一種漸開線齒輪齒廓修形方法、修形齒廓及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種漸開線齒輪齒廓修形方法，特征在于，該方其通過對相互嚙合的主動(dòng)輪和被動(dòng)輪均進(jìn)行齒頂修形，使齒輪的齒面和齒頂以形成的修形曲線過渡，該修形曲線既與齒面未修形的漸開線相切又與齒頂相切，以保證齒面的平滑過渡以及所述修形曲線與齒頂?shù)钠交^渡，從而改善輪齒嚙入嚙出時(shí)的接觸變形和接觸應(yīng)力。本發(fā)明還公開了利用上述方法得到的齒廓、齒輪以及該方法的應(yīng)用。本發(fā)明保證了齒面的平滑過渡，又保證了修形曲線與齒頂?shù)钠交^渡，這樣既減小了齒輪的嚙入嚙出沖擊，又保證了傳動(dòng)的平穩(wěn)性，不僅有利于齒輪系統(tǒng)的減振降噪，而且延長了齒輪的使用壽命。
【專利說明】一種漸開線齒輪齒廓修形方法、修形齒廓及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種齒輪齒廓修形，特別涉及一種直齒齒輪的齒廓修形曲線。
【背景技術(shù)】
[0002]漸開線齒輪在傳動(dòng)中不可避免出現(xiàn)嚙入嚙出沖擊、載荷突變、速度波動(dòng)以及有不同陣型和頻率組成的各階振動(dòng)，從而產(chǎn)生降低傳動(dòng)精度、縮短使用壽命、降低承載能力以及增大振動(dòng)噪聲的不良現(xiàn)象，從減小嚙入嚙出沖擊和提高傳動(dòng)平穩(wěn)性角度考慮，必須對齒輪進(jìn)行齒廓修形。
[0003]齒廓修形，是指在嚙合輪齒的頂部或根部附近適當(dāng)?shù)匦拚凉u開線以用來補(bǔ)償加工誤差和彈性變形，避免或減輕嚙入嚙出時(shí)產(chǎn)生的載荷沖擊。由于齒頂修形部位的齒形壓力角比未修形時(shí)增大，也就是是增大了起始嚙合點(diǎn)的嚙合角，即增大了起始處嚙合點(diǎn)的綜合曲率半徑。
[0004]齒輪修形的三要素:修形量、修形高度和修形曲線。修形量從最大值逐漸變化到零，其變化規(guī)律稱為修形曲線，齒廓修形曲線主要有直線型和曲線形，修形曲線方程主要有Walker公式、日高、寺內(nèi)、騰井公式和明川公式，但無論是直線修形還是以上修形曲線均無法保證修形曲線與未修形的漸開線以及修形曲線與齒頂相切，這樣，齒輪在嚙入時(shí)，從動(dòng)輪的齒頂以鈍角或者倒角與主動(dòng)輪齒根接觸，同時(shí)在齒面上滑動(dòng)；嚙出時(shí)主動(dòng)輪的齒頂以鈍角或者倒角與從動(dòng)輪齒根接觸，同時(shí)在齒面上滑動(dòng)，在上述嚙入嚙出情況下，輪齒的接觸應(yīng)力和接觸變形都比較大，同時(shí)齒輪傳動(dòng)平穩(wěn)性較差。
[0005]中國專利CN201110298661.3公開了一種帶鼓形的漸開線的修形曲線，其起始點(diǎn)與背錐面上當(dāng)量漸開線起始點(diǎn)重合，終點(diǎn)與齒頂點(diǎn)重合，帶鼓形的漸開線中央高出背錐面上當(dāng)量漸開線最大垂直距離為鼓形修形量，這樣在全齒高上進(jìn)行修形，齒面平滑過渡，有效地降低嚙合時(shí)動(dòng)態(tài)載荷，改善了傳動(dòng)平穩(wěn)性。但是，該方案中未能使修形曲線與齒頂進(jìn)行平滑過渡，這樣輪齒在嚙入嚙出時(shí)候的接觸變形和接觸應(yīng)力仍未改善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種漸開線齒輪齒廓修形方法，其通過對相互嚙合的主動(dòng)輪和被動(dòng)輪均進(jìn)行齒頂修形，使齒面和齒頂以三次曲線過渡，形成的修形曲線既與未修形的漸開線相切又與齒頂相切，既保證了齒面的平滑過渡又保證了修形曲線與齒頂?shù)钠交^渡，從而大大改善輪齒嚙入嚙出時(shí)的接觸變形和接觸應(yīng)力。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種漸開線齒輪齒廓修形方法，特征在于，該方法其通過對相互嚙合的主動(dòng)輪和被動(dòng)輪均進(jìn)行齒頂修形，使齒輪的齒面和齒頂以形成的修形曲線過渡，該修形曲線既與齒面未修形的漸開線相切又與齒頂相切，以保證齒面的平滑過渡以及所述修形曲線與齒頂?shù)钠交^渡，從而改善輪齒嚙入嚙出時(shí)的接觸變形和接觸應(yīng)力。[0008]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的修形曲線為三次曲線，該三次曲線的兩端點(diǎn)分別落在齒輪齒面和齒頂上，從而使齒輪的齒面和齒頂以該三次曲線過渡，實(shí)現(xiàn)所述修形曲線分別與齒面和齒頂?shù)钠交^渡。
[0009]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述的修形曲線通過該修形曲線在齒面上的端點(diǎn)B和在齒頂上的端點(diǎn)E的坐標(biāo)得到。
[0010]作為本發(fā)明的改進(jìn)，所述修形曲線在齒面上的端點(diǎn)B和在齒頂上的端點(diǎn)E的坐標(biāo)分別為:
[0011 ] xB = rb (cos α B+ a Bsin α B)，yB = rb (sin α B- a Bcos a B)
.[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種漸開線齒輪齒廓修形方法，特征在于，該方法其通過對相互嚙合的主動(dòng)輪和被動(dòng)輪均進(jìn)行齒頂修形，使齒輪的齒面和齒頂以形成的修形曲線過渡，該修形曲線既與齒面未修形的漸開線相切又與齒頂相切，以保證齒面的平滑過渡以及所述修形曲線與齒頂?shù)钠交^渡，從而改善輪齒嚙入嚙出時(shí)的接觸變形和接觸應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種漸開線齒輪齒廓修形方法，其中，所述的修形曲線為三次曲線，該三次曲線的兩端點(diǎn)分別落在齒輪齒面和齒頂上，從而使齒輪的齒面和齒頂以該三次曲線過渡，實(shí)現(xiàn)所述修形曲線分別與齒面和齒頂?shù)钠交^渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種漸開線齒輪齒廓修形方法，其中，所述的修形曲線通過該修形曲線在齒面上的端點(diǎn)B和在齒頂上的端點(diǎn)E的坐標(biāo)得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種漸開線齒輪齒廓修形方法，其中，所述修形曲線在齒面上的端點(diǎn)B和在齒頂上的端點(diǎn)E的坐標(biāo)分別為:
xB = rb (cos α Β+α Bsin α Β)，yB = rb (sin α B- a Bcos α B)

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種漸開線齒輪齒廓修形方法，其中，所述的修形曲線可通過如下公式表示:
y = ax3+bx2+cx+d 式中，X e [xB, XE]，XB, Xe分別表示修形曲線在齒面上的端點(diǎn)B和在齒頂上的端點(diǎn)E的橫坐標(biāo)，X、Y所在的坐標(biāo)系即齒廓漸開線的坐標(biāo)系，a, b，c，d為系數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種漸開線齒輪齒廓修形方法，其中，所述齒輪為內(nèi)齒輪或外齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的一種漸開線齒輪齒廓修形方法，其中，所述齒輪為圓柱直齒輪、圓柱斜齒輪或圓錐齒輪。
8.一種漸開線齒輪齒廓，其利用上述權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的修形方法修形后得到。
9.一種漸開線齒輪，其具有如權(quán)利要求8所述的齒廓。
10.權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的漸開線齒輪齒廓修形方法在齒輪齒廓修形中的應(yīng)用。
【文檔編號】F16H55/08GK103821905SQ201410087456
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】胡友民, 樊繼開, 吳波, 賈廣飛, 謝鋒云, 李延磊, 劉頡, 朱曾輝, 袁志鵬 申請人:華中科技大學(xué)