[发明专利]一种应用于汽车变速器的点线齿轮的设计方法及变速箱

说明书

本发明提供一种应用点线齿轮的变速箱，所述变速箱内的所有齿轮均为点线啮合齿轮。本发明的变速箱采用了点线齿轮传动，降低噪音效果显著，采用点线齿轮设计汽车变速器在减少传动级数、增大传动比、提高强度、提高传动效率、降低噪音、减小体积、减轻重量等方面有明显效果。

技术领域

本发明涉及齿轮领域，特别是涉及一种应用于汽车变速器的点线齿轮的设计方法及变速箱。

背景技术

变速箱演绎速度与力的激情，犹如奥林匹克精神，没有最好只有更好，有限的空间体积追求传动扭矩、速度变化范围的最大化，同时要追求寿命及可靠性与制造成本的最优化。齿轮传动是变速箱的核心元件，渐开线齿轮因其可分性、互换性、适应性、制造方便等特点，成为齿轮的优选齿廓曲线。但由于渐开线齿轮是凸凸共轭齿廓曲线，啮合传动中是凸凸齿廓接触，接触面积小，接触应力大，齿轮接触强度低，在解决大传动比问题时多采用大正变位齿廓，压力角增大，弯曲应力和接触应力随之增加。为提高接触强度、抗弯强度，对齿轮制造材料和制造精度有更高的要求，增大了制造成本，同时没有解决根本问题。对于重载大功率、大负荷传动，渐开线齿轮点蚀破坏和断齿失效，寿命极短，可靠性低，维护费用大，是渐开线齿轮的致命缺陷。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于汽车变速器的点线齿轮的设计方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于汽车变速器的点线齿轮的设计方法，所述方法包括：

确定中心距a；确定模数m_n；确定大齿轮齿数Z₁和小齿轮齿数Z₂；确定初选螺旋角β_n；确定总变位系数x_nΣ；确定变位系数分配，根据封闭图选取x_n2，再计算x_n1；确定最小变位系数x_n1min和x_n2min；确定顶圆直径d_a1和d_a2；计算各参数，按公式计算各齿轮参数；计算旋动干涉量Δrd最大值，若Δrd≤Δyk，则满足要求，若Δrd＞Δyk，则根据封闭图重新选取x_n2、初选螺旋角β_n，直到满足要求为止。

在一实施例中，所述中心距a为a≥7.85(M_Fi₁)^1/3，其中，M_F为输入扭矩，i₁为最低档传动比。

在一实施例中，所述模数m_n为m_n≥0.4(M_F)^1/3，其中，M_F为输入扭矩。

在一实施例中，大齿轮齿数为：Z₁＝Z_Σ/(1+i_n)，小齿轮齿数为：Z₂＝Z_Σ-Z₁＝i_n×Z_Σ/(1+i_n)；其中，Z_Σ＝2a/m_n，i_n为传动比，Z_Σ表示小齿轮与大齿轮的齿数和。

在一实施例中，所述总变位系数x_nΣ为：x_nΣ＝x_n1+x_n2＝(Z₁+Z₂)(invα_ωt-invα_t)/(2tanα_n)，inv表示渐开线函数，α_n为分度圆法向压力角，x_n1表示小齿轮齿数，x_n2表示大齿轮齿数，α_ωt表示大齿轮齿顶圆端面压力角，α_t表示分度圆端面压力角。