[实用新型]一种齿轮传动机构

说明书

技术领域

本实用新型属于齿轮传动技术领域，具体涉及一种齿轮传动机构。

背景技术

面齿轮作为一种新型传动具有很多优点，如重合度高、承载能力高、用于功率分支传动中，分流精度高。鉴于其传动优势，最早应用于直升机主传动系统，随着制造技术的进步，面齿轮传动在车辆、风电等传动领域亦有所应用。

面齿轮传动是一种圆柱齿轮与锥齿轮相啮合的传动方式，首先进入实际应用阶段的是直齿面齿轮传动，即直齿圆柱齿轮与面齿轮组成的啮合传动机构。为了进一步开发性能优良的面齿轮传动机构，或便于面齿轮的加工，出现了一些新型的面齿轮传动机构，主要有：

(1)斜齿面齿轮传动机构：如图1所示为由芝加哥大学的Litvin、波音公司的Heath等人所研发的斜齿面齿轮传动机构。相比于直齿面齿轮，应用斜齿面齿轮能显著提高传动系统的功重比，减低噪音，减轻振动，降低成本。

(2)弧线齿面齿轮传动机构：公开号为CN101225878A的发明专利公开了一种弧线齿面齿轮副及其加工方法，该弧线齿面齿轮副由于小轮与大轮的轮齿相互包容，具有点接触特性、承载能力大、传动效率高的优点。公开号为US2013/0042711A1的发明专利公开了一种斜交弧线齿面齿轮传动机构，如图2所示，这种面齿轮机构可以实现双向旋转与双向直移，并且可以实现斜交轴间的动力或速度的传递。

(3)Conical面齿轮传动机构：公开号为US005941124A的发明专利公开了Conical面齿轮传动机构及其制造方法与应用实例。如图3所示，在该机构中，渐开线螺旋面构成了小轮齿形，面齿轮的齿形通过共轭原理定义。该机构允许在高速传动条件下传递大扭矩，可用于直升机传动系统。

(4)Coniface面齿轮传动机构：格林森公司为了使得面齿轮的加工可采用通用刀具和凤凰机床来实现，研究了用平面刀具加工面齿轮的方法，并将该方法加工的面齿轮称为Coniface面齿轮。其专利公开号为US20120099939A1。

(5)其他为改善面齿轮传动啮合与承载性能的齿面设计：公开号为CN101725671A的发明专利公开了一种高重合度面齿轮传动机构，该面齿轮机构具有动态特性好、载能力高的特点，重合度大于等于2。公开号为US005845533A的发明专利公开了一种修形面齿轮传动，对其滚刀的齿廓进行了修形，并改变了刀具的沿工件轴线的进给量，以实现对齿向修形；该专利的实施目的为：通过简单而又便宜的度量手段，使工程师能够选择最有利的承载方式的齿侧间隙，这个间隙不受小轮轴向位置的影响；简化面齿轮传动的安装，使得小轮轴向位置对啮合没有任何影响。

从上述这些专利所论述的内容可知，其目标是追求承载能力更大、啮合性能更优、制造方便、传动平稳、噪音小等优良性能。

然而上述类型的面齿轮存在如下问题：对于传统的直齿、Coniface面齿轮存在重合度小、承载能力不高的特点、伴随有振动与噪音；对于斜齿、Conical面齿轮，由于引入了螺旋角，将削弱了面齿轮传动中，小轮无轴向力这一优势；以上各类面齿轮传动都需要设计成点接触的啮合形式(避免安装误差、支撑变形引起的边缘接触，或轮齿不能接触等不利影响)，不能有效利用其齿宽承载。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种齿轮传动机构，其结构简单，设计新颖合理，承载能力大，啮合性能好，传动平稳、噪音小，实用性强，使用效果好。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种齿轮传动机构，其特征在于：包括轴线相互垂直设置且相互啮合的人字齿面齿轮和人字齿圆柱齿轮，所述人字齿面齿轮包括圆盘形轮体和设于圆盘形轮体中间位置处的齿轮轴，所述圆盘形轮体的一侧表面设有以齿轮轴的中心为圆心的环形分布的第一人字齿，所述人字齿圆柱齿轮的轮体外圆周上设置有第二人字齿，所述第一人字齿由对接呈人字形的第一右旋轮齿和第一左旋轮齿组成，所述第二人字齿由对接呈人字形的第二左旋轮齿和第二右旋轮齿组成，所述第二左旋轮齿与第一右旋轮齿相啮合，所述第二右旋轮齿与第一左旋轮齿相啮合。

上述的一种齿轮传动机构，其特征在于：所述第一人字齿的数量为第二人字齿的数量的6～15倍。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单，设计新颖合理。

2、本实用新型具有对称的轮齿，双齿承载，增加了面齿轮的有效齿宽，消除了人字齿圆柱齿轮的轴向力，承载能力大幅增加。

3、本实用新型的人字齿圆柱齿轮可自动轴向对中，均载效果好。