[发明专利]具有双点接触齿廓曲线的斜齿轮

说明书

本发明公开的一种具有双点接触齿廓曲线的斜齿轮，所述斜齿轮的法面齿廓曲线包括凸圆弧曲线段、渐开线曲线段和凹圆弧曲线段，所述渐开线曲线段外端与凸圆弧曲线段起始端光滑相切连接，所述渐开线曲线段起始端与凹圆弧曲线段外端光滑相切连接，本发明新型斜齿轮传动过程可具有渐开线齿轮中心距可分性、制造简单、测量方便和圆弧齿轮接触强度大、跑合性好等优点，传动性能较现有渐开线齿轮预期有较大提高，对于实现齿轮及其传动装置的轻量化具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种齿轮，特别涉及一种具有双点接触齿廓曲线的斜齿轮。

背景技术

渐开线齿轮传动由于其中心距的可分性以及制造、测量方便等特点，具有广泛的工业应用。鉴于渐开线齿轮有啮合齿面存在相对滑动、承载能力较差等问题，众多学者开展新型齿轮传动研发。专利ZL201010508097.9公开了一种渐开弧面齿廓的斜齿轮及其啮合副，其齿廓曲线为圆弧形式，轮齿曲面是由圆弧曲线沿渐开螺旋面上的齿面接触线做螺旋运动形成；专利ZL97109330.X公开了一种啮合齿轮，其凸齿齿廓曲线为渐开线，凹齿齿廓曲线为过渡曲线，即齿高的一半为渐开线，另一半为过渡曲线，啮合方式为点线啮合；专利ZL99114349.3公开了一种保持纯滚动接触的齿轮啮合齿廓形式，齿廓的齿顶部分、或齿根部分、或全部齿廓用与之仅切于节点且位于共轭曲线齿的实体内的一条光滑曲线齿廓代替，然而上述公开的齿轮副不能兼具渐开线齿轮和圆弧齿轮的优点，无法满足当前社会生产对高承载、高效率、轻量化齿轮的要求。

因此，需要一种双点接触齿廓曲线的斜齿轮，其齿廓曲线由凸圆弧曲线段、渐开线曲线段和凹圆弧曲线段三部分光滑相切连接组成，啮合过程中齿面在连接点处呈双点接触，由于齿廓曲线不同，齿轮啮合特性兼具渐开线齿轮和圆弧齿轮的优点，来满足当前社会生产对高承载、高效率、轻量化齿轮的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种双点接触齿廓曲线的斜齿轮，其齿廓曲线由凸圆弧曲线段、渐开线曲线段和凹圆弧曲线段三部分光滑相切连接组成，啮合过程中齿面在连接点处呈双点接触，由于齿廓曲线不同，齿轮啮合特性兼具渐开线齿轮和圆弧齿轮的优点，来满足当前社会生产对高承载、高效率、轻量化齿轮的要求。

本发明公开的一种具有双点接触齿廓曲线的斜齿轮，所述斜齿轮的法面齿廓曲线包括凸圆弧曲线段、渐开线曲线段和凹圆弧曲线段，所述渐开线曲线段外端与凸圆弧曲线段起始端光滑相切连接，所述渐开线曲线段起始端与凹圆弧曲线段外端光滑相切连接；

进一步，所述斜齿轮啮合过程中，其齿面在所述渐开线曲线段与凸圆弧曲线段的连接点处或渐开线曲线段与凹圆弧曲线段的连接点处呈双点接触；

进一步，所述渐开线曲线段的外端位于节圆外侧并距离节圆0.2～0.5倍齿轮模数；所述渐开线曲线内端位于节圆内并距离节圆0.2～0.5倍齿轮模数；

进一步，所述凸圆弧曲线段的内端与渐开线曲线段的外端重合，凸圆弧曲线段的外端位于所述斜齿轮的齿顶圆上，所述凹圆弧曲线段的外端与渐开线曲线段的内端重合，凹圆弧曲线段的内端位于所述斜齿轮的齿根圆上；

进一步，所述凹圆弧曲线段的半径大于所述凸圆弧曲线段的半径；

进一步，所述法面齿廓内凸圆弧曲线段的方程Γ₁、渐开线曲线段的方程Γ₂和凹圆弧曲线段的方程Γ分别为：