[发明专利]高强度低振动低噪声圆锥齿轮传动机构

说明书

技术领域

本发明涉及齿轮技术领域，尤其是一种高强度低振动低噪声圆锥齿轮传动机构。

背景技术

齿轮传动因功率大、效率高、寿命长等优点，而被广泛应用于国民经济的各个部门。其性能和质量的优劣最终影响到机器产品的质量高低，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。

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，增大压力角可提高齿轮齿根抗疲劳强度。但如果同时增大轮齿两侧的压力角，将导致齿顶变薄，即轮齿的抗冲击性能将下降。本发明采取在轮齿两侧取不同压力角的方法从而既可提高轮齿的承载能力，又不影响轮齿的抗冲击性能。

齿轮传动时，啮合齿面间不可避免地存在着在啮合节点前后发生方向变化的摩擦力。摩擦力方向的改变是齿轮副振动的激振要素之一，将导致齿轮副振动的加剧。节点外啮合即啮合时不经过节点，从而可避免由于摩擦力方向的改变而导致的齿轮系统的振动。常规齿轮采用节点外啮合，主要通过选取不同的齿轮变位系数来达到。但是，由于工作条件的限制，很难选出合适的齿轮变位系数来达到节点外啮合的目的。采用非等模数非等压力角（即相互啮合齿轮的模数和压力角分别不等），则可以轻易获得节点外啮合的齿轮变位系数。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明基于双压力角非对称圆锥齿轮的结构特点，结合圆锥齿轮节点外啮合的特性，提供了一种高强度低振动低噪声圆锥齿轮传动机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高强度低振动低噪声圆锥齿轮传动机构，圆锥齿轮包括齿顶、左侧齿面、右侧齿面及齿根，圆锥齿轮工作时，取压力角大的左侧齿面为啮合侧，压力角小的右侧齿面为非啮合侧，圆锥齿轮轮齿两侧齿廓曲面的压力角不等，即拥有啮合侧压力角和非啮合侧压力角；

该圆锥齿轮实现高强度低振动低噪声传动的步骤如下：

1）设圆锥齿轮一主动，圆锥齿轮二从动，并分别用脚标1、2表示其对应的参数；

2）取、为圆锥齿轮一、圆锥齿轮二的齿数，其取值符合传动比要求及满足不根切原则，取、为圆锥齿轮1、2的分度圆锥角，常取；

3）由于圆锥齿轮是以大端模数和压力角为标准值，取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二的大端模数和压力角分别为、；、；、；其中、为圆锥齿轮一、圆锥齿轮二啮合面的压力角，、为圆锥齿轮一、圆锥齿轮二非啮合面的压力角，、的取值大小参考齿轮手册选取或根据需要自定；/、/）的取值大小根据传动要求进行选取，且必须同时满足、、、、 ；

4）取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二所对应的当量齿轮的变位系数为、，其取值根据工作条件选择；

5）取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二的当量齿轮组成一个新的齿轮传动系统，该当量齿轮的齿数、分度圆半径分别为、、、，其取值与圆锥齿轮的齿数、分度圆锥角、模数等参数有关；

6）取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二所对应的当量齿轮的啮合面齿顶高系数、非啮合面齿顶高系数、啮合面顶隙系数、非啮合面顶隙系数分别为、、、、、、、；其取值根据节点外圆锥齿轮啮合特性及非对称圆锥齿轮结构特点来确定，具体数值大小与圆锥齿轮的模数和压力角、变位系数等参数有关；

7）取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二所对应的当量齿轮啮合面的渐开线函数、当量齿轮啮合面啮合角的渐开线函数及当量齿轮副啮合面的啮合角分别为、、、；其取值根据节点外圆锥齿轮啮合特性及非对称圆锥齿轮结构特点来确定，具体数值与圆锥齿轮的当量齿数、变位系数和压力角有关；

8）取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二所对应的当量齿轮传动的实际中心距为，其取值与圆锥齿轮的当量齿数、模数、压力角和啮合角有关；

9）取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二所对应的当量齿轮的齿顶高变动系数为、，其取值根据节点外圆锥齿轮啮合特性及非对称圆锥齿轮结构特点来确定，具体数值与圆锥齿轮的齿数、模数、压力角和变位系数有关；

10）取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二所对应的当量齿轮的齿顶高为、，其取值根据节点外圆锥齿轮啮合特性及非对称圆锥齿轮结构特点来确定，具体数值与圆锥齿轮的齿数、模数、压力角、变位系数和齿顶高系数有关；

11）取圆锥齿轮一、圆锥齿轮二所对应的当量齿轮的齿顶圆半径分别为、，其取值根据非对称圆锥齿轮结构特点来确定，具体数值与圆锥齿轮的齿数、模数、齿顶高系数等参数有关；