專利名稱：雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及一種異面軸線的齒輪裝置，其中相配合的齒輪之一是平面齒輪，并且更具體地，涉及雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
該部分的闡述僅提供與本發(fā)明有關(guān)的背景信息，并且可能構(gòu)成或可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。常規(guī)地，圓柱的直齒輪和斜齒輪對(duì)通常被用于在平行的軸之間傳遞扭矩和速度。錐齒輪對(duì)通常被用于在具有相交軸線的一對(duì)軸之間傳遞扭矩，該相交軸線相對(duì)于彼此以一定角度(通常是直角)設(shè)置。類似地，所謂的“居中(on-center)”平面齒輪對(duì)能夠被用于 在相交軸之間傳遞扭矩。這種齒輪布置包括位于彼此正交地相交的軸上并且類似于錐齒輪那樣安裝的圓柱直齒小齒輪和平面齒輪。當(dāng)圓柱小齒輪的齒與平面齒輪的齒嚙合時(shí)，它們像斜齒輪那樣起作用，其節(jié)面是旋轉(zhuǎn)的錐。與錐齒輪相比，圓柱直齒小齒輪和平面齒輪除了在安裝距離方面更不敏感之外，它們的主要優(yōu)勢(shì)還在于，小齒輪支承件承載了大多數(shù)徑向負(fù)載，而齒輪支承件具有徑向負(fù)載和推力負(fù)載兩者。由于操作壓力在朝向外徑變化時(shí)增加，同時(shí)齒深保持恒定，因此最大可用外徑是齒變尖處的直徑。在內(nèi)端，極限值是根切變得過(guò)大處的半徑。通常來(lái)說(shuō)，在異面軸線的軸(既不平行也不相交的軸)之間、更具體地在以直角“偏移”設(shè)置的不相交的軸之間傳遞扭矩是更困難的挑戰(zhàn)。一個(gè)明顯的困難是在相同齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)，沿驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向在不相交的正交軸線之間傳遞扭矩和速度，而且能夠使兩個(gè)部件的狀態(tài)從驅(qū)動(dòng)到從動(dòng)互換，并且反之亦然。雖然大多數(shù)異面軸線的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是“雙向旋轉(zhuǎn)的”，但是并非許多斜軸線傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠同時(shí)是“雙向”的。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“雙向旋轉(zhuǎn)的”是指齒輪組件能夠沿驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的任一旋轉(zhuǎn)方向傳遞扭矩；而術(shù)語(yǔ)“雙向”是指特定齒輪(例如，小齒輪)能夠作為輸入齒輪或驅(qū)動(dòng)齒輪操作，或者也能夠作為輸出齒輪或從動(dòng)齒輪操作。有時(shí)，在專門關(guān)于齒輪的技術(shù)文獻(xiàn)中，齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的“非雙向”的能力被稱為“自鎖定”或“防反向驅(qū)動(dòng)”。解決在不相交的正交軸之間傳遞扭矩的問(wèn)題的最常見(jiàn)的現(xiàn)有技術(shù)方法涉及使用準(zhǔn)雙曲面齒輪，在典型的機(jī)動(dòng)車差速器中尤其如此。所述準(zhǔn)雙曲面齒輪在一些方面類似于錐齒輪，但是與真實(shí)的錐齒輪的區(qū)別在于，所述準(zhǔn)雙曲面齒輪的軸線彼此不相交。準(zhǔn)雙曲面小齒輪(在全部實(shí)際情況下，為驅(qū)動(dòng)構(gòu)件)的軸線與準(zhǔn)雙曲面齒輪(在全部實(shí)際情況下，為從動(dòng)構(gòu)件)的軸線之間的距離被稱為“偏移”。與通常具有不少于十個(gè)齒的錐齒輪相比，準(zhǔn)雙曲面小齒輪可以具有少至五個(gè)的齒，因此這表明準(zhǔn)雙曲面小齒輪能夠?qū)崿F(xiàn)高的減速傳動(dòng)t匕，并且它們幾乎不被用作傳動(dòng)比倍乘器。如在美國(guó)專利No. 2，961，888中公開(kāi)的那樣，準(zhǔn)雙曲面齒輪尤其適合用于通過(guò)具有良好的效率和改善的接觸負(fù)載能力的角度來(lái)傳遞大量扭矩。準(zhǔn)雙曲面齒輪的使用也具有缺點(diǎn)。準(zhǔn)雙曲面齒輪對(duì)于其部件的相對(duì)位置極度敏感，并且還不利地受操作期間小量的熱增長(zhǎng)以及受齒輪支承結(jié)構(gòu)在負(fù)載下的缺陷影響。這種敏感性還需要復(fù)雜的制造、組裝和齒輪配合過(guò)程，這限制了減速比，所述減速比能夠被有利地用于降低齒輪傳動(dòng)減速比(小于4 I的比)。在下文中，術(shù)語(yǔ)“小齒輪”將被用于齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)部件，其具有徑向設(shè)置在圓柱或圓錐形表面上的齒，該圓柱或圓錐形表面的旋轉(zhuǎn)軸線與對(duì)厘部件的旋轉(zhuǎn)軸線相同。通常，小齒輪是處于嚙合中的較小部件，并且能夠是具有螺旋齒的圓柱齒輪、具有沿其軸線的弧齒的圓柱齒輪、或者是圓柱或圓錐形蝸桿。術(shù)語(yǔ)“齒輪”、“平面齒輪”或“冠狀齒輪”通常用于處在嚙合中的較大部件，其旋轉(zhuǎn)軸線相對(duì)于小齒輪的軸線以直角偏移地設(shè)置，并且在其一個(gè)側(cè)面上形成齒。這些齒能夠非徑向設(shè)置，具有筆直齒側(cè)，或者使齒側(cè)沿螺旋曲線彎曲，因此這些齒配置有凸形和凹形齒側(cè)。齒頂可以位于一個(gè)平面內(nèi)，并且該齒輪因此能夠被稱為“扁齒輪(flat gear)”，或者位于圓錐表面上。類似地，齒輪齒的齒槽底面也能夠位于一個(gè)平面內(nèi)或位于圓錐表面上。如在美國(guó)專利No. 5，178，028中部分地公開(kāi)的那樣，解決不相交的正交軸之間的扭矩傳遞的問(wèn)題的常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)方法包括使用偏移平面齒輪。相對(duì)于平面齒輪的軸線以直角偏移地設(shè)置的柱狀小齒輪的齒是螺旋形的，而具有筆直邊緣的平面齒輪的齒形成在其一 個(gè)端面上并且從徑向方向傾斜。齒頂和齒槽底面位于兩個(gè)平行的平面內(nèi)。雖然該類型的齒輪系統(tǒng)對(duì)于小齒輪在平面齒輪上的軸向位置展現(xiàn)較小的敏感性，并且與等同的準(zhǔn)雙曲面齒輪對(duì)相比對(duì)于朝向或遠(yuǎn)離其從動(dòng)的平面齒輪的運(yùn)動(dòng)具有更大的容差，但是由于偏移的緣故，因此平面齒輪的齒的輪廓變形更為顯著。類似于居中平面齒輪，偏移平面齒輪的外徑和內(nèi)徑受到齒變尖和根切現(xiàn)象的限制。偏移平面齒輪能夠容易地適應(yīng)大于4 I的減速比。在另一實(shí)施方式中，如由美國(guó)專利No. 2,311,006公開(kāi)的那樣，螺旋形冠狀齒輪具有曲率半徑不斷增大的多個(gè)縱向彎曲的齒以及貫穿其長(zhǎng)度的變化截面，該螺旋形冠狀齒輪與具有貫穿其長(zhǎng)度的恒定截面的多個(gè)螺旋齒的圓柱小齒輪嚙合，但是該螺旋形冠狀齒輪的節(jié)面是雙曲面。由于這兩個(gè)部件的齒的非對(duì)稱性，該新穎齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)允許避免干涉并且允許延長(zhǎng)的接觸。但該文獻(xiàn)未提及該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的雙向能力。解決不相交的正交軸之間的扭矩傳遞的問(wèn)題的另一常規(guī)現(xiàn)有技術(shù)方法包括使用所謂的“蝸桿-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”類型的異面軸線齒輪傳動(dòng)裝置。這類齒輪的特征是其在緊湊布置下的高傳動(dòng)比以及其高負(fù)載承載能力。通常，這類齒輪裝置通過(guò)其商標(biāo)名識(shí)別，
最有名的是Spiroid 、HeUcxm 和Spiradrive 齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。特別對(duì)于其中軸線平行或相交的全部齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，配合齒輪的節(jié)圓直徑必須精確地與其相應(yīng)齒數(shù)成正比并且與相對(duì)速度成反比。在偏移齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的情況下，相應(yīng)的節(jié)圓直徑獨(dú)立于傳動(dòng)比。如在美國(guó)專利No. I, 683，758中公開(kāi)的那樣，其中一個(gè)構(gòu)件是蝸桿，其節(jié)圓直徑能夠根據(jù)需要通過(guò)改變其牙型角來(lái)變化。這種齒輪因此具有這樣的優(yōu)勢(shì)與具有相同傳動(dòng)比的相交軸線的錐齒輪相比，驅(qū)動(dòng)構(gòu)件或蝸桿能夠按比例更大地制成。在此，具有恒定高度的縱向彎曲齒的冠狀齒輪與圓柱蝸桿配合，所述蝸桿螺紋與齒輪齒具有相反的旋向。美國(guó)專利No. Re. 16，137公開(kāi)了一種常規(guī)齒輪系統(tǒng)，其中錐形蝸桿或錐形小齒輪與螺旋錐齒輪嚙合。錐齒輪的齒成形為圓的修正漸開(kāi)線的形式。對(duì)于所提及的兩種齒輪系統(tǒng)而言，明確的情況是蝸桿是主要構(gòu)件。美國(guó)專利No. 2，896，467公開(kāi)了另一種常規(guī)齒輪系統(tǒng)，其能夠具有非常大的偏移、大接觸面積以及低減速比。在該情況下，齒輪而不是蝸桿被認(rèn)為是主要構(gòu)件。雖然蝸桿螺紋是彎曲的，但是平面齒輪的齒是筆直的，并且非徑向地設(shè)置在齒輪的一個(gè)端面上，其中齒頂位于一個(gè)平面內(nèi)并且齒槽底面位于圓錐表面上。全部這些組合雖然有時(shí)是有益的，但是其顯著困難在于，扭矩傳遞僅能夠從蝸桿發(fā)生到錐齒輪，而蝸桿齒輪不能夠被往回驅(qū)動(dòng)。因此，這種齒輪組件雖然是雙向旋轉(zhuǎn)的，但不是雙向的。確實(shí)存在既是雙向旋轉(zhuǎn)又是雙向的用于不相交的正交軸的齒輪構(gòu)造?，F(xiàn)有技術(shù)由美國(guó)專利No. 4，238，970公開(kāi)，其中，斜漸開(kāi)線(bevolute)齒輪系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成是完全非自鎖的。該齒輪系統(tǒng)包括非錐形的小齒輪，其具有成形為漸開(kāi)螺旋形狀的齒并且與平面齒輪的螺旋漸開(kāi)的彎曲齒嚙合，該螺旋漸開(kāi)的彎曲齒以在平面齒輪的節(jié)圓半徑的50%至75%范圍內(nèi)的偏移相對(duì)于彼此以大約90°定位。小齒輪包括成形為標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)螺旋形的齒。斜漸開(kāi)線齒輪系統(tǒng)包括第二齒輪，該第二齒輪還包括成形為標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)螺旋形狀并且平坦的、在一個(gè)平面中、并且相對(duì)于小齒輪的軸線以直角安裝在不相交軸線上的齒。然而，這些構(gòu)造通常受限于齒輪傳動(dòng)速度比范圍；避免在嚙合中的齒干涉以及避免在制造過(guò)程中的根切的手
段；在降低齒輪重量、操作中的接觸應(yīng)力和噪音的同時(shí)，改善齒輪負(fù)載能力和效率的手段。

發(fā)明內(nèi)容
期望且通常有必要提供一種用于不相交的正交軸的齒輪構(gòu)造，該齒輪構(gòu)造是雙向旋轉(zhuǎn)的，能夠雙向操作并且還提供了相對(duì)寬范圍的低齒輪傳動(dòng)速度比，包括低至I : I以及高至7. 5 I的齒輪傳動(dòng)速度比。同樣，還期望的是提供一種用于不相交的正交軸的雙向旋轉(zhuǎn)的齒輪構(gòu)造，該齒輪構(gòu)造能夠雙向操作并且還避免了嚙合中的干涉以及根切。通過(guò)利用圓的修正漸開(kāi)線曲線和標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線的組合作為齒輪齒廓形狀以及其縱長(zhǎng)形狀，在不對(duì)相對(duì)于平面齒輪基圓的小齒輪中心線位置施加限制的同時(shí)，能夠修改齒曲率。還期望的是，提供一種用于不相交的正交軸的雙向旋轉(zhuǎn)的齒輪構(gòu)造，該齒輪構(gòu)造能夠雙向操作，并且具有帶一定程度非對(duì)稱性的齒，該帶有一定程度非對(duì)稱性的齒在降低了該齒輪構(gòu)造的重量、操作中的接觸應(yīng)力和噪音的同時(shí)，能夠改善其負(fù)載能力和效率。還期望的是提供一種用于不相交的正交軸的雙向旋轉(zhuǎn)的齒輪構(gòu)造，該齒輪構(gòu)造能夠雙向操作，并且具有這樣的小齒輪和平面齒輪的齒，所述小齒輪和平面齒輪的齒由金屬通過(guò)切削制成、由塑性材料通過(guò)注射模制制成、以及由粉末金屬燒結(jié)材料通過(guò)燒結(jié)工藝來(lái)制成。最后但并非不重要的，期望提供一種用于不相交的正交軸的雙向旋轉(zhuǎn)的齒輪構(gòu)造，該齒輪構(gòu)造能夠雙向操作，并且具有這樣的齒面，該齒面被硬化精加工，以便改善嚙合質(zhì)量，同時(shí)擴(kuò)展其齒的制造能力，以便降低制造成本。本發(fā)明涉及如上所述的方面。本發(fā)明提供了一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是雙向的、雙向旋轉(zhuǎn)的、并且提供了相對(duì)寬范圍的速度比，包括低至I : I以及高至7. 5 I的齒輪傳動(dòng)速度比。該雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在彼此成直角的不相交軸之間提供了扭矩和速度的傳遞。具體地，本發(fā)明是一種正交的異面軸線齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其使得圓柱小齒輪與平面齒輪嚙合，該圓柱小齒輪具有沿其平行于小齒輪軸線的縱長(zhǎng)方向彎曲的齒，所述平面齒輪也具有沿該縱長(zhǎng)方向彎曲的齒。圓柱小齒輪的齒以及平面齒輪的齒能夠在平面齒輪的節(jié)平面內(nèi)沿它們的縱向方向以縮短漸開(kāi)線曲線形狀、標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線形狀或延伸漸開(kāi)線曲線形狀彎曲，該平面齒輪節(jié)平面垂直于該平面齒輪的軸線并且與小齒輪的節(jié)圓柱相切。平面齒輪的節(jié)圓位于其節(jié)平面上，包含其節(jié)點(diǎn)，并且通常其半徑被認(rèn)為是定位成接近平面齒輪寬度的中心。在該平面(通常被指示為齒的縱向輪廓形狀形成平面)內(nèi)，能夠觀察到小齒輪和平面齒輪的齒的縱向形狀的作為標(biāo)準(zhǔn)、延伸或縮短漸開(kāi)線曲線的性質(zhì)。此外，在該平面內(nèi)，小齒輪的齒和平面齒輪的齒之間的嚙合能夠被想象為具有彎曲接觸點(diǎn)的兩個(gè)共軛彎曲的齒條(conjugate curved-racks)之間的B齒合。小齒輪的齒以及平面齒輪的齒能夠被想象成通過(guò)將小齒輪和平面齒輪的坯件在其對(duì)應(yīng)的彎曲的齒條刀具上滾動(dòng)而形成。垂直于平面齒輪節(jié)平面并且與平面齒輪基圓柱相切的平面被指示為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用平面?，F(xiàn)將平面齒輪節(jié)平面與齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用平面之間的交線考慮為剛性地附接到小齒輪節(jié)圓柱的不可延伸的繩，那么當(dāng)小齒輪和平面齒輪以恒定角速度繞其軸線旋轉(zhuǎn)時(shí)，該繩從小齒輪節(jié)圓柱的周緣解繞，同時(shí)以相同的切向速度卷繞到平面齒輪基圓柱的周緣上。換句話說(shuō)，小齒輪繞其自身軸線的旋轉(zhuǎn)將使得平面齒輪繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)，因此在小齒輪和平面齒輪之間傳遞真實(shí)的角速度。類似地，平面齒輪繞其自身軸線的旋轉(zhuǎn)將使得小齒輪繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)，因此在平面齒輪和小齒輪之間傳遞真實(shí)的角速度。與剛性地連接到其的作用平面平行并且包含小齒輪節(jié)點(diǎn)的平面被指示為小齒輪節(jié)平面。顯·然，用于雙小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的節(jié)平面與作用平面重疊，該雙小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使齒輪的齒縱向成形為半徑為rbg的平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線。對(duì)于使齒輪的齒縱向成形為相同平面齒輪基圓的縮短和延伸漸開(kāi)線曲線的雙小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)而言，小齒輪節(jié)平面平行于該齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的作用平面，并且與分別以等于期望漸開(kāi)線修正大小的一定距離相對(duì)于相同平面齒輪基圓柱定位在外側(cè)和內(nèi)側(cè)的半徑為(rbg+p)和(rbg-p)的同心圓柱相切。在通常指示為齒輪齒深輪廓形成平面的小齒輪節(jié)平面內(nèi)，能夠考慮并觀察到具有標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)深度輪廓的無(wú)限小寬度的直齒圓柱小齒輪與具有相同壓力角以及屬于平面齒輪齒的無(wú)限小寬度的直線形狀齒條之間的真實(shí)共軛動(dòng)作。在齒輪作用平面的任一側(cè)上，沿齒面發(fā)生滑動(dòng)動(dòng)作。通過(guò)選擇漸開(kāi)線修正P的正確大小以及通過(guò)相應(yīng)地限制小齒輪寬度，能夠在所述生成過(guò)程中考慮到這種偏差，以避免嚙合的干涉以及在制造過(guò)程中的根切。由于漸開(kāi)線螺旋齒形輪廓，所以產(chǎn)生了安靜且平穩(wěn)的齒輪動(dòng)作。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“雙漸開(kāi)線小齒輪”是指包括這樣的多個(gè)齒的圓柱小齒輪，所述多個(gè)齒在兩個(gè)特定的垂直平面內(nèi)具有漸開(kāi)線形狀輪廓小齒輪齒深輪廓形狀在其節(jié)平面內(nèi)是小齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線，而在它們縱長(zhǎng)方向上的小齒輪的齒形狀曲線在平面齒輪節(jié)平面內(nèi)是相配合的平面齒輪的基圓的標(biāo)準(zhǔn)、延伸或縮短漸開(kāi)線曲線。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”是指用于在以預(yù)定中心距離正交地偏移設(shè)置的不相交軸線之間傳遞扭矩的正交異面軸線齒輪傳動(dòng)裝置，其包括安裝在所述軸線中的一個(gè)上的圓柱小齒輪，該圓柱小齒輪與安裝在第二所述軸線上的平面齒輪嚙合地接合。小齒輪具有圓柱形式，包括在其周緣上的具有凸形齒側(cè)的多個(gè)徑向齒，這些齒在它們的深度輪廓上以小齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線的形式成形，并且在它們的縱長(zhǎng)方向上成形為下述形式中的任一種相配合的平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)、延伸或縮短漸開(kāi)線曲線。平面齒輪是在其一個(gè)側(cè)面上形成有齒的扁平輪，并且通常是嚙合中的較大部件。應(yīng)當(dāng)提及的是，通常而言，小齒輪可以比相配合的平面齒輪具有更多的齒。平面齒輪的齒非徑向地設(shè)置、在它們的縱長(zhǎng)方向上具有沿螺旋曲線的彎曲齒側(cè)、并且配置有凸形和凹形齒側(cè)。類似于小齒輪的齒的縱向形狀，平面齒輪的齒的縱向形狀也能夠是平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)、延伸或縮短漸開(kāi)線曲線。平面齒輪的齒頂和齒槽底面位于兩個(gè)平行的平面內(nèi)，其將齒限定為恒定高度。平面齒輪的深度輪廓形狀僅在齒深輪廓形成平面內(nèi)是直線的。如本文使用的，術(shù)語(yǔ)“雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)”是指通過(guò)選擇如下方面的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可能不同組合的全部類別，所述方面為用于小齒輪和平面齒輪的齒的縱向形狀的一定類型的縱向漸開(kāi)線曲線；特定的左旋或右旋的平面齒輪的齒的螺旋方向；作為驅(qū)動(dòng)或從動(dòng)輸入構(gòu)件的特定構(gòu)件；或者齒輪齒的一定程度的非對(duì)稱性。僅以示例的方式，能夠想到設(shè)計(jì)這樣的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的可能性，該雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)為小齒輪和平面齒輪的齒的縱向形狀使用了 平面齒輪基圓的延伸漸開(kāi)線曲線。這種齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要優(yōu)勢(shì)在于可能通過(guò)在6軸CNC機(jī)床上的滾齒工藝來(lái)制造平面齒輪的齒。具有縱向成形為延伸漸開(kāi)線曲線的齒的這類平面齒輪還能夠額外地使其齒通過(guò)研磨來(lái)硬化精加工。雙小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一示例為小齒輪和平面齒輪的齒的縱向形狀使用了平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線。因此，美國(guó)專利No. 4，238，970可以被認(rèn)為是該雙小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的特定情形。然而，根據(jù)本發(fā)明的小齒輪和平面齒輪的齒能夠具有一定程度的非對(duì)稱性，這在降低其重量、操作中的接觸應(yīng)力和噪音的同時(shí)，能夠改善其負(fù)載能力和效率。此外，根據(jù)本發(fā)明的平面齒輪能夠使其齒通過(guò)除了美國(guó)專利No. 4，367，058要求保護(hù)的那些方法以外的不同方法來(lái)制造成。雙小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的另一示例是為小齒輪和平面齒輪的齒的縱向形狀使用了平面齒輪基圓的縮短漸開(kāi)線。該類型允許對(duì)齒曲率的修正，以便避免嚙合中的干涉以及避免制造過(guò)程中的根切。雙小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的全部這些示例能夠被實(shí)現(xiàn)為雙向的，并且取決于特定設(shè)計(jì)要求，能夠是左旋或右旋類型的。本發(fā)明的漸開(kāi)線平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)能夠被廣泛且常見(jiàn)地用于機(jī)動(dòng)車工業(yè)、軍事應(yīng)用、機(jī)械工具構(gòu)造、醫(yī)療和器械工業(yè)、航空航天工業(yè)、以及需要緊湊齒輪布置、降低的操作噪音、減小的力和齒隙、可逆(雙向)的扭矩傳遞和相對(duì)大的傳動(dòng)比范圍(包括低至I : 1(比率為“一”)的齒輪傳動(dòng)速度比)的工程應(yīng)用。因此，本發(fā)明的一個(gè)方面在于提供一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)包括三種類型的雙小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在每種類型中，通過(guò)合適選擇它們的如下特征能夠設(shè)計(jì)變體齒的對(duì)稱性或非對(duì)稱性；漸開(kāi)線形成的方向，等等。本發(fā)明的另一方面在于提供一種是雙向的并且雙向旋轉(zhuǎn)的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明的又一方面在于提供一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)在彼此成直角的不相交的軸之間提供了扭矩和速度的傳遞，或者僅提供了運(yùn)動(dòng)方向的改變。本發(fā)明的又一方面在于提供一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)使兩個(gè)部件的齒具有對(duì)稱性質(zhì)或非對(duì)稱性質(zhì)，以便改善這些齒的負(fù)載能力和效率，并且同時(shí)降低它們的接觸應(yīng)力和重量。本發(fā)明的又一方面在于提供一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是雙向的并且是雙向旋轉(zhuǎn)的，并且對(duì)于相同的預(yù)定偏移中心距離大小而言，允許多種傳動(dòng)比，該系統(tǒng)利用相同的平面齒輪部件來(lái)接合具有相同模數(shù)但不同齒數(shù)的不同小齒輪。通常，該特征已知為異面軸線齒輪傳動(dòng)裝置互換性，這對(duì)于如下的齒輪傳動(dòng)裝置來(lái)說(shuō)是常見(jiàn)的，在該齒輪裝置中，兩個(gè)部件中的一個(gè)具有設(shè)置在兩個(gè)側(cè)端的一個(gè)上的齒，例如Spjroic^^HelicDri 、和蝸桿-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，等等。本發(fā)明的又一方面在于提供一種雙漸開(kāi)線平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該雙漸開(kāi)線平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是緊湊的，并且具有在從30°至45°范圍內(nèi)的平面齒輪齒的中等螺旋角。本發(fā)明的又一方面在于提供了一種雙漸開(kāi)線平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，該雙漸開(kāi)線平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)是緊湊的、降低了操作噪音、減小了軸向力和齒隙、并且提供了相對(duì)大的傳動(dòng)比范圍，尤其在較低的傳動(dòng)比范圍內(nèi)低至I : I以及高至7. 5 I。本發(fā)明還包括以下方案I. 一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)以組合的方式包括雙漸開(kāi)線小齒輪，所述雙漸開(kāi)線小齒輪設(shè)置在第一軸線上，并且所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線的齒，這些標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線的齒徑向設(shè)置在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的圓柱周緣上并且在所述齒的縱長(zhǎng)方向上沿漸開(kāi)線曲線成形，具有左旋螺旋角和右旋螺旋角中的一種；以及平面齒輪，所述平面齒輪設(shè)置在第二軸線上，所述第二軸線與所述第一軸線正交并且與所述第一軸線以預(yù)定中心距離間隔開(kāi)，所述平面齒輪與所述雙漸開(kāi)線小齒輪嚙合并且具有多個(gè)齒，這些齒設(shè)置在所述平面齒輪的一個(gè)側(cè)面上并且在所述齒的縱長(zhǎng)方向上沿漸開(kāi)線曲線成形，具有左旋螺旋角和右旋螺旋角中的一種；所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有與其軸線垂直的節(jié)平面，所述雙漸開(kāi)線小齒輪的所述節(jié)平面包含所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)圓；和作為所述小齒輪與所述平面齒輪的齒面之間的公共瞬時(shí)接觸點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)；所述平面齒輪具有與其軸線垂直的節(jié)平面，所述平面齒輪的所述節(jié)平面包含所述平面齒輪的基圓，所述平面齒輪的漸開(kāi)線的齒從所述平面齒輪的基圓形成；和節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)作為所述小齒輪和所述平面齒輪的齒面之間的公共瞬時(shí)接觸點(diǎn)；所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面相對(duì)于所述平面齒輪的基圓處于預(yù)定布置中。2.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪和所述平面齒輪的齒縱向成形為所述平面齒輪的基圓的縮短漸開(kāi)線曲線的形式，而且所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面設(shè)置成與所述平面齒輪的基圓的同心圓相切，所述同心圓以規(guī)定的漸開(kāi)線修正度位于所述基圓之外。3.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪和所述平面齒輪的齒縱向成形為所述平面齒輪的基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線的形式，而且所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面設(shè)置成與所述平面齒輪的基圓相切。4.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪和所述平面齒輪的齒縱向成形為所述平面齒輪的基圓的延伸漸開(kāi)線曲線的形式，而且所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面設(shè)置成與所述平面齒輪的基圓的同心圓相切，所述同心圓以規(guī)定的漸開(kāi)線修正度位于所述基圓之內(nèi)。5.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪上的多個(gè)齒等于所述平面齒輪上的多個(gè)齒。
6.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪上的所述多個(gè)齒具有在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面內(nèi)具有相等壓力角的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線輪廓的凸形齒側(cè)，而所述平面齒輪上的所述多個(gè)齒具有在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面內(nèi)同樣具有相等壓力角的直線齒條形狀輪廓的凸形以及凹形齒側(cè)。7.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪上的所述多個(gè)齒具有在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面內(nèi)具有不同壓力角的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線輪廓的凸形齒側(cè)，而所述平面齒輪上的所述多個(gè)齒具有在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面內(nèi)同樣具有不同壓力角的直線齒條形狀輪廓的凸形以及凹形齒側(cè)。8.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪驅(qū)動(dòng)所述平面齒輪。
9.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述平面齒輪驅(qū)動(dòng)所述雙漸開(kāi)線小齒輪。10.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪是能夠互換的，以便關(guān)于多個(gè)所述雙漸開(kāi)線小齒輪的以規(guī)定中心距離的相同偏置布置來(lái)獲得不同的齒輪傳動(dòng)速度比，其中多個(gè)所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有相同的模數(shù)，但具有不同的齒數(shù)。11.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述平面齒輪上的所述多個(gè)齒具有在從30°至45°范圍內(nèi)的中等螺旋角。12.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠提供寬范圍的相對(duì)低的齒輪傳動(dòng)速度比，包括低至I I以及高至7. 5 I的齒輪傳動(dòng)速度比。13.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪限定與所述第一軸線對(duì)齊的孔，并且所述雙漸開(kāi)線小齒輪被接收在第一軸上并且被緊固到所述第一軸，所述平面齒輪限定與所述第二軸線對(duì)齊的孔，并且所述平面齒輪被接收在第二軸上并且被緊固到所述第二軸。14.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪是整體形成的柄桿并且與所述第一軸線對(duì)齊；所述平面齒輪限定與所述第二軸線對(duì)齊的孔，所述平面齒輪被接收在第二軸上，并且被直接緊固到所述第二軸，或者通過(guò)可旋轉(zhuǎn)的法蘭被緊固到所述第二軸。15.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪的所述多個(gè)齒以及所述平面齒輪的所述多個(gè)齒由金屬通過(guò)切削工藝制成。16.根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪的所述多個(gè)齒以及所述平面齒輪的所述多個(gè)齒由塑料通過(guò)注射模制工藝制成。17，根據(jù)方案I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪的所述多個(gè)齒以及所述平面齒輪的所述多個(gè)齒由粉末金屬通過(guò)金屬燒結(jié)工藝制成。18. 一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，所述雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)以組合的方式包括
雙漸開(kāi)線小齒輪，所述雙漸開(kāi)線小齒輪設(shè)置在第一軸線上，并且所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線的齒，這些標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線的齒具有相同或不同壓力角的齒側(cè)，徑向設(shè)置在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的圓柱周緣上，并且在所述齒的縱長(zhǎng)方向上沿漸開(kāi)線曲線成形，具有左旋螺旋角和右旋螺旋角中的一種；以及平面齒輪，所述平面齒輪設(shè)置在第二軸線上，所述第二軸線與所述第一軸線正交并且與所述第一軸線以預(yù)定中心距離間隔開(kāi)，所述平面齒輪與所述雙漸開(kāi)線小齒輪嚙合并且具有多個(gè)齒，這些齒具有相同或不同壓力角的齒側(cè)，設(shè)置在所述平面齒輪的一個(gè)側(cè)面上，并且在所述齒的縱長(zhǎng)方向上沿漸開(kāi)線曲線成形；所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有與其軸線垂直的節(jié)平面，所述雙漸開(kāi)線小齒輪的所述節(jié) 平面包含所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)圓；和作為所述小齒輪與所述平面齒輪的齒面之間的公共瞬時(shí)接觸點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)；所述平面齒輪具有與其軸線垂直的節(jié)平面，所述平面齒輪的所述節(jié)平面包含所述平面齒輪的基圓，所述平面齒輪的漸開(kāi)線的齒從所述平面齒輪的基圓形成；和節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)作為所述小齒輪和所述平面齒輪的齒面之間的公共瞬時(shí)接觸點(diǎn)；所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面相對(duì)于所述平面齒輪的基圓處于預(yù)定布置中。19.根據(jù)方案18所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪和所述平面齒輪的齒縱向成形為所述平面齒輪的節(jié)平面內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)、縮短或延伸漸開(kāi)線曲線的形式，而且所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面對(duì)應(yīng)地設(shè)置成分別與下述各項(xiàng)相切，所述各項(xiàng)為所述平面齒輪的基圓；以規(guī)定的漸開(kāi)線修正度在所述平面齒輪的基圓之外的同心圓；或以規(guī)定的漸開(kāi)線修正度在所述平面齒輪的基圓之內(nèi)的同心圓。20.根據(jù)方案19所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪上的所述多個(gè)齒等于或不等于所述平面齒輪上的所述多個(gè)齒，因此提供了寬范圍的相對(duì)低的齒輪傳動(dòng)速度比，包括低至I : I以及高至7. 5 I的齒輪傳動(dòng)速度比；所述平面齒輪上的所述多個(gè)齒具有在從30°至45°范圍內(nèi)的中等螺旋角；所述雙漸開(kāi)線小齒輪或所述平面齒輪是驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；具有相同模數(shù)但具有不同齒數(shù)的所述雙漸開(kāi)線小齒輪對(duì)于采用規(guī)定中心距離的相同偏移布置來(lái)說(shuō)是能夠互換的；所述雙漸開(kāi)線小齒輪的所述多個(gè)齒以及所述平面齒輪的所述多個(gè)齒由下述制成由金屬通過(guò)切削工藝制成；由塑料通過(guò)注射模制工藝制成；或由粉末金屬通過(guò)金屬燒結(jié)工藝制成。其他方面、優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用領(lǐng)域從本文所提供的描述將顯而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解的是，該描述和具體示例僅旨在用于描述目的，并且不旨在限制本發(fā)明的范圍。


本文所述的附圖僅用于描述目的，并且絕不旨在以任何方式限制本發(fā)明的范圍。圖I是這樣的圖示，其總體上描述形成圓的標(biāo)準(zhǔn)、縮短和延伸漸開(kāi)線曲線的原理，以及特別描述了平面齒輪的標(biāo)準(zhǔn)、縮短和延伸漸開(kāi)線曲線的形成原理，作為用于雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的齒的未來(lái)縱向形狀曲線；圖2A是常規(guī)螺旋齒輪的立體圖，所述常規(guī)螺旋齒輪用于總體上限定根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、尤其是雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的成因；圖2B是圖2A所示的常規(guī)螺旋齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化剖切立體圖，該視圖示出了下述的彼此垂直的兩個(gè)垂直平面與齒輪軸線垂直的第一橫向平面；以及第二平面，該第二平面被指示為常規(guī)螺旋齒輪的作用平面；
圖2C是圖2A所示的常規(guī)螺旋齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在圖2B中限定的橫向平面中剖取的剖切立體圖；圖2D是圖2A所示的常規(guī)螺旋齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在圖2B中限定的作用平面中剖取的剖切立體圖；為了探索本發(fā)明的成因，圖3A是總體上的一般性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的立體圖、尤其是雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)左旋系統(tǒng)的立體圖，并且不限制方法的一般性的情況下，其中小齒輪以及平面齒輪的齒縱向成形為平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線；圖3B是圖3A所示的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)化剖切立體圖，該圖示出了下述的彼此垂直的兩個(gè)垂直平面平面齒輪節(jié)平面和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用平面；圖3C是圖3A所示的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在圖3B中限定的平面齒輪節(jié)平面中剖取的剖取立體圖；圖3D是圖3A所示的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在圖3B中限定的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作用平面中剖取的剖取立體圖；圖4是雙漸開(kāi)線小齒輪的齒的縱向形狀生成過(guò)程模擬的立體圖，所述雙漸開(kāi)線小齒輪的齒沿平行于其軸線的縱向方向成形為平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)曲線的部分；圖5A是根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的透視圖，其中這兩個(gè)齒輪的齒縱向成形為相同平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)曲線的一部分；圖5B是如圖5A所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的平面圖；圖5C是如圖5B所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿線5C-5C截取的局部剖切圖；圖是根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的如圖5C所示的局部剖切圖的放大細(xì)節(jié)圖；圖5E是假想的齒條刀具的示意圖，所述齒條刀具生成如圖5A所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的小齒輪的齒；圖5F是小齒輪的齒深輪廓生成模擬的局部示意性細(xì)節(jié)圖，用于具有非對(duì)稱和對(duì)稱的齒的小齒輪，并且示出為如圖5E所示的齒條刀具邊緣的包絡(luò)線；圖5G是如圖5C所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿線5G-5G剖取的局部剖切圖；圖6是示出了關(guān)于如圖5G所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的、形成在平面齒輪節(jié)平面內(nèi)的速度圖形的示意性平面圖；圖7是用于雙漸開(kāi)線小齒輪的齒的縱向形狀生成過(guò)程模擬的立體圖，所述雙漸開(kāi)線小齒輪使其齒在平行于其軸線的縱向方向上成形為平面齒輪基圓的延伸漸開(kāi)線曲線的部分；圖8A是根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體圖，其中這兩個(gè)齒輪的齒都縱向成形為相同平面齒輪基圓的延伸漸開(kāi)線曲線的一部分；圖8B是如圖8A所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪_平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的平面圖；圖SC是如圖SB所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿線8C-8C剖取的局部剖切圖；圖8D是根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的如圖SC所示的局部剖切圖的放大細(xì)節(jié)圖；圖8E是假想的齒條刀具的示意圖，所述齒條刀具生成如圖8A所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的小齒輪的齒； 圖8F是小齒輪的齒深輪廓生成模擬的局部示意性細(xì)節(jié)圖，用于具有非對(duì)稱和對(duì)稱的齒的小齒輪，并且示出為如圖8E所示的齒條刀具邊緣的包絡(luò)線；圖8G是如圖8C所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿線8G-8G剖取的局部剖切圖；圖9是關(guān)于如圖SG所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的、形成在平面齒輪節(jié)平面中的速度圖形的示意性平面圖；圖10是用于雙漸開(kāi)線小齒輪的齒的縱向形狀生成過(guò)程模擬的立體圖，所述雙漸開(kāi)線小齒輪使其齒在平行于其軸線的縱向方向上成形為平面齒輪基圓的縮短漸開(kāi)線曲線的一部分；圖IlA是根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的立體圖，其中這兩個(gè)齒輪的齒都縱向成形為相同平面齒輪基圓的縮短漸開(kāi)線曲線的一部分；圖IlB是如圖IlA所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的平面圖；圖IlC是如圖IlB所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿線11C-11C剖取的局部剖切圖；圖IlD是根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的如圖IlC所示的局部剖切圖的放大細(xì)節(jié)圖；圖IlE是假想的齒條刀具的示意圖，該齒條刀具形成如圖IlA所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的小齒輪的齒；圖IlF是小齒輪的齒深輪廓生成模擬的局部示意性細(xì)節(jié)圖，用于具有非對(duì)稱和對(duì)稱的齒的小齒輪，并且被示出為如圖IlE所示的齒條刀具邊緣的包絡(luò)線；圖IlG是如圖IlC所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿線11G-11G剖取的局部剖切圖；圖12是示出了關(guān)于如圖IlG所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的、形成到平面齒輪節(jié)平面中的速度圖形的示意性平面圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的一般性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的透視圖，其中所述小齒輪和所述平面齒輪借助花鍵或鍵安裝在其相應(yīng)的軸上；圖14是根據(jù)本發(fā)明的一般性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的透視圖，其中，小齒輪是整體形成的柄桿的形式，而環(huán)形的平面齒輪被鉚接到法蘭，同時(shí)該法蘭被鍵接到相應(yīng)的軸上；圖15是根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的立體圖，其中，小齒輪是驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；圖16是根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪平-面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的透視圖，其中，平面齒輪是驅(qū)動(dòng)構(gòu)件；圖17A是根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式的立體圖，其具有I : I的傳動(dòng)比，并且齒輪的齒的縱向成形為平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線；圖17B是如圖17A所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿小齒輪節(jié)平面剖取的局部剖切圖；圖18A是根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的立體圖，其中小齒 輪具有較小的齒數(shù)并且齒輪的齒縱向成形為平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線；圖18B是如圖18A所不的根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的俯視圖；圖18C是如圖18B所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿線18C-18C剖取的局部剖切圖；圖18D是如圖18B所示的根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的側(cè)視圖；圖18E是根據(jù)本發(fā)明的代表性雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)的如圖18C所示的局部剖切圖的放大細(xì)節(jié)圖；圖18F是如圖18A所不的根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的小齒輪的齒的根切的放大細(xì)節(jié)圖；圖18G是如圖18A所示的根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的平面齒輪的齒的根切的放大細(xì)節(jié)圖；圖19A是根據(jù)本發(fā)明的按左旋系(LH)的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿平面齒輪軸線的俯視圖；圖19B是根據(jù)本發(fā)明的按右旋系(RH)的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沿平面齒輪軸線的俯視圖；圖20是根據(jù)本發(fā)明的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的立體圖，其中平面齒輪的齒能夠與具有不同齒數(shù)的不同的雙漸開(kāi)線小齒輪的齒嚙合。
具體實(shí)施例方式下述說(shuō)明本質(zhì)上僅是示例性的，并且不旨在限制本發(fā)明、其應(yīng)用或使用。該新穎的正交異面軸線齒輪傳動(dòng)裝置(指示為雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu))的一個(gè)特征在于圓柱小齒輪和平面齒輪兩者的在其縱向廓形中的齒形能夠是相同的平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)、延伸或縮短漸開(kāi)線曲線。圖I是這樣的示意圖，其總體上描述了生成半徑為Rb的基圓的標(biāo)準(zhǔn)、延伸和縮短漸開(kāi)線曲線的原理，以及尤其描述了具有相同基圓半徑Rb的平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)、延伸和縮短漸開(kāi)線曲線的形成原理，其作為小齒輪和平面齒輪的齒在縱向方向上的形式，該圖示在下文中由附圖標(biāo)記10指示。圖示10包括中心軸線12，被指示為平面齒輪基圓的半徑為Rb的圓15繞該中心軸線設(shè)置。平面齒輪基圓的標(biāo)準(zhǔn)(通常被指示為常規(guī)右旋的)漸開(kāi)線曲線20能夠形成為點(diǎn)26的連續(xù)位置的跡線，該點(diǎn)26位于與該基圓相切的直線d-d上，該直線d-d沿順時(shí)針?lè)较蛟趫A15上無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)。如果線d-d沿逆時(shí)針?lè)较驖L動(dòng)，那么形成平面齒輪基圓的左旋標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線22，該左旋標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線22通常被指示為已經(jīng)形成的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線20的返回支線(returningbranch)。在相同的線d上的一系列等距離隔開(kāi)的點(diǎn)26、27、28等將形成一系列標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線20、20’、20”等。這些曲線是不平行的，并且是向外發(fā)散的。此外，在所考慮的每個(gè)等距離的點(diǎn)26、27、28等處的全部這些曲線的法線全都穿過(guò)線d-d與基圓15之間的相同瞬時(shí)接觸點(diǎn)26。能夠想象的是，由恒定節(jié)距(等于等距離隔開(kāi)的點(diǎn)之間的距離)并且無(wú)限小厚度的齒條刀具通過(guò)包絡(luò)過(guò)程來(lái)形成相同系列的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線，所述齒條刀具具有在全部等距離隔開(kāi)的點(diǎn)處剛性且垂直地連接到線d-d的形成要素(generating elements) t_t。通過(guò)將齒條刀具以恒定速度Vt沿線d-d平移，使得齒條始終與基圓15相切，該基圓以恒定角速度ω繞其中心12旋轉(zhuǎn)，則該系列曲線中的每條標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線(為了說(shuō)明目的，這里僅
示例性示出曲線50)能夠由形成要素t-t通過(guò)包絡(luò)過(guò)程來(lái)形成，該形成要素t-t屬于齒條刀具并且相對(duì)于將當(dāng)前形成點(diǎn)P與平面齒輪的中心12連接的線以角度α。傾斜。齒條在可旋轉(zhuǎn)基圓15的周緣上無(wú)滑動(dòng)地平移的運(yùn)動(dòng)學(xué)條件由下述關(guān)系式給出vt = ω · Rb(I)也能夠由相同齒條刀具的刃t’-t’通過(guò)包絡(luò)過(guò)程來(lái)形成標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線(為了說(shuō)明目的，在此僅示例出曲線51)，該齒條刀具的刃t’-t’平行于切線t-t并且剛性地連接到與平面齒輪的節(jié)圓45相切的另一直線n-n。刃t’ -t’沿線n_n以恒定線速度vt’平移，使得當(dāng)節(jié)圓45以與基圓15相同的恒定角速度ω繞其中心12旋轉(zhuǎn)時(shí)，現(xiàn)在被剛性地連接到線η的相同齒條刀具始終與節(jié)圓45相切。齒條刀具在可旋轉(zhuǎn)的節(jié)圓45上無(wú)滑動(dòng)地平移的新的運(yùn)動(dòng)學(xué)條件變?yōu)?br> ' V. ω. Rh V, =-=--= M-R(2)
Cosac Cosac其中，R是平面齒輪的節(jié)圓半徑，α。是齒條刀具的刃的壓力角。半徑為(Rb-P)的平面齒輪的圓25的標(biāo)準(zhǔn)右旋漸開(kāi)線曲線30能夠形成為點(diǎn)36的連續(xù)位置的跡線，該點(diǎn)36位于直線e-e上，直線e_e與該圓25相切并且在該圓上沿順時(shí)針?lè)较驘o(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)。相同的曲線30能夠被認(rèn)為由這樣的相同點(diǎn)36形成，S卩如果線d’-d’在半徑為Rb的平面齒輪基圓15上無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)，那么該點(diǎn)36位于在點(diǎn)26’處與線d’ -d’剛性地連接的大小為P的正交部段上。在該情況下，曲線30被指示為相同的平面齒輪基圓15的延伸漸開(kāi)線曲線。如果線d’ -d’在圓15上沿逆時(shí)針?lè)较驖L動(dòng)，那么形成平面齒輪基圓的左旋延伸漸開(kāi)線曲線33，其通常被稱為已經(jīng)形成的延伸漸開(kāi)線曲線30的返回支線。位于向內(nèi)偏移的線e-e上的以相同偏移距離P剛性地連接到線d’ -d’的一系列等距離隔開(kāi)的點(diǎn)36、37、38等將形成一系列延伸漸開(kāi)曲線30、30’、30”等。這些曲線也都是不平行且向外發(fā)散的。此外，在所考慮的每個(gè)等距離點(diǎn)36、37、38等處所有這些曲線的法線都將穿過(guò)線d’ -d’與基圓15之間的相同瞬時(shí)接觸點(diǎn)26’。能夠想象的是，當(dāng)齒條刀具以由關(guān)系式(I)給出的恒定線速度Vt沿線d’ -d’平移，從而使得當(dāng)基圓繞其中心12以恒定角速度ω旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中該齒條刀具始終與基圓15相切時(shí)，由恒定節(jié)距(等于等距離隔開(kāi)的點(diǎn)之間的距離)并且無(wú)限小厚度的齒條刀具通過(guò)包絡(luò)過(guò)程來(lái)形成相同系列的延伸漸開(kāi)線曲線，該齒條刀具具有在全部等距離隔開(kāi)的點(diǎn)處剛性地連接到線d’ -d’的形成要素t-t。由于齒條不斷地改變其相對(duì)于曲線的角度(在每個(gè)點(diǎn)36、37、38等處曲線的切線彼此不平行而是稍微發(fā)散)，因此所形成的曲線將不平行，并且這些曲線之間的間隔將逐漸增加，以及這些曲線的曲率。當(dāng)在平面齒輪和雙小齒輪的齒的形成中需要避免干涉和根切時(shí)，能夠有利地采用這些特征。半徑為(Rb+p)的平面齒輪的圓35的標(biāo)準(zhǔn)右旋漸開(kāi)線曲線40能夠形成為點(diǎn)46的連續(xù)位置的跡線，該點(diǎn)46位于直線s-s上，直線s-s與該圓35相切并且在該圓35上沿順 時(shí)針?lè)较驘o(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)。相同的曲線40能夠被認(rèn)為由這樣的相同點(diǎn)46形成，即如果線d”-d”在半徑為Rb的平面齒輪基圓15上無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)，那么該點(diǎn)46位于在點(diǎn)26”處剛性地連接到線d”-d”的大小為P的正交部段上。在這種情況下，曲線40被指示為相同的平面齒輪基圓15的縮短漸開(kāi)線曲線。如果線d”-d”在圓15上沿逆時(shí)針?lè)较驖L動(dòng)，那么形成平面齒輪基圓的左旋延伸漸開(kāi)線曲線44，其通常指定為已經(jīng)形成的縮短漸開(kāi)線曲線40的返回支線。位于向外偏移的線s-s上并且以相同偏移距離P剛性地連接到線d”-d”的一系列等距離隔開(kāi)的點(diǎn)46、47、48等將形成一系列縮短漸開(kāi)線曲線40、40’、40”等。這些曲線也都不平行并且向外發(fā)散。此外，在所考慮的每個(gè)等距離隔開(kāi)的點(diǎn)46、47、48等處的全部這些曲線的法線都將穿過(guò)線d-d與基圓15之間的相同瞬時(shí)接觸點(diǎn)26”。能夠想象的是，由恒定節(jié)距(等于等距離隔開(kāi)的點(diǎn)之間的距離)并且無(wú)限小厚度的齒條刀具通過(guò)包絡(luò)過(guò)程來(lái)形成相同系列的縮短漸開(kāi)線曲線，該齒條刀具具有在全部等距離隔開(kāi)的點(diǎn)處剛性連接到線d”_d”的形成要素，沿線d”_d”以由關(guān)系式⑴給出的恒定線速度Vt平移，使得當(dāng)基圓15繞其中心以恒定角速度ω旋轉(zhuǎn)時(shí)，齒條刀具始終與基圓15相切。由于齒條刀具同樣不斷地改變其相對(duì)于曲線的角度(在每個(gè)點(diǎn)46、47、48等處，這些曲線的切線彼此不平行而是稍微發(fā)散)，因此所形成的曲線將不平行，并且這些曲線之間的間隔將逐漸增加，以及它們的曲率。當(dāng)在平面齒輪和雙小齒輪的齒形成過(guò)程中需要避免干涉和根切時(shí)，能夠有利地采用這些特征。這兩個(gè)系列的漸開(kāi)線曲線的主要特征在于這樣的事實(shí)，S卩基圓的任何系列的標(biāo)準(zhǔn)、延伸和/或縮短漸開(kāi)線曲線能夠設(shè)置成與相同或不同基圓半徑的任何其他系列的標(biāo)準(zhǔn)、延伸和/或縮短漸開(kāi)線曲線相切。因此，三類漸開(kāi)線曲線(標(biāo)準(zhǔn)的、延伸的和縮短的)都能夠用作新穎的正交異面軸線齒輪傳動(dòng)裝置的齒的縱向形狀曲線，該新穎的正交異面軸線齒輪傳動(dòng)裝置包括雙漸開(kāi)線圓柱小齒輪和平面齒輪，如將在下文描述的那樣。圖2A-2D是總體上用附圖標(biāo)記100指示的典型螺旋齒輪系統(tǒng)的齒的形成和嚙合的示意圖。如圖2Α所示，齒輪對(duì)包括與圓柱齒輪70嚙合的圓柱齒輪60，該圓柱齒輪60具有在其周緣上徑向設(shè)置的齒62，該圓柱齒輪70具有同樣在其周緣上徑向設(shè)置的齒72，為了說(shuō)明目的，將這兩個(gè)部件簡(jiǎn)化成被認(rèn)為具有相同寬度81。這兩個(gè)部件具有其分別用于小齒輪和齒輪的由65和75標(biāo)記的軸線，這些軸線設(shè)置成以用80標(biāo)記的規(guī)定中心距離彼此平行。如圖2Β所示，考慮貫通齒輪對(duì)基圓柱(所述基圓柱對(duì)于小齒輪標(biāo)記為67，并且對(duì)于齒輪標(biāo)記為77)的兩個(gè)簡(jiǎn)化剖面第一剖面，該第一剖面在橫向平面85內(nèi)、在距離齒輪側(cè)面中的一個(gè)以任意距離72處垂直于這兩個(gè)部件的軸線；以及第二剖面，該第二剖面在平面90內(nèi)、與兩個(gè)齒輪的基圓柱相切，并且通常被指示為作用平面(plane of action)。作為用于小齒輪和齒輪兩者的齒廓形狀的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線的形成過(guò)程能夠在平面85內(nèi)被描述，而像傾斜齒條那樣的剖切的齒嚙合能夠在平面90內(nèi)被描述。這兩個(gè)平面的交線將是直線92，該直線與兩個(gè)齒輪的基圓(關(guān)于小齒輪的基圓78和關(guān)于齒輪的基圓88)相切，該直線通常被指示為所考慮的橫向剖面85的作用線(line of action)。對(duì)于該特定的橫向平面，作用線將在點(diǎn)94處與齒輪的中心連線93相交。將線92考慮為拉緊的繩，則該拉緊的繩在卷繞到齒輪基圓上時(shí)從小齒輪基圓解繞，點(diǎn)94將在與小齒輪和齒輪連接的可動(dòng)的旋轉(zhuǎn)平面內(nèi)分別形成兩條漸開(kāi)線曲線79和89，這兩條漸開(kāi)曲線在點(diǎn)94處將彼此相切，并且被用作橫向平面85內(nèi)的齒輪齒廓曲線。類似地，圍繞其自身軸線旋轉(zhuǎn)的漸開(kāi)線齒廓將在平行于平面85的全部連續(xù)的橫向平面內(nèi)形成。因此，齒側(cè)表面形成為全部這些連續(xù)的橫向平面85的漸開(kāi)線輪廓的包絡(luò)面。點(diǎn)94被認(rèn)為是與該橫向剖面對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心，并且將中心連線劃分為與其角速度成反比的兩個(gè)部段，使得圓86和96將分別變?yōu)樾↓X輪和齒輪的節(jié)圓。當(dāng)小齒輪和齒輪分別以恒定角速度《1和ω2旋轉(zhuǎn)時(shí)，它們的節(jié)圓將借助點(diǎn)94在彼此上無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)。在圖·2C中，示出了齒輪傳動(dòng)裝置的橫向的漸開(kāi)線輪廓嚙合的細(xì)節(jié)。小齒輪和齒輪的齒的作用輪廓87和97分別是漸開(kāi)線輪廓曲線79和89的由齒輪的內(nèi)徑和外徑限定的部分。在均勻旋轉(zhuǎn)期間，小齒輪和齒輪的齒側(cè)將始終沿線82接觸，線82位于它們的作用平面內(nèi)并且相對(duì)于它們的軸線方向以角度Pb傾斜。小齒輪和齒輪的配對(duì)齒側(cè)74和84之間的接觸不是同時(shí)在齒輪的整個(gè)寬度上實(shí)現(xiàn)的，而是逐漸地實(shí)現(xiàn)，接觸長(zhǎng)度隨著時(shí)間可變，如在圖2D中所示的那樣。因此小齒輪和齒輪的齒可以被認(rèn)為是通過(guò)在相同齒條刀具上無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)來(lái)形成的，該齒條刀具相對(duì)于齒輪軸線的公共方向以角度Pb傾斜?；陉P(guān)系式(1)，在該情況下小齒輪和齒輪的基圓(分別是半徑為rbl的小齒輪基圓78和半徑為rb2的齒輪基圓88)的切向速度能夠用下述關(guān)系式來(lái)表述Vt = ω j . rbl = ω 2 · rb2(3)小齒輪和齒輪的齒還可以被認(rèn)為是通過(guò)在類似的齒條刀具上無(wú)滑動(dòng)地滾動(dòng)來(lái)形成的，所述類似的齒條刀具在與所述小齒輪和齒輪的節(jié)圓柱相切并且垂直于它們的中心連線93的平面內(nèi)相對(duì)于齒輪軸線的公共方向以角度β傾斜?；陉P(guān)系式(2)，在節(jié)點(diǎn)94處，小齒輪和齒輪的節(jié)圓(分別是半徑為^的小齒輪節(jié)圓86和半徑為r2的齒輪節(jié)圓96)的切向速度能夠由下述關(guān)系式表述
'①I · ^blV,=-- =--= ω',τ\ = ω2 ’ r2(4)
cosac cosac其中，O1和ω2分別是小齒輪和齒輪的角速度，α。是齒條刀具的刃的壓力角。因此，齒輪的速度比變?yōu)?br> . ω\ rT. N)Il2 =——= — = -7Γ(5)
① 2."I其中,N1和N2分別是作為驅(qū)動(dòng)構(gòu)件的小齒輪的齒數(shù)以及作為從動(dòng)構(gòu)件的齒輪的齒數(shù)?，F(xiàn)在考慮將小齒輪軸線65繞作用線92逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°的構(gòu)思。不限制該討論的一般性，圖3Α、圖3Β、圖3C和圖3D是關(guān)于新穎的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的齒的形成和嚙合的示意圖，其中標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線縱向形狀的齒由附圖標(biāo)記200指示。該方法的結(jié)論及其固有的特征對(duì)于將相同平面齒輪基圓的其他兩種類型的現(xiàn)有類型漸開(kāi)線曲線(即，分別為延伸漸開(kāi)線曲線和縮短漸開(kāi)線曲線)用作齒輪的齒的有效縱向形狀而言也是有效的。如圖3A所示，新穎的齒輪對(duì)包括與平面齒輪170嚙合的圓柱小齒輪160，該圓柱小齒輪160具有齒162，該齒162具有徑向設(shè)置在其周緣上凸形齒側(cè)，所述平面齒輪170將其具有恒定高度以及凹形和凸形齒側(cè)的齒172設(shè)置在其兩個(gè)端側(cè)的一個(gè)上。這兩個(gè)部件將其軸線(在本文中分別由小齒輪的軸線165和平面齒輪的軸線175表示)以用180示出的規(guī)定中心距離相對(duì)于彼此正交偏移地設(shè)置。如在圖3B中示出的那樣，貫穿由187指示的小齒輪節(jié)圓柱以及貫穿由177指示的平面齒輪基圓柱的兩個(gè)簡(jiǎn)化剖面被看作第一剖面，其在橫向平面185內(nèi)，垂直于平面齒輪的軸線，并且與小齒輪的節(jié)圓柱相切；以及，第二剖面，其在作用平面190內(nèi)，垂直與小齒輪的軸線，并且與平面齒輪的基圓柱相切。
關(guān)于小齒輪和平面齒輪兩者的齒深輪廓形狀的形成過(guò)程和嚙合能夠在小齒輪的節(jié)平面內(nèi)被描述，小齒輪的節(jié)平面通常被指示為齒輪的齒深輪廓形成平面，并且在該情況下與作用平面190重合，而用于小齒輪和平面齒輪兩者的齒的縱向形狀的形成過(guò)程和嚙合能夠在平面185內(nèi)作為具有曲線接觸的兩個(gè)共軛彎曲的齒條被描述，該平面185通常被指示為平面齒輪的節(jié)平面。這兩個(gè)平面的交線是直線192，該直線分別在點(diǎn)194和195處與小齒輪節(jié)圓167和平面齒輪基圓188相切。將平面齒輪基圓的中心分別與點(diǎn)194和195連接的線限定了角度Sm，該角度被指示為平面齒輪的齒的中等螺旋角，并且由下述關(guān)系式來(lái)計(jì)算

權(quán)利要求
1.一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)以組合的方式包括 雙漸開(kāi)線小齒輪，所述雙漸開(kāi)線小齒輪設(shè)置在第一軸線上，并且所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線的齒，這些標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線的齒徑向設(shè)置在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的圓柱周緣上并且在所述齒的縱長(zhǎng)方向上沿漸開(kāi)線曲線成形，具有左旋螺旋角和右旋螺旋角中的一種；以及 平面齒輪，所述平面齒輪設(shè)置在第二軸線上，所述第二軸線與所述第一軸線正交并且與所述第一軸線以預(yù)定中心距離間隔開(kāi)，所述平面齒輪與所述雙漸開(kāi)線小齒輪嚙合并且具有多個(gè)齒，這些齒設(shè)置在所述平面齒輪的一個(gè)側(cè)面上并且在所述齒的縱長(zhǎng)方向上沿漸開(kāi)線曲線成形，具有左旋螺旋角和右旋螺旋角中的一種； 所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有與其軸線垂直的節(jié)平面，所述雙漸開(kāi)線小齒輪的所述節(jié)平面包含所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)圓；和作為所述小齒輪與所述平面齒輪的齒面之間的公共瞬時(shí)接觸點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)； 所述平面齒輪具有與其軸線垂直的節(jié)平面，所述平面齒輪的所述節(jié)平面包含所述平面齒輪的基圓，所述平面齒輪的漸開(kāi)線的齒從所述平面齒輪的基圓形成；和節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)作為所述小齒輪和所述平面齒輪的齒面之間的公共瞬時(shí)接觸點(diǎn)； 所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面相對(duì)于所述平面齒輪的基圓處于預(yù)定布置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪和所述平面齒輪的齒縱向成形為所述平面齒輪的基圓的縮短漸開(kāi)線曲線的形式，而且所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面設(shè)置成與所述平面齒輪的基圓的同心圓相切，所述同心圓以規(guī)定的漸開(kāi)線修正度位于所述基圓之外。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪和所述平面齒輪的齒縱向成形為所述平面齒輪的基圓的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線曲線的形式，而且所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面設(shè)置成與所述平面齒輪的基圓相切。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪和所述平面齒輪的齒縱向成形為所述平面齒輪的基圓的延伸漸開(kāi)線曲線的形式，而且所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面設(shè)置成與所述平面齒輪的基圓的同心圓相切，所述同心圓以規(guī)定的漸開(kāi)線修正度位于所述基圓之內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪上的多個(gè)齒等于所述平面齒輪上的多個(gè)齒。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪上的所述多個(gè)齒具有在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面內(nèi)具有相等壓力角的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線輪廓的凸形齒側(cè)，而所述平面齒輪上的所述多個(gè)齒具有在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面內(nèi)同樣具有相等壓力角的直線齒條形狀輪廓的凸形以及凹形齒側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪上的所述多個(gè)齒具有在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面內(nèi)具有不同壓力角的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線輪廓的凸形齒側(cè)，而所述平面齒輪上的所述多個(gè)齒具有在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面內(nèi)同樣具有不同壓力角的直線齒條形狀輪廓的凸形以及凹形齒側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙漸開(kāi)線小齒輪驅(qū)動(dòng)所述平面齒輪。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述平面齒輪驅(qū)動(dòng)所述雙漸開(kāi)線小齒輪。
10.一種雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，所述雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)以組合的方式包括 雙漸開(kāi)線小齒輪，所述雙漸開(kāi)線小齒輪設(shè)置在第一軸線上，并且所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線的齒，這些標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線的齒具有相同或不同壓力角的齒側(cè)，徑向設(shè)置在所述雙漸開(kāi)線小齒輪的圓柱周緣上，并且在所述齒的縱長(zhǎng)方向上沿漸開(kāi)線曲線成形，具有左旋螺旋角和右旋螺旋角中的一種；以及 平面齒輪，所述平面齒輪設(shè)置在第二軸線上，所述第二軸線與所述第一軸線正交并且與所述第一軸線以預(yù)定中心距離間隔開(kāi)，所述平面齒輪與所述雙漸開(kāi)線小齒輪嚙合并且具有多個(gè)齒，這些齒具有相同或不同壓力角的齒側(cè)，設(shè)置在所述平面齒輪的一個(gè)側(cè)面上，并且在所述齒的縱長(zhǎng)方向上沿漸開(kāi)線曲線成形； 所述雙漸開(kāi)線小齒輪具有與其軸線垂直的節(jié)平面，所述雙漸開(kāi)線小齒輪的所述節(jié)平面包含所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)圓；和作為所述小齒輪與所述平面齒輪的齒面之間的公共瞬時(shí)接觸點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)； 所述平面齒輪具有與其軸線垂直的節(jié)平面，所述平面齒輪的所述節(jié)平面包含所述平面齒輪的基圓，所述平面齒輪的漸開(kāi)線的齒從所述平面齒輪的基圓形成；和節(jié)點(diǎn)，所述節(jié)點(diǎn)作為所述小齒輪和所述平面齒輪的齒面之間的公共瞬時(shí)接觸點(diǎn)； 所述雙漸開(kāi)線小齒輪的節(jié)平面相對(duì)于所述平面齒輪的基圓處于預(yù)定布置中。
全文摘要
本發(fā)明涉及雙漸開(kāi)線小齒輪-平面齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，其在相對(duì)彼此處于直角的非相交軸間提供扭矩和速度的傳遞或運(yùn)動(dòng)方向的修改。具體地，該系統(tǒng)包括三種不同類型的齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，安裝在兩個(gè)軸線之一上的雙漸開(kāi)線圓柱小齒輪接合安裝在第二軸線上的可旋轉(zhuǎn)盤狀齒輪，第二軸線相對(duì)第一軸線以規(guī)定中心距離正交偏移地設(shè)置。圓柱小齒輪的齒以縮短、標(biāo)準(zhǔn)或延伸漸開(kāi)形狀彎曲，并在穿過(guò)齒節(jié)點(diǎn)且與小齒輪軸線正交的平面中包括漸開(kāi)線形狀的齒深輪廓。平面齒輪的齒在齒的縱長(zhǎng)方向上以縮短、標(biāo)準(zhǔn)或延伸漸開(kāi)線形狀彎曲，并可包括直線形狀齒深輪廓。這些齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)能同時(shí)是雙向旋轉(zhuǎn)和雙向的，允許緊湊布置中低至1∶1且高至7.5∶1的較寬范圍的低的齒輪傳動(dòng)速比。
文檔編號(hào)F16H1/12GK102954152SQ20121032798
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
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