一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系

1、說明書摘要本發(fā)明涉及一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，其包括：內齒圈（1），行星 輪（2），中心輪（3），其中內齒圈（1）與行星輪（2）為內接觸內嚙合，行星輪（2） 與中心輪（3）為外接觸內嚙合。其加工特點為：模數相同，齒數不同的雙圓弧 齒輪，可以用同一把滾刀滾切，使?jié)L刀品種可以減少，大大降低了加工成本。傳 動特點為：嚙合齒廓為內外凸凹圓弧面接觸，其接觸面積大，接觸應力小，傳動 效率高；傳動過程中，傳動比為定值，傳動平穩(wěn)、可靠；側隙和頂隙較大，傳動 靈活；齒頂高和齒根高較小，不容易卡滯；輪齒根部有較寬的齒厚，提高了輪齒 根部的彎曲強度。雙圓弧修正擺線齒輪輪系輪齒的特殊嚙合形式-都是凹凸內嚙 合，

2、相對于漸開線齒輪的凸凸曲線接觸外嚙合形式，有效地提高了齒輪嚙合的接 觸強度，使得雙圓弧修正擺線齒輪應用于高接觸強度、高壽命的齒輪傳動系統(tǒng)中 成為可能。發(fā)明人聯系人電話郵箱摘要附圖權利要求書1、本發(fā)明涉及一種在漸開線齒輪、圓弧齒輪和擺線齒輪的基礎上提出的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系。其包括：內齒圈（1），5個行星輪（2），中心輪（3）。2、本發(fā)明所涉及的差動輪系是指輪系的兩個中心輪內齒圈（1）和中心輪（3） 都是主動輪。3、如權利要求 1 所述結構，行星輪（2）與中心輪（3）按標準中心距安裝。4、如權利要求1所述結構，其中：中心輪（3）與內齒圈（1）具有相同的回轉 中心軸線，因此同軸且基于同一平面

3、安裝。5、如權利要求1所述結構，其中：行星輪（2）以中心輪（3）和內齒圈（1）的 共同中心軸線為回轉軸線，均布嚙合裝配在內齒圈（1）與中心輪（3）之間。6、如權利要求2所述的安裝方式，其中：行星輪（2）與中心輪（3）是凸凹嚙 合，屬于外接觸內嚙合（5）。7、如權利要求3所述的安裝方式，其中：行星輪（2）與內齒圈（1）之間是內 接觸內嚙合（4）。8、根據設計要求確定起始條件和參數（齒輪材料、模數、輸入功率、轉速）。說明書一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系技術領域本發(fā)明涉及一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，屬于機械設備齒輪傳動設計和 齒輪技術領域。背景技術齒輪失效在各種機械故障中占 60%以上，因此對齒

4、輪嚙合性能的研究長期以來 一直是國內外研究的重要課題。為了有效提高用于機械傳動的齒輪系統(tǒng)中齒輪的性 能、質量以及壽命，提高傳動系統(tǒng)中齒輪的接觸強度是關鍵，常見的提高齒輪接觸 強度的方法如：1.提高齒輪的加工精度；2.熱處理；3.齒面修形；4.潤滑油使用添加 劑；除此之外還可以通過計算法來降低接觸應力。但是這些方法普遍存在局限性與 缺陷，在很多時候由于傳動機構以及成本的限制，支撐剛度及齒輪制造精度的原因 這些方法僅僅適用于以考慮強度為主，而對噪聲和振動要求不高的低速重載齒輪?，F有的幾種常用齒輪結構類型雖然在提高齒輪嚙合與傳動性能方面都有各自的 獨到之處，但在降低動力傳動過程中齒輪接觸應力這一方面

5、仍舊存在一些問題。漸開線齒輪特有的嚙合方式帶來的突出問題是：隨著齒輪轉速升高或負荷加大， 輪齒的熱變形或機械變形將明顯增大，齒輪及其支承系統(tǒng)的變形也會增大，再加上 安裝制造誤差，因此齒輪傳動中不可避免地會出現嚙入、嚙出沖擊，載荷突變，速 度波動，以及不同振型、頻率組成的各階振動，從而降低傳動精度，縮短使用壽命 降低承載能力，增大振動噪聲。圓弧齒輪將漸開線齒輪凸面與凸面相接觸，改變成凹形齒廓與凸形齒廓之間的 嚙合，具有承載能力高、嚙合性能好、壽命長，且承載能力比同樣條件下的漸開線 齒輪高。但是圓弧齒輪存在兩個主要問題： 1.這種齒輪的承載能力改善較難，主要 是因為齒形限制，從而使齒根彎曲強度略顯

6、不足； 2.加工工藝比較麻煩，這是由于 一對嚙合齒輪，需要兩把滾刀（凸-凹齒）進行加工;3.輪齒傳動過程中，中心距和 切齒深度的偏差將引起沿齒高方向輪齒接觸位置變化，對齒輪的承載能力影響較大； 4.圓弧齒輪依靠接觸點沿齒寬方向移動實現傳動的方式，會導致嚙入和嚙出沖擊， 影響傳動的平穩(wěn)性；5.輪齒傳動中，嚙合點沿齒寬方向傳動，初始接觸點在齒端， 齒端是薄弱環(huán)節(jié)。擺線齒輪這種齒輪在傳動中，中心距不能改變，若發(fā)生變化，則會使其瞬時傳 動比發(fā)生變化；并且每一種參數的擺線齒輪就須一把專門的滾刀，加工成本高，同 時對于齒數少、齒距大的滾刀，設計制造存在很大的困難?，F有公知發(fā)明中也公開了一些其它形式的齒輪結

7、構，用來改進齒輪嚙合與傳動 性能。CN1419064A 中公開了一種小齒數大重合度齒輪，它嚴格滿足平面共軛嚙合條件 的齒輪齒廓曲線。這種齒輪的相對滑移率比漸開線齒輪低，雖然其重合度可達到 2， 并且有效地減少標準漸開線直齒輪的最小齒數，最小可達到 4 齒，但卻忽視了齒輪 的根切問題，因而會造成齒輪輪齒強度降低，這種齒輪在長期的運行中將導致齒輪 表面的疲勞剝落與磨損，降低其使用壽命。CN1153875A 中公開了一種斜齒輪，特別是一種即使在擺線、漸開線曲線以及圓 弧齒形構成的連續(xù)相切齒形。這種齒輪整體強度較低，齒輪嚙合徑向力以外增大， 容易產生輪齒疲勞斷裂，使得齒輪傳動系統(tǒng)因為故障頻發(fā)而大幅度地

8、降低了系統(tǒng)的 壽命，甚至因為突發(fā)故障而危及安全。CN102374273A 中公布了一種雙壓力角漸開線斜齒外嚙合圓柱齒輪的齒形設計， 由于該類結構齒輪的主動側與從動側的壓力角不等，因此，單齒齒廓并不對稱，不 能使用傳統(tǒng)范成、插齒法進行加工制造。必須使用特種加工方法，這樣便增加了生 產成本和加工時間，并且降低了生產效率。本發(fā)明在漸開線齒輪、圓弧齒輪和擺線齒輪以及現有公知技術的基礎上，提出 了一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，這種輪系中所應用的雙圓弧修正擺線齒輪， 其嚙合齒廓為內外凸凹圓弧面接觸，其接觸面積大，接觸應力小，傳動效率高；傳 動過程中，傳動比為定值，傳動平穩(wěn)、可靠；側隙和頂隙較大，傳動靈活

9、；齒頂高 和齒根高較小，不容易卡滯；輪齒根部有較寬的齒厚，提高了輪齒根部的彎曲強度 雙圓弧修正擺線齒輪的應用，將現有的外接觸形式改進為內接觸形式，從而降低了 計算接觸應力，改善了齒輪嚙合特性和動力傳動性能，從而使雙圓弧修正擺線齒輪 應用于高接觸強度、高壽命的齒輪傳動系統(tǒng)中。發(fā)明內容本發(fā)明涉及一種在漸開線齒輪、圓弧齒輪和擺線齒輪的基礎上提出的雙圓弧修 正擺線齒輪差動輪系，目的是使雙圓弧修正擺線齒輪應用于高接觸強度、高壽命的 齒輪傳動系統(tǒng)中。其包括：內齒圈（1），5 個行星輪（2），中心輪（3）；目的在于使 雙圓弧修正擺線齒輪應用于高接觸強度、高壽命的齒輪傳動系統(tǒng)中。行星輪（2）與 中心輪（3）按

10、標準中心距，以輪齒凸凹面嚙合形式安裝，中心輪（3）與內齒圈（1） 具有相同的回轉中心軸線，因此同軸且基于同一平面安裝。行星輪（2）以中心輪（3）和內齒圈（1）的共同中心軸線為回轉軸線，均布嚙合裝配在內齒圈（ 1）與中心輪（3）之間。行星輪（2）其中，行星輪與內齒圈（3）之間。行星輪（2）其中，行星輪與內齒圈（1）之間是內接觸內嚙合（4）,根據赫茲（H.Hertz）公式：壬（丄士丄）B P P1 2/I_ P2 1 _ P2兀（卄+2）E Ep pvp pv稱為綜合曲率半徑。工p 士p12其中，令1p士，稱為綜合曲率，p廣匕 pi p2根據機械零件的接觸強度計算方法可知，當齒輪嚙合接觸為內接觸時

11、，綜合曲 率用負號“-”因此曲率半徑增大，根據赫茲（H.Hertz）公式可知其接觸應力減H小，因而接觸強度相對于漸開線輪齒的凸凸曲線外接觸的強度和使用壽命都要高， 從而提高了整個行星輪系的使用壽命。本發(fā)明所涉及的行星輪系是指輪系的內齒圈（ 1）和中心輪（3）中其中一個是 主動輪，另一個為固定的行星輪系。構成該輪系的零件主要為雙圓弧修正擺線齒輪， 它是擺線齒輪的一種。發(fā)明與現有的技術相比，除了具有擺線齒輪本身的優(yōu)點之外， 還具有以下有益效果：1）側隙和頂隙較大，傳動靈活；2）齒頂高和齒根高較小，不容易卡滯；3）輪齒根部齒厚較寬，輪齒根部的彎曲強度較大；4）模數相同，齒數不同的齒輪，可以使用同一把

12、滾刀，使?jié)L刀品種減少，大大降低 了加工成本等優(yōu)點。5）傳動過程中，傳動比為定值，傳動平穩(wěn)可靠，且順勢速比穩(wěn)定。6）無根切現象，不用變位。7）嚙合齒廓間都為內嚙合，其接觸面積大，接觸應力小，傳動效率高。行星輪與內齒圈和行星輪與中心輪的嚙合形式都是內接觸嚙合，有效的減小了 接觸應力。附圖說明附圖1為本發(fā)明的組成結構的主視圖。其中， 1為內齒圈， 2為行星輪， 3為中 心輪。附圖2為本發(fā)明所涉及的兩種類型齒輪之間的接觸形式。其中， 4為內接觸內嚙 合， 5為內接觸外嚙合。具體實施方式本發(fā)明所涉及的雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，基本構件為內齒圈z (1個)，1行星輪z(5個)，中心輪z(1個)。為了輪系

13、的合理裝配且不發(fā)生干涉，行星輪中 23各輪齒數的選配需滿足以下四個條件(標準齒輪傳動)：傳動比條件：i二1 + z /z ； TOC o 1-5 h z 1H3 1Q同心條件：z = z + 2z ；312均勻安裝條件：(z + z )/k = N ；(其中：k為行星輪個數，N必須為整數。)13鄰接條件：(z + z )sin(180 /k) z + 2h12o2a下面結合附圖和實施例，對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明的內容并不限于所 述范圍。實施例1：如圖1-2所示，一種雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系，該發(fā)明的目的在于 使雙圓弧修正擺線齒輪差動輪系能夠應用于高接觸強度、高壽命的齒輪傳動系統(tǒng)中。 其包括：內齒圈(1)， 5個行星輪(2)，中心輪(3)