[发明专利]塑料制斜齿轮

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮设计的技术领域，具体是一种塑料制斜齿轮。

背景技术

齿轮传动因功率大、效率高、寿命长等优点，而被广泛应各个机械传动机构中。其性能和质量的优劣最终影响到机器的质量高低，因此，为适应现代化大生产和科技的快速发展，要求齿轮传动的性能不断优化。尤其在近数十年以来，在齿轮的啮合理论、承载能力计算与试验、振动与噪声、新型齿轮传动等各方面，均有很大进展。

自从20世纪30年代研制出纤维尼龙以来，塑料齿轮得到了广泛的应用。塑料齿轮与金属齿轮相比较，因具有摩擦小、重量轻、噪声低、耐腐蚀、对加工误差不敏感等优点。现已广泛应用在汽车、仪器仪表、纺织、印染、造纸、食品等各个领域。

轮齿形状不仅影响到齿轮副的运动特性，还影响到齿轮副的动力特性。研究表明，增大压力角可提高塑料齿轮齿根抗疲劳强度。但如果同时增大齿轮两侧的压力角，将导致齿顶变薄，即轮齿的抗冲击性能将下降。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种既能提高齿根抗疲劳强度、又基本不影响其抗冲击性能的塑料制斜齿轮。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种塑料制斜齿轮，其特点是：

斜齿轮的非啮合侧齿廓曲面的形成：以线段r_bc为半径画出斜齿轮的第一基圆柱面，且存在第一发生面Q与第一基圆柱面相切，第一发生面Q上的第一线段KK与第一基圆柱的轴线的夹角为β_bc≠0，当第一发生面Q沿着第一基圆柱面做无滑动的纯滚动时，第一线段KK的轨迹即为斜齿轮的非啮合侧齿廓曲面；

斜齿轮的啮合侧齿廓曲面的形成：以线段r_bd为半径做出斜齿轮的第二基圆柱面，其中，r_bc/r_bd＝1～1.36；且存在第二发生面P与第二基圆柱面相切，第二发生面P上的第二线段MM与第二基圆柱的轴线的夹角为β_bd≠0，当第二发生面P沿着第二基圆柱面做无滑动的纯滚动时，第二线段MM的轨迹即为斜齿轮的啮合侧齿廓曲面。

本发明具有积极的效果：

(1)本发明提出在塑料制斜齿圆柱齿轮轮齿的两侧采用不同的压力角，即相对于现有技术，仅增加啮合侧的压力角，从而尽量确保了齿顶厚度，故而在实现提高齿根抗疲劳强度的同时，基本不影响齿轮的抗冲击性能；此外，本发明的齿轮各部分取不同模数，并使用变位系数的设计方法。与现有的塑料制渐开线斜齿圆柱齿轮相比，本发明的齿轮具有提高承载能力、缩小体积、减轻重量、延长寿命等优点。与现有的金属制渐开线斜齿圆柱齿轮相比，本发明的齿轮具有成型容易、耐腐蚀、振动小、噪声低等优点。由于塑料齿轮广泛应用于家电、汽车、仪表等行业，市场前景广阔，该发明具有巨大的社会和经济效益。

(2)本发明的塑料制斜齿轮的特点是：i)啮合侧分度圆端面压力角、非啮合侧分度圆端面压力角、啮合侧分度圆法面压力角，非啮合侧分度圆法面压力角分别为α_1t、α_2t、α_1n、α_2n，α_1n＞α_2n，α_1t＞α_2t；ii)分度圆法面模数m_1n大于法面齿顶高模数m_2n；iii)齿轮进行了变位处理。

(3)本发明专利根据塑料制渐开线斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的生成特点，结合变压力角的特性，给出塑料制变压力角变模数变位渐开线斜齿圆柱齿轮的设计思想，并推导出齿轮几何参数及尺寸的计算公式。轮齿两边齿廓压力角不等与现有技术相比，由图5可知，齿廓两边采用不等压力角时可减小齿轮的体积和重量。

附图说明

图1为本发明的塑料制斜齿轮的结构示意图；

图2为图1中的塑料制斜齿轮的齿形图；

图3为图2中的塑料制斜齿轮的啮合侧齿廓曲面(也即左侧渐开线齿廓)的生成示意图；

图4为图2中的塑料制斜齿轮的非啮合侧齿廓曲面(也即右侧渐开线齿廓)的生成示意图；

图5为现有技术中的塑料制斜齿轮的齿形8和本发明的塑料制斜齿轮的齿形9的对比示意图。

具体实施方式

见图1-2，本实施例的塑料制斜齿轮的齿形主要包括齿顶1、第二基圆柱5生成的左侧齿面(也即左侧渐开线齿廓)6、第一基圆柱3生成的右侧齿面(也即右侧渐开线齿廓)7及齿根4。齿轮工作时，压力角大的左侧齿面6参与啮合，压力角小的右侧齿面7不参与啮合。