[发明专利]非完全对称渐开线齿轮及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种渐开线齿轮及其加工方法，尤其涉及一种非完全对称渐开线齿轮及其加工方法，特别适用于齿牙受双向弯曲载荷作用的中间惰轮或行星轮。

背景技术

齿轮传动系统常用到同时与两个齿轮啮合的中间惰轮或行星轮，由于它们的齿牙受双向弯曲载荷作用，该齿轮的齿根最容易出现弯曲折断，例如在GB/T 3480-1997《渐开线圆柱齿轮承载能力计算方法》P56中规定：对于受对称双向弯曲的齿轮(如中间惰轮或行星轮)，在设计时，应将齿轮的弯曲疲劳极限值乘上系数0.7作为这类齿轮能承受的弯曲疲劳极限。另外，中间惰轮或行星轮齿牙左右齿面分别与两个不同的齿轮啮合，因此中间惰轮或行星轮的齿牙左右侧分别承受的弯曲强度不同，啮合所需齿面渐开线的起始点也不同，而渐开线起始点的高低直接影响齿轮齿根的圆弧曲率半径，进而影响齿轮的齿根弯曲强度。

传统的设计方法不考虑左、右齿面渐开线起始点的差异，设计的齿形为左、右齿面完全对称，参见GB/T 1356-2001《通用机械和重型机械用圆柱齿轮标准基本齿条齿廓》，为完全对称齿廓，因此，为了保证左、右齿面渐开线起始点相同，且具有足够的渐开线长度参与啮合，使得左右齿根曲线曲率半径均很小，这进一步降低了中间惰轮或行星轮的齿根弯曲强度。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种能够使齿牙左右侧获得不同的齿根弯曲强度的非完全对称渐开线齿轮。

本发明的第二目的是提供一种非完全对称渐开线齿轮的加工方法。

实现上述第一目的的技术方案是：

一种非完全对称渐开线齿轮，所述非完全对称渐开线齿轮端面齿槽齿形包括渐开线段AB、圆弧段BC、直线段CD、圆弧段DE和渐开线段EF，

所述渐开线段AB和渐开线段EF相对于轴线Ⅲ不完全对称，所述轴线Ⅲ为非完全对称渐开线齿轮的端面齿槽宽所对圆心角的角平分线，所述点A和点F分别是非完全对称渐开线齿轮的端面齿槽齿形的左、右齿面的齿顶点，所述点B为所述非完全对称渐开线齿轮端面齿槽齿形的左齿面的渐开线起始点，点E为所述非完全对称渐开线齿轮端面齿槽齿形的右齿面的渐开线起始点，

所述直线段CD与轴线Ⅲ垂直且与齿根圆相切，所述圆弧段BC与直线段CD和直线Ⅰ相切，所述圆弧段DE与直线段CD和直线Ⅱ相切，所述直线Ⅰ是过点B且与渐开线段AB相切的切线，所述直线Ⅱ是过点E且与渐开线段EF相切的切线，

以轴线Ⅲ为y轴，垂直于y轴且与齿根圆相切的直线为x轴，所述点B的坐标为(-x_b，y_b)，所述点E的坐标为(x_e，y_e)，所述圆弧段BC的圆弧曲率半径为r₁，圆弧段DE的圆弧曲率半径r₂，且r₁≠r₂；

则当y_b＞y_e时，所述圆弧段BC的圆弧曲率半径r₁与圆弧段DE的圆弧曲率半径r₂的关系为：所述渐开线段EF由渐开线段EB’和渐开线段B’F组成，所述渐开线段B’F和渐开线段AB关于轴线Ⅲ完全对称，

当y_b＜y_e时，所述圆弧段BC的圆弧曲率半径r₁与圆弧段DE的圆弧曲率半径r₂的关系为：所述渐开线段AB由渐开线段AE'和渐开线段E'B组成，所述渐开线段AE'与渐开线段EF关于轴线Ⅲ完全对称。

所述非完全对称渐开线齿轮端面齿槽齿形的渐开线段AB为所述非完全对称渐开线齿轮端面齿形与第一渐开线齿轮的端面齿形相啮合的渐开线段，所述非完全对称渐开线齿轮端面齿槽齿形的渐开线段EF为所述非完全对称渐开线齿轮端面齿形与第二渐开线齿轮的端面齿形相啮合的渐开线段。

所述点B的坐标(-x_b，y_b)满足如下公式Ⅰ和Ⅱ：

公式Ⅰ

公式Ⅱ

其中，

所述点E的坐标(x_e，y_e)满足如下公式Ⅲ和Ⅳ：

公式Ⅲ

公式Ⅳ

其中，

所述圆弧段BC的方程为：

方程式Ⅰ

其中，

方程式Ⅱ