渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法及齿轮啮合副.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109711098A(43)申请公布日2019.05.03(21)申请号201910059862.4(22)申请日2019.01.22(71)申请人重庆大学地址400000重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人安来强陈兵奎李朝阳张录合覃思玲(74)专利代理机构北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙)11371代理人李进(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书8页附图2页(54)发明名称渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法及齿轮啮合副(57)摘要一种渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法及齿轮啮合副，该直齿锥齿轮的齿面由法截面圆弧曲线沿原球面渐开线直齿面上选定的单值曲线运动形成，因此具有球面渐开线齿轮中心距具有可分以及圆弧齿轮接触强度大的优点，降低了齿面接触应力，使齿面承载能力大为提高；啮合副采用凸齿廓和凹齿廓啮合，承载能力较高。CN109711098ACN109711098A权利要求书1/3页1.一种渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法，其特征在于：该直齿锥齿轮的齿面由法截面圆弧曲线沿原球面渐开线直齿面上某单值曲线运动形成。2.根据权利要求1所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法，其特征在于:该直齿锥齿轮对应的标准球面渐开线直齿面方程为：其中R,ψ分别为锥距参数和球面渐开线参数，且R1≤R≤R2,ψ1≤ψ≤ψ2。3.根据权利要求1所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法，其特征在于:标准球面渐开线直齿面上所选的某单值曲线方程为：该单值曲线一端位于球面渐开线齿廓直齿锥齿轮大端齿顶圆与分度圆间，另一端位于球面渐开线齿廓直齿锥齿轮小端齿根圆与分度圆之间；若单值曲线一端位于球面渐开线齿廓直齿锥齿轮大端齿根圆与分度圆间，另一端位于球面渐开线齿廓直齿锥齿轮小端齿顶圆与分度圆之间。4.根据权利要求1所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法，其特征在于:法截面圆弧曲线可表示为：TΓs(α)＝(0y(α)z(α))。5.根据权利要求1所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法，其特征在于:该直齿锥齿轮齿面方程为：式中αx,αy,αz分别为齿面选定曲线的切矢分量；nx,ny,nz分别为齿面选定曲线的法矢分量，大小与球面渐开线直齿面上对应点的法矢分量一致。6.一种渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮啮合副，其特征在于：包括由权利要求1至5任意一项所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮的设计方法所设计的第一锥齿轮(Ⅰ)和第二锥齿轮(Ⅱ)，第一锥齿轮(Ⅰ)和第二锥齿轮(Ⅱ)所在的直齿锥齿轮啮合副齿面由法截面圆弧曲线沿原球面渐开线直齿面上的选定曲线运动形成。7.根据权利要求6所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮啮合副，其特征在于：该直齿锥齿轮啮合副中第一锥齿轮(Ⅰ)对应的球面渐开线直齿面方程为：2CN109711098A权利要求书2/3页其中R,ψ分别为锥距参数和球面渐开线参数，且R1≤R≤R2,ψ1≤ψ≤ψ2。8.根据权利要求6所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮啮合副，其特征在于:第一锥齿轮(Ⅰ)球面渐开线直齿面上选定的单值曲线方程可表示为：该单值曲线一端位于球面渐开线齿廓直齿锥齿轮大端齿顶圆与分度圆间，另一端位于球面渐开线齿廓直齿锥齿轮小端齿根圆与分度圆之间。9.根据权利要求6所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮啮合副，其特征在于:第一锥齿轮(Ⅰ)法截面曲线可表示为：TΓs1(α)＝(0y1(α)z1(α))。10.根据权利要求6所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮啮合副，其特征在于：渐开弧面齿廓直齿锥齿轮副构成的第一锥齿轮(Ⅰ)齿面方程可表示为：式中αx1,αy1,αz1分别为第一锥齿轮(Ⅰ)齿面选定曲线的切矢分量；nx1,ny1,nz1分别为第一锥齿轮(Ⅰ)齿面选定曲线法矢分量，大小与球面渐开线直齿面对应点处的法矢分量相同。11.根据权利要求6所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮啮合副，其特征在于：对于渐开弧面齿廓直齿锥齿轮副构成的第一锥齿轮(Ⅰ)和第二锥齿轮(Ⅱ)，第一锥齿轮(Ⅰ)上所选单值曲线Γ1与第二锥齿轮(Ⅱ)上所选单值曲线Γ2为共轭曲线；由共轭曲线原理可知第二锥齿轮(Ⅱ)上所选单值曲线Γ2的曲线方程为：其中，φ1和φ2分别是第一锥齿轮(Ⅰ)和第二锥齿轮(Ⅱ)绕各自轴线旋转的角度，满足关系φ2＝i21φ1，i21为齿轮传动比；ξ为第一锥齿轮(Ⅰ)和第二锥齿轮(Ⅱ)之间的轴交角；n1是第一锥齿轮(Ⅰ)上所选单值曲线Γ1在啮合点处的法矢；v12表示啮合点处的相对运动速度。12.根据权利要求6所述的渐开弧面齿廓的直齿锥齿轮啮合副，其特征在于:第二锥齿T轮(Ⅱ)法截面圆弧曲线可表示为：Γs2(α)＝(0y2(α)z2(α))。3CN109711098A权利要求书3/3页13.根据权