專利名稱：齒線形狀為外擺線的齒條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種齒條，具體地說是一種齒線形狀為外擺線的齒條。
背景技術(shù)：
齒條、齒輪傳動(dòng)是一種常見的機(jī)械傳動(dòng)部件，主要是通過輪齒的嚙合將齒輪的回 轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成齒條的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)X條的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)辇X輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒 條、齒輪傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動(dòng)平穩(wěn)、工作可靠、效率高、壽命長，傳遞的功率及速度范圍 大等優(yōu)點(diǎn)，因此它在銑床、鉆床、車床、切割機(jī)械、木工機(jī)械、焊接機(jī)械、礦山機(jī)械和自動(dòng)化快 速移置機(jī)構(gòu)、機(jī)器人手臂抓取機(jī)構(gòu)、智能立體倉庫及汽車制造等行業(yè)中應(yīng)用較廣。目前應(yīng)用在齒條、齒輪傳動(dòng)中的齒條，按齒線形狀可分為直齒、斜齒兩種，分別與 直齒圓柱齒輪和斜齒圓柱齒輪配對(duì)使用。但是直齒齒條與齒輪嚙合時(shí)存在沖擊、重合度小、 傳動(dòng)不夠平穩(wěn)，不適宜于高速重載的傳動(dòng)；斜齒齒條與齒輪嚙合時(shí)，重合度、傳動(dòng)平穩(wěn)性、振 動(dòng)與噪聲等得到了改善，然而存在軸向推力問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)行直齒齒條和斜齒齒條存在的不足，提供了一種齒線形狀為外擺線 的齒條。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是由凸齒面、凹齒面、齒根平面和齒頂平面構(gòu)成一種齒 線形狀為外擺線的齒條，該齒條的輪齒與其分度平面、齒根平面、齒頂平面的交線均為長幅 外擺線。上述方案中，所述輪齒在齒寬方向的中央截面內(nèi)的齒形曲線為直線。上述方案中，與所述齒條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，該圓柱齒輪的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，所述齒條的輪齒的凸齒面、凹齒面分別與所述圓柱齒輪的凹齒面、凸 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)，所述齒條與所述圓柱齒輪的
齒廓一凸一凹相互對(duì)應(yīng)。效果與目前廣泛使用的直齒、斜齒兩種齒條相比，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(dòng)平穩(wěn)、承載能力高、使用壽命長，適于高速、重載、大功率傳 動(dòng)的場合，可作為目前直齒齒條及斜齒齒條的更新?lián)Q 代產(chǎn)品。


圖1是本發(fā)明的立體圖；圖2是與圖1相嚙合的圓柱齒輪的立體圖；圖3是圖1及圖2在齒寬方向的中央截面；
圖4是圖3在中央截面內(nèi)的齒形；圖5是在平行于圖3的其他截面內(nèi)的齒廓形狀；圖中1.圓柱齒輪輪齒的凹齒面，2.圓柱齒輪輪齒的凸齒面，3.齒條輪齒的凹齒 面，4.齒條輪齒的凸齒面，5.漸開線，6.直線，7.凹齒廓，8.凸齒廓，11.齒輪輪齒凹齒面在 齒根圓柱面上的長幅外擺線，12.齒輪輪齒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，21.齒條輪齒凹齒面在齒根平面上的長幅外擺線，22.齒條輪齒凸 齒面在齒根平面上的長 幅外擺線，23.齒頂平面，24.齒根平面，33.中央截面。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。如圖1，本發(fā)明的齒條由凸齒面、凹齒面、齒根平面和齒頂平面組成，該齒條的每個(gè) 輪齒與其分度平面、齒根平面、齒頂平面的交線均為長幅外擺線。如圖2，與本發(fā)明相嚙合的圓柱齒輪的每個(gè)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。參看圖3與圖4，在齒寬方向的中央截面內(nèi)，本發(fā)明的每個(gè)輪齒的齒形曲線為直 線，與本發(fā)明相嚙合的圓柱齒輪的每個(gè)輪齒的齒形曲線為漸開線。即在上述中央截面內(nèi)，兩 者的嚙合相當(dāng)于傳統(tǒng)的漸開線齒輪與漸開線齒條的嚙合，因此具有恒定的傳動(dòng)比，該中央 截面可作為齒條、齒輪傳動(dòng)幾何尺寸計(jì)算的基準(zhǔn)。參看圖1及圖2，本發(fā)明的輪齒的凸齒面、凹齒面，分別與上述圓柱齒輪的凹齒面、 凸齒面共軛。如圖5所示，在平行于圖3中央截面的其他截面內(nèi)，本發(fā)明與上述圓柱齒輪的齒廓 一凸一凹相互對(duì)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 了齒條及齒輪的使用壽命。
權(quán)利要求
一種齒線形狀為外擺線的齒條，由凸齒面(4)、凹齒面(3)、齒根平面(24)和齒頂平面(23)組成，其特征是該齒條的輪齒的凹齒面(3)、凸齒面(4)分別與齒根平面(24)的交線(21、22)是長幅外擺線，該凹齒面(3)、凸齒面(4)與輪齒的分度平面、齒頂平面(23)的交線也為長幅外擺線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒條，其特征是所述輪齒在齒寬方向的中央截面(33)內(nèi)的 齒形曲線為直線(6)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒條，其特征是與所述齒條相嚙合的圓柱齒輪的輪齒的凹 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，該圓柱齒輪的 輪齒在齒寬方向的中央截面(33)內(nèi)的齒形曲線為漸開線(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒條，其特征是所述輪齒的凸齒面(4)、凹齒面(3)分別與 所述圓柱齒輪的凹齒面(1)、凸齒面(2)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條，其特征是在 平行于所述中央截面(33)的其他截面內(nèi)，該齒條與所述圓柱齒輪的齒廓一凸一凹相互對(duì) 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條，該齒條的輪齒與其分度平面、齒根平面、齒頂平面的交線均為長幅外擺線，同該齒條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)，該齒條的齒形曲線為直線，與之相嚙合的圓柱齒輪的齒形曲線為漸開線，即在齒寬方向的中央截面內(nèi)，該齒條與配對(duì)圓柱齒輪的嚙合相當(dāng)于傳統(tǒng)的漸開線齒輪與齒條的嚙合，因此具有恒定的傳動(dòng)比。在平行于中央截面的其他截面內(nèi)，該齒條與配對(duì)圓柱齒輪的齒廓一凸一凹相互對(duì)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(dòng)平穩(wěn)、承載能力高、使用壽命長。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是克服了現(xiàn)有直齒齒線的齒條重合度小、嚙合沖擊大等不足，也解決了斜齒齒線的齒條在與齒輪嚙合時(shí)存在的軸向力問題。本發(fā)明適于高速、重載傳動(dòng)的場合，可作為目前直齒齒條及斜齒齒條的更新?lián)Q代產(chǎn)品，極具推廣價(jià)值。
文檔編號(hào)F16H55/26GK101832384SQ20101017570
公開日2010年9月15日 申請(qǐng)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(qǐng)人:常州大學(xué)