[发明专利]采用齿面修形的斜齿轮行星传动系统

说明书

技术领域

本发明属于机械工程领域，特别涉及一种在机械传动系统中应用的含有齿面修形的斜齿轮行星传动减（增）速器。 

背景技术

行星轮系减速器具有体积小、承载能力大、传动比范围大、传动效率高等优点，在航空、汽车等等领域得到广泛应用。根据渐开线齿轮传动条件，行星传动系统中的齿轮总是保持 “一斜均斜，一直均直”。出于制造方面的原因，国内外行星齿轮传动装置多采用直齿。近来，国外一些公司已开始了斜齿行星传动装置的设计和制造，如被誉为“重型自动变速器之王”的美国艾利逊自动变速器均采用斜齿行星齿轮减速器，使体积、振动、噪音等都有所减小。 

 但这种理论上“完全共轭” 啮合方式实际使用中并非理想。在存在一定安装误差的情况下，两齿面由理论线接触转变为点接触，接触路径倾斜于基圆柱母线，其几何传动误差为不连续的直线段，啮合时容易产生振动和噪声，并且容易发生边缘接触。大量实践和理论分析表明，对渐开线齿面进行一定修形后的“局部共轭”齿轮副，能减少齿轮的啮入、啮出冲击, 改善载荷分布, 减少振动和噪音。将基于高阶传动误差的齿面修形技术引入斜齿行星传动中，旨在进一步改善行星传动的动态特性。 

发明内容

本发明是针对现有行星传动装置的不足之处而提出的一种采用齿面修形的斜齿轮行星传动系统，旨在进一步改善行星传动的载荷分布, 减少振动和噪音，改善行星传动的动态特性。 

本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案是：采用齿面修形的斜齿轮行星传动系统，内斜齿轮和外斜齿轮均为圆柱齿轮，内斜齿轮和外斜齿轮的轴线相互平行，外斜齿轮的齿向方向与外斜齿轮的轴线方向呈一定夹角，所述的外斜齿轮包括太阳轮和行星轮，太阳轮为1个，行星轮为1～6个，与内斜齿轮组成行星轮系，所述外斜齿轮的齿面进行修形，与外斜齿轮相啮合的内斜齿轮不修形，所述的行星轮修形后的齿面矢量方程为 

。

本发明有益效果为： 

1、本发明提出将传动误差曲线预置成高阶传动误差曲线，通过齿面修形改善传动性能。

2、本发明建立修形斜齿轮传动副的动力学模型，计算其啮合刚度、阻尼系数、固有频率和振型，研究齿轮参数和修形量对斜齿轮副的动态特性的影响，通过参数灵敏度分析进行齿轮系统的动态优化设计。 

3、本发明付诸实施可以有效提高斜齿轮行星传动装置的承载能力，减小振动和噪声。 

附图说明

图1是本发明结构示意图； 

图2是本发明间断线性啮合循环传动曲线示意图；

图3是本发明二次抛物线修形传动误差曲线；

图4是本发明二次抛物线修形连续啮合循环传动曲线示意图；

图5是本发明高阶传动误差函数；

图6是本发明修形斜齿轮的端截面廓形；

图7是本发明修形外斜齿轮成形磨削坐标系；

图中：1、内斜齿轮，2、太阳轮，3、行星架，4、行星轮，5、外斜齿轮。

具体实施方式

如图所示，采用齿面修形的斜齿轮行星传动系统，内斜齿轮1和外斜齿轮5均为圆柱齿轮，内斜齿轮1和外斜齿轮5的轴线相互平行，外斜齿轮5的齿向方向与外斜齿轮5的轴线方向呈一定夹角，所述的外斜齿轮5包括太阳轮2和行星轮4，太阳轮2为1个，行星轮4为1～6个，与内斜齿轮1组成行星轮系，所述外斜齿轮5的齿面进行修形，与外斜齿轮5相啮合的内斜齿轮1不修形。 

  本发明提出将传动误差曲线预置成高阶传动误差曲线，通过齿面修形改善传动性能。 

本发明建立修形斜齿轮传动副的动力学模型，计算其啮合刚度、阻尼系数、固有频率和振型，研究齿轮参数和修形量对斜齿轮副的动态特性的影响，通过参数灵敏度分析进行齿轮系统的动态优化设计。 

本发明付诸实施可以有效提高斜齿轮行星传动装置的承载能力，减小振动和噪声。 

本发明采用基于高阶传动误差的齿面修形方法。高阶传动误差函数表达式为： 

          （1）

预置高阶传动误差曲线上的关键点和转换点的斜率值，通过解方程组即可求出多项式的系数x₀、x₁、x₂、x₃、x₄，完成高阶传动误差函数的求解。

在附图5中，，为主动轮齿数。