[发明专利]基于曲线共轭的对称弧面共轭曲线齿轮及其啮合副

说明书

技术领域

本发明属于齿轮传动技术领域，具体的涉及一种基于曲线共轭的对称弧面共轭曲线齿轮及其啮合副。

背景技术

齿轮是装备制造业中典型的关键基础件，广泛应用于生产实践中。在机械传动中，共轭啮合副往往决定着齿轮传动的性能。目前的齿轮啮合副主要存在线接触和点接触两种啮合制的齿轮传动形式：一般说来线接触情况下啮合副齿面间滑动率大，齿面磨损严重并易产生热量和功耗，会降低传动效率；而点接触齿轮的主要特点就是因其近似纯滚啮合可大幅降低其滑动率，渐开线齿轮和圆弧齿轮分别是其中具有突出优点的代表。

渐开线齿轮传动由于其中心距的可分性以及制造、测量方便等许多优点得到了广泛的应用，但也存在相对滑动速度较大、承载能力差等缺点，影响了传动性能。为了克服渐开线齿轮传动的缺点，逐渐开展了对凸凹齿面相啮合的斜齿轮传动方案的研究。圆弧齿轮是以凹凸圆弧齿廓点接触形式传动的，具有较高的接触强度和承载能力，传动过程啮合面易形成动压油膜接近纯滚，传动效率高，且具有良好的跑合性，使用寿命长等特点，广泛应用于起重运输机械、矿山、冶金、化工、纺织等工业领域。但是圆弧齿轮啮合点之间的距离及位置对传动平稳性、承载能力均有一定的影响，存在着对中心距敏感、轴向力作用、齿根弯曲强度低等缺点，阻碍了承载能力和传动精度的提高，难以满足一些重要领域对圆弧齿轮传动的要求。

有鉴于此，本发明旨在探索一种高性能的齿轮啮合副，该啮合副具有齿面间滑动率小、接触强度大且承载能力高、无轴向力作用和跑合性能良好的优点，能够满足高速、重载、大功率及高效率的传动要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出一种基于曲线共轭的对称弧面共轭曲线齿轮及其啮合副，该齿轮啮合副具有齿面间滑动率小、接触强度大且承载能力高的优点，能够满足高速、重载、大功率及高效率的传动要求。

要实现上述技术目的，本发明首先公开了一种基于曲线共轭的对称弧面共轭曲线齿轮，该齿轮的齿廓曲线为圆弧，且所述齿廓曲线上由啮合点构成的接触曲线的曲线方程为：

x=X(θ)y=Y(θ)z=f(θ)θ1≤θ≤θ2]]>

式中，θ为曲线参数角；θ₁,θ₂为接触线取值范围，即齿廓啮入点处对应的曲线参数角到啮出点处对应的曲线参数角；

齿廓曲面的圆心构成的圆心曲线为接触曲线沿齿廓曲面公法线方向的等距曲线，且圆心曲线的曲线方程为：