[发明专利]多级齿轮传动系统

说明书

本发明涉及一种多级齿轮传动系统。这个系统具有递增的输出扭矩和递减的输出转速。

在一般的多级传动系统中各级间的轴间距都与一个数学级数诸项具有一定的关系，而且在同一传动装置中，相平行的各传动轴间采用同一种齿形制的齿轮副传递扭矩，由数学和力学原理可知，不同齿形制的齿轮副具有不同的啮合特性和啮合条件，然而，它们各自具有不同的承载能力和最佳的传动比范围；在生产加工过程中，不同齿形制的齿轮副所采用的制造工艺方法不同，加工成本也就不同。

不同齿形制的齿轮副有着各自的优缺点。渐开线硬齿面(HBC＞55)齿轮副承载能力高，但生产加工成本也相应地较高，主要是由于所使用的精加工设备价格昂贵所至；在保持较高的承载能力的条件下，每一级的传动比范围较小。分阶式双圆弧圆柱齿轮副，虽然其承载能力不如渐开线硬齿面齿轮副高，但比中硬齿面渐开线圆柱齿轮副高，而且其传动比范围较大，生产加工成本较低。以往，人们为了克服大型渐开线齿轮磨齿设备短缺和价格昂贵的问题，经常采用在高速级使用渐开线硬齿面齿轮副，在低速级使用渐开线中硬齿面齿轮副的搭配结构。这种搭配形式势必造成整个装置的每单位重量承载能力较全硬齿面齿轮副搭配形式的下降很多。

本发明的目的是采用将两种不同齿形制的圆柱齿轮副共用在同一传动装置中的这种搭配结构，通过降低大齿轮的生产加工成本来降低整个传动装置的生产加工成本，而又保证了高承载能力的要求；同时扩大了传动比范围。

本发明所涉及的多级齿轮传动系统中，每个规格的传动装置，均采用了两种不同齿形制的圆柱齿轮副搭配结构。高速级为输入级，低速级为输出级；高速级采用渐开线硬齿面圆柱齿轮副，低速级采用分阶式双圆弧齿轮副。并具有符合一个数学级数的轴间距级差。

上述所说的渐开线圆柱齿轮齿面硬度为56到62HRC，双圆弧齿轮面或中度齿面(HRC28到35)。

本发明的方案是设计一种多级齿轮传动系统，这个系统具有递增的输出扭矩，它具有任何所需数量的传动装置规格，其特征是：每种规格中采用了两种不同齿形制的圆柱齿轮副搭配结构；两级传动装置中，前级和后级分别采用两种不同齿形制的圆柱齿轮副；三级及三级以上的传动装置的后两级均采用同种齿形制齿轮副，后两级的前各级采用另一种齿形制的圆柱齿轮副。在这一系统中，具有符合一个数学级数的轴间距级差。

由于本发明设计的多级齿轮传动系统，它具有递增的输出扭矩。该系统是由多种规格的齿轮传动装置组成，在每个装置中采用了两种不同齿形制的圆柱齿轮副合理科学搭配。这样可以使得不同齿形制的齿轮副充分发挥各自优点，从而达到使每种规格的传动装置具有高的承载能力，低的生产成本，较宽的传动速比范围。并具有符合于一个数学级数的轴间距级差，使得整个系统中的传动件总数量少。

以下参照附图对本发明作更详细地说明。

图1为两级传动装置的简图，其中1为处在高速级的齿轮副，2为处在低速级的齿轮副。处在高速级的齿轮副是硬齿面渐开线齿形制，处在低速级的齿轮副是分阶式双圆弧齿形制。

图2为三级传动装置的简图，其中1为处在高速级的齿轮副，2和3为处在中和低速级的齿轮副。处在高速级的齿轮副是硬齿面渐开线齿形制，处在中和低速级的齿轮副是分阶式双圆弧齿形制。

图3为四级传动装置的简图，其中1和2分别为处在高和前中速级的齿轮副，3和4分别为处在后中和低速级的齿轮副。处在高和前中速级的齿轮副是硬齿面渐开线齿形制，处在后中和低速级的齿轮副是分阶式双圆弧齿形制。

各图中的符号a1、a2、a3、a4为各传动级的轴间距。在本齿轮传动系统中，每一传动装置中有两个或两个以上轴间距规格，每一轴同距规格又有多种传动比规格。由于各传动级的轴间距符合一个数学级数，传动比符合优先数系，因此，某一传动装置中的某一级上的某对齿轮副就可能与另一传动装置中某一级上的同轴间距和同传动比的同齿形制的齿轮副互换。这样，就达到了使得整个系统中的传动件总数量最少的目的。