過程，是在同形成簡單非漸開線的側(cè)面有關(guān)的中心線的另一側(cè)的某處產(chǎn)生的。
具有大于節(jié)圓的從動(dòng)部件非漸開線的特有形狀稱為反向非漸開線，并有一個(gè)凹陷形狀。
在非常靠近節(jié)距點(diǎn)的點(diǎn)上，開始時(shí)有一個(gè)傾角，它與中心線有關(guān)，跟一個(gè)可能存在于相同部分的非漸開線構(gòu)成一個(gè)鈍邊，但是在起始于節(jié)距點(diǎn)的相反方向上。
向帶有反向非漸開線配件的中心靠近，它在一段曲線上前行，直到使之與從動(dòng)部件構(gòu)件的半徑相切，繼續(xù)往前一條彎曲的道路，其彎曲半徑逐漸減小，到最后的點(diǎn)，在這個(gè)點(diǎn)的地方，它與軸相切是平行的。整個(gè)過程，曲線在半徑的同一側(cè)，它與反向非漸開線相切。這一點(diǎn)就在主動(dòng)部件線盡可能非?？拷蟹聪蚍菨u開線部分的中心的地方。
非常小于節(jié)圓的主動(dòng)部件圓周對(duì)于一個(gè)由小于節(jié)距的直徑構(gòu)成的非漸開線，其特有的形狀是與點(diǎn)開始非?？拷鼜膭?dòng)部件的中心同時(shí)，非漸開線有一個(gè)非常明顯的彎曲度，它的彎曲半徑是逐漸增大的，半徑的中心位于沒有設(shè)備的非漸開線的一側(cè)。那里是凹陷的。
朝外方向有一個(gè)點(diǎn)，在這里彎曲度改變了形狀，變成凸?fàn)?，并通過與設(shè)備聯(lián)合的曲線的中心。在這個(gè)點(diǎn)的地方，彎曲使邊發(fā)生變化，它與軸沒有垂直的切線。整條曲線都傾向于同一側(cè)，但是有一個(gè)可變的傾斜度。
堅(jiān)固的和彎曲的主動(dòng)部件的型面修正的非漸開線這里的描述已經(jīng)到了需要考慮一條沒有厚度的主動(dòng)部件螺旋線了。在實(shí)際社會(huì)中，為使這個(gè)螺旋體存在，它應(yīng)當(dāng)是一個(gè)三維立體物。為了分析與之接觸的各部分的行為，正如非漸開線和它的主動(dòng)部件的型面，應(yīng)當(dāng)有一個(gè)所知尺度的固體。這個(gè)固體應(yīng)具有負(fù)載的能力。
為了滿足這種要求，創(chuàng)造了一個(gè)主動(dòng)部件的彎曲的型面，這個(gè)型面被安置在配件節(jié)距點(diǎn)的下面，緊接著是設(shè)置在節(jié)距點(diǎn)的上面部分的非漸開線。為使有一個(gè)柔和的彎曲度，它與非漸開線結(jié)合時(shí)沒有尖峰，型面在節(jié)距點(diǎn)的上面開始，就像與中心線相切的一條切線。當(dāng)遠(yuǎn)離節(jié)距點(diǎn)的時(shí)候，也遠(yuǎn)離中心線。型面可以是圓形的或者可以是其它不同的彎曲面。
這個(gè)型面被安置在一個(gè)由另外配件的簡單非漸開線的外型面所描述的反向非漸開線曾經(jīng)撤走型面安置的設(shè)備的那個(gè)區(qū)域內(nèi)。關(guān)于修正非漸開線的建設(shè)過程，將在‘型面可以安置’中解釋。
現(xiàn)在已經(jīng)明白，主動(dòng)部件彎曲面的建設(shè)避免了在節(jié)距點(diǎn)上連接非漸開線和反向非漸開線的鈍邊所出現(xiàn)的問題。這個(gè)鈍邊，在與傳動(dòng)裝置產(chǎn)生可接受的接觸時(shí)難以提高負(fù)載能力，但是彎曲面的存在給傳送裝置一個(gè)大的能力以便承擔(dān)接觸負(fù)載。
現(xiàn)在，描述與這個(gè)主動(dòng)部件型面相應(yīng)的非漸開線面所產(chǎn)生的情況把主動(dòng)部件型面的每個(gè)點(diǎn)當(dāng)作歸屬于一條螺旋線，它的中心在主動(dòng)部件構(gòu)件的中心時(shí)，描繪一個(gè)非漸開線的數(shù)字是可能的。其中每一個(gè)都跟非漸開線的每一條相一致。
第一條非漸開線，也就是處在節(jié)距點(diǎn)的那一條，它的形狀已經(jīng)描述過了，它跟遠(yuǎn)離節(jié)距點(diǎn)時(shí)逐漸擴(kuò)大的彎曲半徑有一個(gè)柔和的彎曲度。對(duì)于下列點(diǎn)的每一個(gè)點(diǎn)來說，相應(yīng)的非漸開線都有一個(gè)凹陷的區(qū)域。起初，在節(jié)距點(diǎn)附近，凹面有一個(gè)小彎曲度的半徑，半徑增長到從凹陷到凸出改變的地方，通過一個(gè)平面部分，然后繼續(xù)是曲線。
如附圖14所示，很多非漸開線在不同的點(diǎn)上都在相交。有一條包圍著所有點(diǎn)的曲線，如附圖15所示，它是在配件上存在的真實(shí)的非漸開線曲線。這個(gè)就是經(jīng)過修正的螺旋。
修正的非漸開線的形狀由所有的設(shè)計(jì)因素確定，比如傳動(dòng)比、螺距、非漸開線的高度、螺旋線的角度、以及主動(dòng)部件構(gòu)件的型面的彎曲度和位置。如果給予主動(dòng)部件型面的半徑一個(gè)適當(dāng)?shù)姆秶臀恢?，就可以得到一個(gè)彎曲度最小又半徑足夠大的、能滿足接觸時(shí)負(fù)載能力要求的那種形狀的修正的非漸開線。
因?yàn)樾薷姆菨u開線用的材料比簡單非漸開線少，所以它的作為主動(dòng)部件型面工作的外側(cè)，與配對(duì)配件的反向非漸開線配合，作為配對(duì)使用在這個(gè)部件上的材料比采用簡單非漸開線型面要少。這里的意思是，節(jié)距點(diǎn)的下面有一個(gè)空心區(qū)，在反向非漸開線區(qū)域，空心比較少，因此，允許有一個(gè)彎曲的主動(dòng)部件的型面存在。
當(dāng)主動(dòng)部件型面以小于節(jié)圓的半徑開始，那么，跟主動(dòng)部件彎曲面的第一個(gè)點(diǎn)相切應(yīng)當(dāng)傾向于中心線，以這樣的方式使主動(dòng)部件的型面安置在凹陷的非漸開線面之內(nèi)，沒有接觸的邊，而是連續(xù)接觸的面。
修改的反向非漸開線對(duì)于主動(dòng)部件的直徑大于節(jié)徑的傳動(dòng)裝置來說，可以做一個(gè)類似的描述。因?yàn)榉聪蚍菨u開線的形狀有一個(gè)同中心線相反的傾角區(qū)，主動(dòng)部件型面應(yīng)當(dāng)有區(qū)域能夠平滑地與反向非漸開線接觸。這里意思是應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)更加寬的圓形的主動(dòng)部件型面，然后再設(shè)計(jì)一個(gè)為這個(gè)型面提供主動(dòng)部件非漸開線的供給者，然后再選擇使用它的型面區(qū)域，這里應(yīng)當(dāng)包括在修改非漸開線發(fā)明中所有參與的點(diǎn)，還有一些與雙方的遠(yuǎn)端毗鄰的點(diǎn)，為了保證面之間的舒緩的接觸，而沒有邊緣的接觸。
一些被分割的型面由處于或不處于同一條半徑線上、或者是離中心有不同距離的不同的主動(dòng)部件的點(diǎn)產(chǎn)生的一些被分割的型面，可以同時(shí)在同一個(gè)方面工作，但是在每個(gè)主動(dòng)部件產(chǎn)生的非漸開線的不同的部分上。
這一可能性歸結(jié)為每一個(gè)部分都被建立在某種形式上，每個(gè)只要求一個(gè)接觸角度的范圍各點(diǎn)都在不同半徑的等級(jí)內(nèi)進(jìn)行接觸，把對(duì)從動(dòng)部件傳動(dòng)裝置的那些半徑的接觸提供給其他。
以這種方式，一些支撐點(diǎn)和接觸點(diǎn)得到了在旋轉(zhuǎn)平面的方向上可以被遮蓋的或者被分開的區(qū)域或者可以是與半徑方向一致的。
彎曲的半徑非漸開線彎曲的半徑取決于主動(dòng)部件的半徑、傳動(dòng)比、螺旋線的角度、被考慮的非漸開線的區(qū)域，總而言之，取決于設(shè)計(jì)過程中加入的所有幾何學(xué)因素。
重要的是非漸開線彎曲的半徑大于類似大小的內(nèi)旋式的傳動(dòng)裝置的彎曲半徑。由這一因素產(chǎn)生的優(yōu)點(diǎn)是很明顯的，每當(dāng)考慮計(jì)算有關(guān)接觸面的赫茲行為時(shí)，依靠采用看到了優(yōu)點(diǎn)的較大彎曲半徑作為接觸部分的半徑的值。非漸開線的顯而易見的缺點(diǎn)是，它的整個(gè)長度應(yīng)當(dāng)被使用，目的是在各部分之間利用所有的接觸角度，但是在靠近根基區(qū)的非漸開線的彎曲半徑是小的。這對(duì)非漸開線來說是一個(gè)限制，因?yàn)槁菪龔男兔娴母_始工作，與此同時(shí)，內(nèi)旋轉(zhuǎn)只利用了根基之上的一個(gè)點(diǎn)，在某個(gè)地方它的最小半徑是可以估量的，而在非漸開線上找到了大于較小半徑的半徑。
真正受限制的因素來自非漸開線傳動(dòng)裝置的主動(dòng)部件的結(jié)構(gòu)形狀對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的非漸開線面來說，主動(dòng)部件的構(gòu)件應(yīng)當(dāng)有一種來自合適的反向非漸開線的限制方式。然而，這種限制的因素能夠被克服，通過使用跟修正的非漸開線的傳動(dòng)裝置聯(lián)結(jié)的帶有設(shè)計(jì)者確定的彎曲半徑的圓周型面的主動(dòng)部件型面實(shí)現(xiàn)。在修正非漸開線上的彎曲半徑取決于主動(dòng)部件的彎曲型面的形狀和大小。因?yàn)橛尚∮诠?jié)距半徑產(chǎn)生的非漸開線的特有形狀，在靠近節(jié)距點(diǎn)的地方有一個(gè)凹陷區(qū)，修正的非漸開線不僅能有大的彎曲半徑，而且在節(jié)距點(diǎn)的近鄰有凹陷面，靠的是主動(dòng)部件型面的形狀。在這些條件下，非漸開線有很大的能力來支撐接觸負(fù)載。
發(fā)明的可取的具體化以更好的方式使用非漸開線的幾何學(xué)的優(yōu)點(diǎn)的方法，是使用在動(dòng)力螺桿的雙側(cè)螺旋面上構(gòu)筑的成雙的非漸開線的傳動(dòng)裝置。以這種方式可以取得盡可能廣泛的接觸，而且從這里更大的負(fù)載力被設(shè)計(jì)在傳動(dòng)裝置提供的空間內(nèi)。更為可取的實(shí)現(xiàn)是使用各部件的主動(dòng)部件的直徑，稍微比配件節(jié)距的半徑小的、跟非常合適的曲線的半徑產(chǎn)生非漸開線的直徑，同時(shí)保持在更好的條件下傳動(dòng)裝置的效率，由于它同接近節(jié)徑一致的最小的移動(dòng)。主動(dòng)部件的型面是彎曲的，有一個(gè)寬大的彎曲半徑，也是為了給傳動(dòng)裝置提供大的負(fù)載能力。羅紋齒的厚度相當(dāng)厚，因?yàn)槭菫榱耸棺鳛榻Y(jié)果的負(fù)載能力與每個(gè)部件接觸的負(fù)載相等的需要。螺旋的高度將選擇適合獲得接觸的長度，當(dāng)增加改良的時(shí)候，傳動(dòng)裝置的負(fù)載能力沒有增加中心之間的距離，只稍微增加了配件的重量，但是同時(shí)縮小了傳動(dòng)裝置能力。
對(duì)螺旋型面的改動(dòng)螺旋型面可以做一些改動(dòng)，目的是提高傳動(dòng)裝置的負(fù)載能力。
首先，是對(duì)這種螺旋厚度的改動(dòng)，使其負(fù)載能力與雙面接觸相等。
這種改動(dòng)的范圍，是對(duì)傳動(dòng)裝置的兩側(cè)的構(gòu)件進(jìn)行改動(dòng)，同時(shí)要考慮到，由于在它們之間存在傳動(dòng)關(guān)系，所以傳動(dòng)裝置的有效生命就意味著每一個(gè)部分的工作周期數(shù)量是不同的。給每一個(gè)構(gòu)件提供適當(dāng)?shù)暮穸仁呛苊黠@的，兩側(cè)都有相同的有效生命力是可能做到的，這可以在時(shí)間上表現(xiàn)出來。用適當(dāng)?shù)母膭?dòng)，傳動(dòng)裝置的體積得到優(yōu)化，這是由于螺旋的厚度變少，配件表面的寬度減少，而且重量減輕。
厚度的這些變化也可用于傳動(dòng)裝置，在齒輪上對(duì)每一個(gè)配件使用不同的材料，使每一個(gè)配件的有效生命力仍然相同，仍然具有完整的負(fù)載能力。
不對(duì)稱的螺旋型面在大量的應(yīng)用中，動(dòng)力流通過傳動(dòng)裝置在全部時(shí)間或大部分時(shí)間內(nèi)傳遞通常，傳動(dòng)裝置處于一個(gè)牽引馬達(dá)和一臺(tái)導(dǎo)向機(jī)器之間。所以，傳動(dòng)裝置的齒或者非漸開線螺桿的螺旋需要在一個(gè)邊上堅(jiān)固耐磨。但是不在另一個(gè)邊上，因?yàn)橹挥泻苌俅螖?shù)在工作，而且負(fù)載小。
已經(jīng)設(shè)計(jì)了一個(gè)不對(duì)稱的內(nèi)旋齒的型面，但是沒有找到它的優(yōu)越性，這是由于負(fù)載能力受到大于對(duì)雙面產(chǎn)生阻力的接觸力的限制，這個(gè)阻力將用不對(duì)稱型面加以改良。對(duì)于嚙合齒輪的齒來說，存在另外一個(gè)限制因素，那就是齒輪的齒是不對(duì)稱時(shí)，勻稱更短地轉(zhuǎn)動(dòng)到小齒輪的齒是相當(dāng)短的那個(gè)點(diǎn)的地方，一對(duì)齒結(jié)束它們的接觸時(shí)，跟隨的那一對(duì)齒還沒有嚙合，傳動(dòng)裝置并不是由于失去繼續(xù)正常轉(zhuǎn)動(dòng)的特點(diǎn)而不運(yùn)轉(zhuǎn)的。
可以制作一個(gè)非漸開線的螺桿，它有不對(duì)稱的型面，有一個(gè)廣泛接觸的邊，在這個(gè)邊上有很大的負(fù)載力，另外一邊，在朝向中心線的區(qū)域，有一個(gè)很小的轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，負(fù)載力很小。接觸短暫的一側(cè)可以安置一個(gè)更堅(jiān)固的型面，做的基礎(chǔ)部分更粗厚，而使朝向側(cè)緣的方向更細(xì)薄。因此，在非漸開線的螺桿上有可能很好地利用型面不對(duì)稱的概念，因?yàn)楫?dāng)它成為更加堅(jiān)固的螺旋時(shí)，就會(huì)使之更加狹窄，同時(shí)減少厚度，這就意味著傳動(dòng)裝置表面的寬縮小了。
另外一個(gè)利用不對(duì)稱的型面對(duì)型面進(jìn)行的可能改動(dòng)，是使螺旋型面的外部額外的變薄。這是抱著得到減少硬度的區(qū)域的意圖來做的。雖然失去了這個(gè)區(qū)域的堅(jiān)硬性，得到了非漸開線上其他區(qū)域的減輕的負(fù)載，在承擔(dān)負(fù)載的情況下以類似方式作到不變形。非漸開線的外部區(qū)域是在螺旋的基礎(chǔ)上產(chǎn)生大量力量的地方，同樣，也是限制螺旋能力的地方。其余的螺旋的其余地方受到的力比較小，因此不是全力工作。由于外部區(qū)域變薄，盡管在這個(gè)地區(qū)可以失去負(fù)載能力，但是傳動(dòng)裝置的負(fù)載能力得到改善，因?yàn)槠骄?和負(fù)載力)更加均衡地分布到工作螺旋的整個(gè)長度上了。
提高螺旋的底部高度當(dāng)接續(xù)的螺旋之間的螺旋根基空間有一個(gè)相當(dāng)大的面積時(shí)，有可能獲得一個(gè)給雙面負(fù)載能力增添的部分，以提高螺旋的高度，加深螺旋的根基，與此同時(shí)，增加這個(gè)區(qū)域的厚度。隨著梁的高度的增加，它的負(fù)載能力隨著高度的增加的比例而減少，但與此同時(shí)，由于增加的厚度獲得負(fù)載能力，厚度增加的平方比例，負(fù)載能力的全面改動(dòng)可能是非常有利的。
可變化的螺距、螺旋的高度以及螺旋的厚度。
可以制作沿著齒輪長度的螺旋的高度可變化的非漸開線的傳動(dòng)裝置。
也可以在非漸開線的傳動(dòng)裝置上設(shè)立可變化的螺距。
在非漸開線的傳動(dòng)裝置上還可以設(shè)立螺旋的可變化的厚度。
聯(lián)合或分開使用上述三個(gè)特點(diǎn)，在不平行軸上制作傳動(dòng)裝置是有價(jià)值的，優(yōu)化了設(shè)計(jì)。
增加螺旋的外邊緣對(duì)于同其它螺旋嚙合的非漸開線的螺桿有提高底部高度來講，仍然有可能通過增加非漸開線面那里的螺旋的高度，獲得另外的表面相同寬度的傳動(dòng)裝置的負(fù)載能力的提高。在此處存在的設(shè)備給螺旋增加了硬度，因?yàn)樵谝粋€(gè)螺旋長度的廣闊的區(qū)域里幫助它們分配力量。這個(gè)邊緣可以安置在螺旋底部的，使之成雙的那部分的空心內(nèi)。
制作工序?yàn)榱酥圃旆菨u開線的傳動(dòng)裝置，可以使用機(jī)器和常規(guī)工序，只要準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)墓ぞ呔涂梢?。通常要使用液態(tài)研磨劑。這是一個(gè)可以用來制造或加工非漸開線的螺桿的工序，對(duì)非漸開線的傳動(dòng)裝置是特別適合的，因?yàn)檫@道工序具有通過螺旋面的產(chǎn)生來改進(jìn)各部件質(zhì)量的能力，與此同時(shí)，隨著各個(gè)部分一個(gè)接一個(gè)地工作，制造出幾何精確度高于用螺旋面專業(yè)工具制作的螺桿，或者說相當(dāng)質(zhì)量的非漸開線的螺桿。
如果制成的一對(duì)非漸開線的傳動(dòng)裝置還沒有組裝，讓它按設(shè)計(jì)的中心的距離開始工作，并把它輕輕地放入含有研磨物質(zhì)微粒的潤滑液里，非漸開線面將通過空載運(yùn)行得到改進(jìn)，并通過液體內(nèi)微粒的研磨行為以及與表面有關(guān)的運(yùn)動(dòng)而發(fā)生變化。因?yàn)樗袊Ш系拿嬉粋€(gè)與另一個(gè)在移動(dòng)，這種移動(dòng)使用相對(duì)可變的速度在傳動(dòng)裝置的不同區(qū)域內(nèi)進(jìn)行，研磨行為在相對(duì)速度比較高的地方是比較強(qiáng)烈的，這個(gè)地方在離節(jié)距點(diǎn)最遠(yuǎn)的區(qū)域。在節(jié)距點(diǎn)上沒有相對(duì)速度，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置的兩個(gè)部分在此點(diǎn)上應(yīng)該只有純粹的轉(zhuǎn)動(dòng)。在節(jié)距區(qū)內(nèi)研磨行為是很小的或者是不存在的。顯然，這些面一個(gè)接一個(gè)地工作，直到使之變成很精確的非漸開線面，比使用專門工具加工的更加精確。從用粗糙的形狀設(shè)立螺旋面來制作非漸開線面出發(fā)，前述的工序可能就是一個(gè)很長的過程了，也就是說，在沒有任何工具或形狀設(shè)備的干擾下，在毛坯上直接制造螺旋。這個(gè)特點(diǎn)是非漸開線的專利權(quán)。
權(quán)利要求
1.用來傳遞動(dòng)力的成對(duì)動(dòng)力螺桿，其特征在于該對(duì)螺桿構(gòu)成協(xié)調(diào)操作的一組；每個(gè)螺桿的螺旋表面，當(dāng)兩個(gè)螺桿的螺旋面在外側(cè)的時(shí)候，對(duì)于雙方來說螺旋表面是相反的；當(dāng)在內(nèi)側(cè)時(shí)，是同一螺旋面，各部件的螺距和節(jié)徑是直接成正比的；因?yàn)橥ㄟ^為從動(dòng)部件的螺旋設(shè)置一個(gè)型面，從旋轉(zhuǎn)平面上看，各部件之間的接觸盡可能寬，該型面從中心線、從其一側(cè)延續(xù)到螺旋的最外側(cè)的部位接觸主動(dòng)部件的螺旋線，實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)；當(dāng)螺旋線接觸螺旋的其它側(cè)面時(shí)，也就是傳動(dòng)裝置反向操作時(shí)，與主動(dòng)部件螺旋線接觸的螺旋側(cè)面相對(duì)于中心線顛倒。
2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，成對(duì)螺桿中兩個(gè)部件具有主動(dòng)部件螺旋線和從動(dòng)接觸表面，其中的改進(jìn)在于從動(dòng)接觸表面以及產(chǎn)生它們的螺旋線各自在中心線一側(cè)上，其方式是在中心線的一側(cè)具有屬于一個(gè)部件的主動(dòng)部件螺旋線，以及屬于另一部件的從動(dòng)表面，中心線的另一側(cè)與此類似，其中從動(dòng)表面屬于在另一側(cè)是主動(dòng)的部件，并且主動(dòng)螺旋屬于在另一側(cè)是從動(dòng)表面的部件，因此，在兩者結(jié)合之間的整個(gè)交叉區(qū)域內(nèi)形成接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，所述螺桿有平行軸。
4.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，螺桿是共面的，平行或不平行，垂直或不垂直。
5.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，它們的軸是不共面的，垂直或不垂直。
6.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，所述主動(dòng)部件螺旋線具有大于節(jié)徑的直徑，在這些傳動(dòng)裝置里，接觸表面位于螺旋的底部。
7.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，主動(dòng)部件螺旋線位于節(jié)徑上或者位于稍微小的直徑上。
8.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，主動(dòng)部件螺旋線通過具有彎曲截面的實(shí)體螺旋型面所代替，得到的改進(jìn)在于在接觸時(shí)部件之間的接觸區(qū)域獲得更大的負(fù)載能力。
9.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，根據(jù)不同的設(shè)計(jì)需要，接觸長度沿著每側(cè)是不同的，得到的優(yōu)點(diǎn)在于能夠使用不對(duì)稱的螺旋型面，其一側(cè)更加牢固，因此得到更小的傳動(dòng)裝置。
10.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，在接觸區(qū)域下面，動(dòng)力螺桿制成中空底部，并且外部側(cè)緣向外延伸離開接觸區(qū)域，通過增加螺旋深度，其底部可以變得更寬，并且可以容納外部側(cè)緣的延伸部，這兩種改型單獨(dú)地有助于改善螺旋的彎曲負(fù)載能力，因此使得成對(duì)結(jié)合部件更加緊湊。
11.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，該組部件的每個(gè)部件制成該部件操作壽命所需的最小螺旋厚度，獲得的優(yōu)點(diǎn)在于兩個(gè)部件在操作期間具有相同的使用壽命，并且該對(duì)結(jié)合部件總體尺寸減小。
12.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，動(dòng)力螺桿制成可變螺距，獲得的優(yōu)點(diǎn)在于該結(jié)合部件沒有平行軸時(shí)，在該部件的整個(gè)長度上具有最佳厚度的螺旋螺桿。
13.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，動(dòng)力螺桿沿著該部件的整個(gè)長度制成可變的螺旋高度，這有助于在結(jié)合部件沒有平行軸時(shí)在最小的部件容積內(nèi)獲得最佳性能的結(jié)構(gòu)。
14.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力螺桿，其特征在于，制造或結(jié)束工序，在工序里具有或不具有精制非漸開線表面的粗制螺桿以設(shè)計(jì)相對(duì)位置、低負(fù)載以及通過含有研磨微粒的液體潤滑的方式投入工作，所得到的優(yōu)點(diǎn)來自于成組部件之間的充分接觸的固有特點(diǎn)，這將導(dǎo)致產(chǎn)生非常精確的非漸開線的螺旋表面。
全文摘要
在兩個(gè)軸之間用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置或嚙合齒輪的系統(tǒng)內(nèi)，可以使用齒輪或帶有自己補(bǔ)充和連接螺旋的螺桿。本發(fā)明是一種對(duì)在兩個(gè)軸之間傳遞動(dòng)力和/或運(yùn)動(dòng)而使用的螺桿的螺旋型面的幾何學(xué)的描述，它使你易于理解兩個(gè)螺桿上的螺旋能盡可能廣泛的接觸。
文檔編號(hào)F16H55/22GK1720407SQ03824728
公開日2006年1月11日 申請(qǐng)日期2003年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月29日
發(fā)明者亞歷杭德羅·帕爾多·卡德納斯 申請(qǐng)人:亞歷杭德羅·帕爾多·卡德納斯