[发明专利]一种非标圆弧齿面斜齿轮蜗杆传动结构及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种斜齿轮蜗杆传动结构及其加工方法。

背景技术

通常在斜齿轮蜗杆传动结构中，斜齿轮和蜗杆材质不同，一般斜齿轮采用 塑料、有色金属、粉末冶金等材料，机械强度、表面硬度、耐磨性较小，蜗杆采 用结构钢材并经过调质处理，机械强度、表面硬度及耐磨性较大，如采用标准的 斜齿轮蜗杆传动结构设计，斜齿轮的使用寿命比蜗杆低得多。斜齿轮蜗杆传动 结构齿形设计时，用编程或查表计算等传统方法进行齿轮齿形设计，计算过程 很复杂，如利用LISP程序或使用渐开线齿轮计算常用数表来计算，一般要由 专业人员完成。在斜齿轮蜗杆传动结构齿形设计完成后，由于齿轮在注塑、压铸 或烧结时，齿轮成形要在高温状态中完成，待加齿轮冷却到室温或作其它辅助处 理后，尺寸会因收缩变形而变化，不能获得准确的尺寸。

发明内容

本发明的目的是提供一种使用寿命长、斜齿轮和蜗杆有相近耐用度的非标 斜齿轮蜗杆传动结构；并提供一种设计简便、精确的加工方法，克服了现有技 术中齿轮齿形设计计算过程很复杂或需专业人员完成、温差导致的齿轮收缩变 形的缺点。

本发明提供一种非标圆弧齿面斜齿轮蜗杆传动结构，包括非标圆弧齿面斜 齿轮和蜗杆，非标圆弧齿面斜齿轮分度圆弦齿厚为蜗杆分度圆齿厚的2～4倍， 蜗杆齿形角范围是10°～15°，非标圆弧齿面斜齿轮齿高系数范围是0.8～1。 由于斜齿轮和蜗杆采用了不等分度圆齿厚，使斜齿轮和蜗杆有相近耐用度，

从而大大提高了斜齿轮蜗杆传动结构的使用寿命，同时提高了电机的使用 寿命，本发明斜齿轮蜗杆传动结构还具有节省材料、降低成本、减少产品重量、 提高了汽车配套电机轻量化等优点。

本发明非标圆弧齿面斜齿轮蜗杆传动结构的加工方法是通过以下技术方案 实现的：非标圆弧齿面斜齿轮采用齿轮齿形圆弧作图法设计齿形并根据所述非 标圆弧齿面斜齿轮的收缩率进行修正，齿轮齿形圆弧作图法包括以下步骤：

A、设立坐标系：根据齿轮设计参数分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、 基圆直径，绘制四个同心圆弧，在圆心处作同心圆弧中心线，所述中心线的垂 直线与所述齿根圆圆弧的交点设定为直角坐标系的原点O；

B、设置初始节点：根据齿轮分度圆弦齿厚，对称于Y轴，作Y轴平行线， 与分度圆圆弧的交点为初始节点，设为Q；

C：通过所述Q点做所述基圆的切线交于P，以P为圆心，线段PQ为半径， 向上及向下作圆弧，再以Q为圆心，以满足精度设定的分弧半径R作圆，与所 述以P为圆心，线段PQ为半径所作的圆弧交分别于Q^-1及Q⁺¹点；

D、向上设置节点：从交点Q^-1对基圆作切线，并与基圆圆弧交于P^-1点，以 P^-1为圆心，线段Q^-1P^-1为半径，向上作圆弧，再以Q^-1为圆心，分弧半径R作圆， 与上述圆弧交于Q^-2，重复以上方法，直到Q^m-1节点与齿顶圆的距离小于R时，从 该节点对基圆圆弧作切线，并交于P^m-1点，再以P^m-1为圆心，Q^m-1P^m-1为半径，向上 作圆弧，与齿顶圆交于Q^m；

E、向下设置节点：从交点Q⁺¹对基圆作切线，并与基圆圆弧交于P⁺¹点，以 P⁺¹为圆心，线段Q⁺¹P⁺¹为半径，向下作圆弧，再以Q⁺¹为圆心，分弧半径R作圆， 与上述圆弧交于Q⁺²，重复以上方法，直到Q^n-1节点与基圆的距离小于R时，从该 节点对基圆圆弧作切线，并交于P^n-1点，再以P^n-1为圆心，Q^n-1P^n-1为半径，向下作 圆弧，与基圆交于Qⁿ；