[发明专利]高强度低振动低噪声直齿轮传动机构

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直齿轮传动机构。

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齿轮（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。

查新资料表明：非等模数非等压力角非对称齿形渐开线直齿圆柱齿轮的内容未见任何文献报道。

发明内容

为了克服现有齿轮技术的不足，本发明提供了一种高强度低振动低噪声直齿圆柱齿轮传动机构，提出在齿轮轮齿的两侧采用不同的压力角，且相啮合齿轮的压力角和模数分别不等的设计理念。

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直齿圆柱齿轮传动机构，直齿轮包括齿顶、左侧齿面、右侧齿面及齿根，常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，取齿轮传动的啮合角为，直齿轮一、直齿轮二啮合侧和非啮合侧的压力角分别为、；和、，直齿轮一、直齿轮二的模数分别为、；

其实现高强度低振动低噪声传动的步骤如下：

1）设直齿轮一主动，直齿轮二从动，并分别用脚标1、2表示其对应的参数；

2）取直齿轮一、直齿轮二的齿数、模数、啮合面压力角、非啮合面压力角分别为、；、；、；、；其中、符合传动比要求及满足不根切原则；、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、、、、 ；

3）取直齿轮一、直齿轮二的变位系数为、，其取值根据工作条件选择；

4）取直齿轮一、直齿轮二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、；、；、；、，其取值根据节点外齿轮啮合特性及非对称齿轮结构特点来确定，具体数值大小与齿轮的模数和压力角有关；

5)取直齿轮一、直齿轮二啮合面的渐开线函数、齿轮传动啮合面啮合角的渐开线函数以及齿轮副啮合面的啮合角分别为、；、，其取值根据节点外齿轮啮合特性及非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、变位系数和压力角有关；

6）取齿轮传动的实际中心距为，其取值根据节点外齿轮啮合特性及非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数和压力角有关；

7）取直齿轮一、直齿轮二的齿顶高变动系数为、，其取值根据节点外齿轮啮合特性及非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角和变位系数有关；

8）取直齿轮一、直齿轮二的齿顶高为、，其取值根据节点外齿轮啮合特性及非对称齿轮结构的特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角、变位系数和齿顶高系数有关；

9）取直齿轮一、直齿轮二的分度圆半径、齿顶圆半径分别为、；、，其取值根据非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、齿顶高系数等参数有关；

10）取直齿轮一、直齿轮二的啮合面齿顶圆压力角为、，其取值根据非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角、齿顶高系数等参数有关；

11）判断：当且时，为一般啮合情况，即节点前后都啮合；当时，为节点外啮合中的节点前啮合；当时，为节点外啮合中的节点后啮合。

根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述直齿轮一、直齿轮二的压力角和模数也分别不相等，即、、。

本发明的有益效果是：

（1）本发明专利同时兼具双压力角非对称齿轮和节点外啮合齿轮传动的优点；