[发明专利]基于不同齿形角球面齿形的圆弧伞齿轮齿面设计方法

摘要

基于不同齿形角球面齿形的圆弧伞齿轮齿面设计方法，涉及齿轮。针对车辆等以单向传动为主的齿轮传动机构，为了改善圆弧伞齿轮的性能，提出一种不同齿形角圆弧伞齿轮，该齿轮在驱动面采用大齿形角，在非驱动面采用小齿形角，既增大了驱动方向齿轮承载能力，又避免了齿顶变尖，能有效提高圆弧伞齿轮承载能力、疲劳寿命和输出扭矩，并降低传动振动和噪声。由于不同齿形角圆弧伞齿轮的驱动侧和非驱动侧具有不同的基锥、顶锥和根椎等齿轮参数，与传统圆弧伞齿轮的几何特性和设计方法完全不同，因此需要建立基于不同齿形角球面齿形的圆弧伞齿轮设计方法，为进行刀具设计、加工制造、齿根弯曲疲劳强度计算和齿面接触疲劳强度计算奠定基础。

主权项

基于不同齿形角球面齿形的圆弧伞齿轮齿面设计方法，其特征在于其具体步骤如下：1)不同齿形角圆弧伞齿轮在驱动侧采用大齿形角，非驱动侧采用小齿形角，该齿轮齿根处截面变厚，驱动侧和非驱动侧弧齿厚、齿顶圆角、齿根圆角发生变化；2)齿形角αd由设计选定，节锥角δ通过啮合理论求得，以极角θ1为参数的不同齿形角圆弧伞齿轮的驱动侧齿面方程，经推导按下式确定：不同齿形角圆弧伞齿轮的非驱动侧齿面方程经推导按下式确定：3)经推导，不同齿形角圆弧伞齿轮非驱动侧齿面动点P偏角为：不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧齿面动点P偏角为：不同齿形角圆弧伞齿轮非驱动侧齿面分度圆偏角为：不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧齿面分度圆偏角为：不同齿形角圆弧伞齿轮非驱动侧齿面齿根偏角为：不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧齿面齿根偏角为：不同齿形角圆弧伞齿轮非驱动侧齿面齿顶偏角为：不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧齿面齿顶偏角为：不同齿形角圆弧伞齿轮顶圆齿厚角为：不同齿形角圆弧伞齿轮基圆齿厚角为：不同齿形角圆弧伞齿轮根圆齿厚角为：4)根据参数间的换算关系对不同齿形角圆弧伞齿轮齿形参数进行计算，即设计出不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧和非驱动侧齿廓曲线；其中各标记的含义如下：αd：齿形角δ：节锥角k：齿形角系数δp：齿面动点P的圆锥角δf：齿根的圆锥角δa：齿顶的圆锥角δbd：驱动侧基圆锥角δbc：非驱动侧基圆锥角θ1：为第1基锥的极角θ2：为第2基锥的极角R：外锥距x,y,z：笛卡尔坐标系中各坐标轴第1基锥的齿面偏角第2基锥的齿面偏角不同齿形角圆弧伞齿轮非驱动侧齿面动点P偏角不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧齿面动点P偏角不同齿形角圆弧伞齿轮非驱动侧齿面分度圆偏角不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧齿面分度圆偏角不同齿形角圆弧伞齿轮非驱动侧齿面齿根偏角不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧齿面齿根偏角不同齿形角圆弧伞齿轮非驱动侧齿面齿顶偏角不同齿形角圆弧伞齿轮驱动侧齿面齿顶偏角αSa：不同齿形角圆弧伞齿轮顶圆齿厚角αSb：不同齿形角圆弧伞齿轮基圆齿厚角αSf：不同齿形角圆弧伞齿轮根圆齿厚角。