[发明专利]一种双啮合区弧线齿圆柱齿轮机构及其加工方法

说明书

本发明涉及一种双啮合区弧线齿圆柱齿轮机构及其加工方法，齿轮机构，具有两个圆柱齿轮，所述的每个圆柱齿轮中均具有若干个弧线齿，其中一个圆柱齿轮中的任意一个弧线齿与另外一个圆柱齿轮中的任意一个弧线齿相互啮合，两个弧线齿相互啮合的区域具有两个对称分布的啮合点。加工方法，具体加工步骤如下：a、选用两个锥形刀具和一个圆柱齿轮，两个锥形刀具分别镜像设置于圆柱齿轮的左右两侧，一次对刀圆柱齿轮；b、两个锥形刀具在圆柱齿轮上加工出一个齿槽或相邻齿槽的两侧齿面，并在圆柱齿轮上预留出一个储油区。齿轮机构提高现有弧线齿圆柱齿轮的承载能力和强度，使其可用于重载场合；加工方法能够制造出这种齿轮机构，为进入工业应用奠定基础。

技术领域

本发明涉及齿轮的技术领域，尤其是一种双啮合区弧线齿圆柱齿轮机构及其加工方法。

背景技术

经研究表明弧线齿圆柱齿轮啮合性能好，重合度高，无轴向力，安装要求低，且具有传动平稳、噪音低、效率高等优点。在机械传动领域可替代直齿、斜齿和人字齿齿轮机构。然而，一个不可忽略的事实是人字齿轮传动具有左右两对轮齿在啮合，即具有两个啮合区，在同样的参数下，其承载能力是斜齿的两倍，现有弧线齿圆柱齿轮只有一个啮合区，在同样的参数情况下，其承载能力很显然比人字齿小。

中国专利公开号为CN101890540A中公开了一种弧齿圆柱齿轮的弧齿齿面双向包络式加工方法，中国专利公开号为CN1584371中公开了一种属于齿轮技术领域内的弧齿圆柱齿轮及其加工方法和加工装置，另外，现有的学术文献所研究的主要是弧线齿的成形过程及其加工，对双啮合区的弧齿还未有相应专利和学术文献。尽管有弧线齿圆柱齿轮的加工方法，但其只适用单啮合区的弧齿圆柱齿轮加工，对于双啮合区的弧线齿圆柱齿轮，其加工规律将有很大的变化。

现有弧线齿圆柱齿轮通常只有一个啮合区，其啮合过程如图1所示，齿轮1的凸齿面与齿轮2的凹齿面接触，其啮合区如图2所示，位于齿面的中央，很 显然在齿宽的中央具有最大的应力。图3是显示了人字齿轮机构，很显然人字齿轮的左右两对齿都会接触，理论上左右齿各分担总载荷的一半，其承载能力大，人字齿轮广泛应用于航空飞机、航海舰船、矿山机械也正是基于其大的承载能力。图3是具有双啮合区斜齿在某一接触位置的载荷分布，图4是单啮合区弧线齿圆柱齿轮的载荷分布，理论上由于单啮合区要承担总载荷，因此传统的单啮合区的弧线齿圆柱齿轮的强度不及人字圆柱齿轮的强度一半，材料受载弹性变形及应力的非线性。因此弧线齿圆柱齿轮的强度有待进一步提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的现有技术存在的问题，提供一种双啮合区弧线齿圆柱齿轮机构及其加工方法，齿轮机构提高现有弧线齿圆柱齿轮的承载能力和强度，使其可用于重载场合；加工方法能够制造出这种齿轮机构，为进入工业应用奠定基础。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双啮合区弧线齿圆柱齿轮机构，具有两个圆柱齿轮，所述的每个圆柱齿轮中均具有若干个弧线齿，其中一个圆柱齿轮中的任意一个弧线齿与另外一个圆柱齿轮中的任意一个弧线齿相互啮合，两个弧线齿相互啮合的区域具有两个对称分布的啮合点。

进一步具体地说，所述的两个弧线齿相互啮合的区域还具有位于两个啮合点之间的储油区。

用于加工双啮合区弧线齿圆柱齿轮机构的加工方法，具体加工步骤如下：

a、选用两个锥形刀具和一个圆柱齿轮，两个锥形刀具分别镜像设置于圆柱齿轮的左右两侧，一次对刀圆柱齿轮；

b、两个锥形刀具在圆柱齿轮上加工出一个齿槽或相邻齿槽的两侧齿面，并在圆柱齿轮上预留出一个储油区。

本发明的有益效果是：本发明的双啮合区弧线齿圆柱齿轮机构及其加工方法具有以下优点：

一、由于弧线齿圆柱齿轮采用了双啮合区设计，对于尺寸相对的双啮合区弧线齿圆柱齿轮的承载能力将可与人字齿轮相媲美，甚至高于人字齿轮传动；