双曲面直锥齿轮及其建模方法.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CN109595298A(43)申请公布日2019.04.09(21)申请号201811570482.9(22)申请日2018.12.21(71)申请人集美大学地址361000福建省厦门市集美区银江路185号(72)发明人韦帮洁刘涛周宇肖灵鸽丁淞彬梁双凤魏明萱(74)专利代理机构厦门市精诚新创知识产权代理有限公司35218代理人戚东升(51)Int.Cl.F16H1/14(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图8页(54)发明名称双曲面直锥齿轮及其建模方法(57)摘要本发明公开一种双曲面直锥齿轮及其建模方法，包括第一直锥齿轮和第二直锥齿轮，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮相互啮合，其中第一直锥齿轮、第二直锥齿轮的转动轴线在空间垂直但不相交，第一、二直锥齿轮的齿向线是直线，决定该齿轮的齿型为直齿轮。本发明双曲面直锥齿轮为研究准双曲面螺旋锥齿轮提供了实物依据，可以传递相互垂直但不相交的转动，生产成本低。CN109595298ACN109595298A权利要求书1/3页1.一种双曲面直锥齿轮，其特征在于：包括第一直锥齿轮和第二直锥齿轮，第一直锥齿轮和第二直锥齿轮相互啮合，其中第一直锥齿轮的齿向线直线参数方程：第二直锥齿轮的齿向线直线参数方程：其中第一直锥齿轮的齿数是z1，第一直锥齿轮的齿数是z2，两直锥齿轮的转动轴分别为w1和w2,在空间垂直但不相交，最近处相距a。2.根据权利要求1所述的双曲面直锥齿轮，其特征在于：双曲面直锥齿轮的齿高最大为2.5m，m为模数。3.根据权利要求1所述的双曲面直锥齿轮，其特征在于：第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的齿向线是直线。4.根据权利要求1所述的双曲面直锥齿轮，其特征在于：第一直锥齿轮和第二直锥齿轮的节面是单页双曲面。5.根据权利要求1所述的双曲面直锥齿轮，其特征在于：双曲面直锥齿轮是准双曲面螺旋锥的齿轮正齿轮。6.一种双曲面直锥齿轮建模方法，其特征在于包括如下步骤：S1、确定齿向线齿数为z1双曲面直锥齿轮1和齿数z2双曲面直锥齿轮2的转动轴分别为w1和w2,在空间垂直但不相交，最近处相距a，某瞬时两齿面啮合时节面的接触线为一直线k，线k称为瞬时转轴-滑动轴，简称为瞬时轴，线k在坐标系O1和坐标系O2中的参数方程分别为：2CN109595298A权利要求书2/3页上述k即为齿向线；S2、确定齿廓线方程双曲面直锥齿轮1和齿轮2啮合时一对相切的齿廓线K1曲线和齿廓线K2曲线，齿轮1齿廓线反向转动θ角度，齿轮2齿廓线正向转动θ2角度，两齿轮齿廓线在M点处啮合，其中齿廓线K1方程：齿轮2的齿廓线K2方程：S3、创建双曲面直锥齿轮1即大齿轮根据齿廓线K1方程计算出齿向线上离散的点坐标，由三维CAD软件创建齿廓线并创建齿3CN109595298A权利要求书3/3页面，由两齿面即可创建齿型，再阵列生成齿轮；S4、创建双曲面直锥齿轮2即小齿轮根据齿廓线K2方程计算出离散的点坐标，由三维CAD软件创建齿廓线并创建齿面，由两齿面即可创建齿型，再阵列生成齿轮并与齿轮1装配得到一对相互垂直啮合的双曲面直锥齿轮。7.一种双曲面直锥齿轮，其特征在于：根据权利要求5所述的双曲面直锥齿轮建模方法创建的齿轮三维CAD模型由CAM软件生成数控加工代码，由数控机床加工获得。4CN109595298A说明书1/7页双曲面直锥齿轮及其建模方法技术领域[0001]本发明公开一种双曲面直锥齿轮及其建模方法，按国际专利分类表(IPC)划分属于齿轮制造技术领域，尤其是涉及一种双曲面齿轮成型技术。背景技术[0002]齿向线就是齿面与节面的交线，如螺旋锥齿轮的齿向线就是螺旋线。正齿轮就是两齿轮的啮合线与齿向线平行一致的直线。每种斜齿轮，或螺旋齿轮都对应有其正齿轮，且螺旋角相等。圆柱直齿轮就是典型的正齿轮。两轴平行圆柱斜齿轮、或螺旋齿轮的正齿轮是两轴平行圆柱直齿轮。两轴垂直相交的螺旋锥齿轮(弧齿)的正齿轮是圆锥直齿轮。螺旋角相等是圆柱斜齿轮和弧齿能否正确啮合的必要条件。那么两轴垂直不相交的螺旋锥齿轮(双曲面螺旋锥齿轮)的正齿轮是什么呢？目前尚无文献记载。[0003]双曲面齿轮取名自其节面为双曲面，传递的垂直不相交的旋转运动。我国现在使用的双曲面螺旋锥齿轮是准双曲面螺旋锥齿轮。长期以来，在研制双曲面齿轮时都是以圆锥直齿轮作为参照，显然是不合适的，理由是：第一，圆锥直齿轮的轴线是相交的；第二，以此为参照获得的齿向螺旋角是不相等的。本发明双曲面直锥齿轮(不相交交错轴直锥齿轮)填补了这一空白，对研究准双曲面螺旋锥齿轮有着重要的现实意义。发明内容[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种双曲面直锥齿轮，传递相互垂直但不相交的转动。[0005]为达到上述