变螺旋角斜齿轮.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102913608A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102913608A(43)申请公布日2013.02.06(21)申请号201210426750.6(22)申请日2012.10.31(71)申请人浙江大学地址310027浙江省杭州市西湖区浙大路38号申请人浙江双环传动机械股份有限公司(72)发明人金亭亭冯兰兰汪久根吴长鸿(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人林怀禹(51)Int.Cl.F16H55/17(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图22页(54)发明名称变螺旋角斜齿轮(57)摘要本发明公开了一种变螺旋角斜齿轮。斜齿轮的螺旋角沿齿宽线性或非线性变化。其变化规律是随齿宽递增或递减，两个相啮合的斜齿轮螺旋角变化规律一致，但方向相反，保证接触线上各个接触点两齿轮的螺旋角分别相等。斜齿轮螺旋角增大过程中，接触面的综合曲率半径及重合度增大，由此有效降低齿面接触应力，提高齿轮接触疲劳强度，延长齿轮使用寿命；在合理变化范围内，随着螺旋角增大，斜齿轮啮合时的接触区及重合度增大，由此齿轮传动更加平稳，降低噪音，保证齿轮本身正常工作；所述变螺旋角的设计使得斜齿轮的轴向力沿名义接触线仅仅是逐渐增大，在一定程度上减小了轴向力的增加幅度，提高轴承系统的整体工作性能。CN1029368ACN102913608A权利要求书1/1页1.一种变螺旋角斜齿轮，其特征在于：斜齿轮的螺旋角沿齿宽线性或非线性变化。2.根据权利要求1所述的一种变螺旋角斜齿轮，其特征在于：所述螺旋角其变化规律是随齿宽递增或递减，两个相啮合的斜齿轮螺旋角变化规律一致，但方向相反，保证接触线上各个接触点两齿轮的螺旋角分别相等。3.根据权利要求1所述的一种变螺旋角斜齿轮，其特征在于：所述螺旋角其变化为～线性增大或～线性减少。4.根据权利要求1所述的一种变螺旋角斜齿轮，其特征在于：所述螺旋角其变化为～非线性增大或～非线性减少。2CN102913608A说明书1/3页变螺旋角斜齿轮技术领域[0001]本发明涉及斜齿轮，尤其是涉及一种变螺旋角斜齿轮。背景技术[0002]两斜齿轮啮合传动过程中，由于齿面的弹性变形，其接触线变成带状接触区，接触区的表面承受接触应力。斜齿轮齿面接触应力过大往往会引起齿面接触疲劳破坏，如齿面点蚀、齿面剥落等。因此如果能有效降低齿面接触应力，将在很大程度上延长齿轮的使用寿命。为此通常选用螺旋角较大的斜齿轮，但是这种增大其螺旋角的设计也较大幅度地增加了轴向力，势必会影响轴承部件的工作性能。斜齿轮传动的正确啮合条件为（1）（2）（3）式（1）中，分别为齿轮1、齿轮2的法向模数。式（2）中分别为齿轮1、齿轮2的分度圆方向压力角。式（3）中，分别为齿轮1和齿轮2的分度圆螺旋角，‘-’号用于外啮合齿轮传动，‘+’用于内啮合齿轮传动。[0003]基于上述背景，如何设计斜齿轮，使接触应力减少的同时，尽可能减少轴承上的载荷是解决问题的关键。由式（1～3）可知，齿轮传动的正确啮合条件并不要求沿齿宽方向螺旋角不变，而是可以变化的。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种变螺旋角斜齿轮，其螺旋角随齿宽方向可以发生变化。所述变化的螺旋角能减少齿面接触应力，有效提高齿轮的接触疲劳强度，减少轴向力的增加幅度，从而显著延长齿轮的使用寿命，保证系统良好的工作性能。[0005]本发明采用的技术方案是：本发明的斜齿轮的螺旋角沿齿宽线性或非线性变化。[0006]所述螺旋角其变化规律是随齿宽递增或递减，两个相啮合的斜齿轮螺旋角变化规律一致，但方向相反，保证接触线上各个接触点两齿轮的螺旋角分别相等。所述螺旋角其变化为～线性增大或～线性减少。[0007]所述螺旋角其变化为～非线性增大或～非线性减少。[0008]本发明具有的有益效果是：1、斜齿轮的螺旋角随齿宽逐渐增大过程中，接触面的综合曲率半径及重合度增大，由此有效降低齿面接触应力，提高齿轮的接触疲劳强度，延长齿轮的使用寿命。[0009]2、在合理的变化范围内，随着螺旋角增大，斜齿轮啮合时的接触区及重合度增大，由此齿轮传动更加平稳，降低噪音，保证齿轮本身正常工作。3CN102913608A说明书2/3页[0010]3、所述变螺旋角的设计使得斜齿轮的轴向力沿名义接触线仅仅是逐渐增大，在一定程度上减小了轴向力合力的增加幅度，提高齿轮传动系统整体工作性能。附图说明[0011]图1是螺旋角恒为的斜齿轮啮合时接触区示意图。[0012]图2是螺旋角从到线性增大的斜齿轮啮合时接触区示意图。[0013]图3是螺旋角从到线性减小的斜齿轮啮合时接触区示意图。具体实施方式[0014]下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。[0015]本发明的斜齿轮的螺旋角沿齿