专利名称:圆柱-平面齿轮传动装置及其加工方法
本发明涉及机械工程中的齿轮传动装置及其加工方法。
现有的两轴相垂直的齿轮装置是圆锥齿轮传动装置，这种传动装置是由两个圆锥齿轮向相垂直啮合所构成，达到以一定速比改变传动方向和转动的目的。上述的圆锥齿轮传动装置在使用中存在着不能变速的问题。
本发明的目的就是为了解决上述圆锥齿轮传动装置不能变速的问题，提供一种结构简单，两轴成一定夹角传动，可以多级变速的齿轮传动装置。
本发明的技术解决方案是在普通的圆柱齿轮插齿机上，用普通的圆柱齿轮插齿刀将平面齿轮坯加工成平面齿轮。在加工过程中，所说的插齿刀与所说的轮坯以恒定的传动比作回转运动，同时，所说的插齿刀沿着轮坯的齿宽方向作往复切削运动，并向轮坯作轴向进给运动，本发明的关键技术是将所说的平面齿轮坯夹在将原夹具轴通过一组齿轮传动装置改变一定角度的夹具轴上加工制成平面齿轮。
用上述方法制成的齿轮传动装置，是由一个联接在花键轴上并在所说的花键轴上可以滑移的圆柱齿轮与所述的平面齿轮相啮合所组成。所说的可以滑移是指圆柱齿轮与花键轴采用动配合。在外力作用下，圆柱齿轮可沿轴向滑移到与另一齿圈啮合，达到变速的目的。
上述所说的平面齿轮坯是指在金属圆板的端面至少加工有一道平面齿圈坯，两道齿圈坯之间的距离应大于齿圈坯宽度，所说的金属可选用钢或铜。上述所说的端面可以加工成与轴线大约垂直，也可以加工成与轴线成45度～135度的夹角。
上述所说的一组齿轮传动装置，可以选用一组圆锥齿轮或螺旋轮传动装置，最好选用一组圆锥齿轮传动装置。根据需要可将圆锥齿轮加工成使两轴成一定的角度，可以使两轴大约垂直，也可以使两轴成45度～135度的夹角。
上述所说的平面齿轮是在金属圆板的端面至少加工有一道平面齿圈。所述的至少加工有一道平面齿圈是指可以加工成一、二、三、四、五、六、七、八道齿圈。选用与上述的平面齿轮相啮合的所述的圆柱齿轮应与所述的插齿刀参数相等，齿廓曲线相同，这样就能保证所述的圆柱齿轮与所述的平面齿轮在啮合时不会发生干涉。所述的平面齿轮其最里的齿圈的齿数应至少等于与其相啮合的圆柱齿轮的齿数，最佳方案是最里齿圈的齿数是圆柱齿轮齿数的二倍左右。上述所说的插齿刀的齿廓曲线可采用渐开线，其轴向厚度应小于所说的齿圈坯的宽度。齿圈坯的宽度一般应是齿厚的二到三倍。平面齿轮的强度计算可参照圆锥齿轮的强度计算方法进行。
在加工上述所说的平面齿轮时，一般先加工最外齿圈，将插齿刀与轮坯上最大齿圈坯保持恒定传动比，即可加工。最大齿圈加工完后，应重新调整所说的插齿刀与所说的轮坯之间的转速，应使插齿刀与轮坯上要加工的齿圈坯保持恒定的传动比，并调整插齿刀的行程，使插齿刀只切削要加工的齿圈坯，而不切削外圈或里圈的齿圈。以此类推，直至所有齿圈全部加工完毕。加工完毕的平面齿轮，齿圈外圈的齿数要多于里圈的齿数。
上述所说的平面齿轮可以用粉沫冶金或聚碳酸脂强化塑料加工成型。
本发明的产品可用于纺织、造纸、汽车和人力车等机械传动。
本发明与现有圆锥齿轮传动装置相比较，具有两轴可成一定夹角传动、可多级变速且结构简单等优点。
附图中图1为平面齿轮加工方法，示意图1为圆柱齿轮插齿刀，2为平面齿轮坯，3为夹具轴，4、5为圆锥齿轮，6为圆柱齿轮插齿机原夹具轴，α为轮坯端面与轴线夹角，β为两圆锥齿轮轴线夹角。
工作原理如下插齿刀1与平面齿轮坯2以恒定传动比作回转运动，同时，插齿刀1作上下往复切削运动，并且向轮坯2轴向作进给运动，在插齿刀向上退刀时，轮坯2随着夹具轴3作轴向让刀运动，避免擦伤已加工表面和减少插齿刀刃齿的磨损。
附图中图2为圆柱-平面齿轮传动装置示意图7为平面齿轮，8为圆柱齿轮，9为花键轴。
发明人曾实施过本发明。首先选用两个圆锥齿轮4和5，最好两个圆锥齿轮的参数相等，将圆锥齿轮5装在圆柱齿轮插齿机(牙54插齿机，天津第一机床厂生产)的原夹具轴6上，另一个圆锥齿轮4装在夹具轴3上并与圆锥齿轮5两轴垂直(β90度)啮合。将一钢板加工成直径为200mm，厚为10mm，在一端面(端面与轴线垂直，α90度)加工成宽为8mm，高为6.5mm的三道齿圈坯(如图1所示)，齿圈坯之间的距离为20mm，将平面齿圈坯2夹在夹具轴3上，选渐开线型插齿刀1，其模数为2.5，齿数为10，刀厚为8mm。这时即可开动插齿机，将插齿刀1上下往复速态调整到每分钟170次，进刀量0.24mm，并使插齿刀1与平面齿轮坯2的最外圈齿圈坯保持恒定的传动比，即可进刀加工最外圈齿圈坯。最外齿圈齿数为76。加工完最外圈齿圈，调整轮坯2的转速，仍使轮坯2的第二道齿圈坯与插齿刀1保持恒定的传动比，并调整插齿刀1的行程，使其只切削第二道齿圈，而不切削外圈和里圈齿圈，这时即可进刀加工第二道齿圈，第二道齿圈齿数为54。用同样方法也可以将里圈的齿圈加工成型，里圈齿数为32。这样，平面齿轮7就算加工完毕。用现有技术加工一个花键轴9和一个圆柱齿轮8，并使圆柱齿轮8与花键轴9以动配合相联接，使齿轮8可在轴9上滑移，圆柱齿轮8的模数选为2.5，齿数为10，齿宽为8mm，将联接在花键轴9上的圆柱齿轮8与平面齿轮7使其两轴线相垂直啮合，即可构成三速圆柱-平面齿轮传动装置。用上述同样方法，也可以加工四、五、六、七、八道齿圈的平面齿轮。
根据平面齿轮的工况要求，平面齿轮的齿圈可以加工在与轴线成一定夹角α的端面上，α可以是45度～135度夹角。加工上述的平面齿轮坯，应选择与其端面和轴线夹角α相适应的一组圆锥齿轮传动装置。若平面齿轮坯的端面与轴线夹角α为45度时，则两个圆锥齿轮两轴线夹角β应为135度相啮合;若平面齿轮坯的端面与轴线夹角α为135度时，则两个圆锥齿轮两轴线夹角β应为45度相啮合。可以看出，α角与β角是互为补角，即α加β应等于180度。由上述原理，根据平面齿轮坯2的要求，即可安装好夹具轴3，将平面齿轮坯2夹在夹具轴3上，用上述所说的加工方法即可加工出α角为45度～135度的平面齿轮。
上述所说的平面齿轮的加工方法也就是展成法。
权利要求
1.一种平面齿轮的加工方法，是在普通的圆柱齿轮插齿机上用普通的圆柱齿轮插齿刀[1]在平面齿轮坯[2]上加工成型，在加工过程中，所说的插齿刀[1]与所说的轮坯[2]以恒定的传动比作回转运动，同时，所说的插齿刀[1]沿着轮坯[2]的齿宽方向作往复切削运动并向轮坯作轴向进给运动，本发明的特征在于将所说的平面齿轮坯[2]夹在将原夹具轴[6]通过一组齿轮传动装置改变一定角度(β角)的夹具轴[3]上加工制成平面齿轮[7]。
2.一种用权利要求
1所述的加工方法制成的齿轮传动装置，本发明的特征在于由一个联接在花键轴〔9〕上并在所说的花键轴〔9〕上可以滑移的圆柱齿轮〔8〕与所述的平面齿轮〔7〕相啮合所组成。
3.一种如权利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的平面齿轮坯〔2〕是指在金属圆板的端面至少加工有一道平面齿轮坯。
4.一种如权利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的一组齿轮传动装置是一组圆锥齿轮传动装置〔4〕、〔5〕。
5.一种如权利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的一定角度(β角)是指45度～135度。
6.一种如权利要求
5所述的加工方法，其特征在于所述的一定角度(β角)可以是大约90度。
7.一种如权利要求
2所述的齿轮传动装置，其特征在于所述的平面齿轮〔7〕是在金属圆板的端面至少加工有一道平面齿圈。
8.一种如权利要求
2所述的齿轮传动装置，其特征在于所述的圆柱齿轮〔8〕应与所述的插齿刀〔1〕参数相等，齿廓曲线相同。
9.一种如权利要求
7所述的齿轮传动装置，其特征在于所述的至少加工有一道平面齿圈是指可以加工成一、二、三、四、五、六、七、八道齿圈。
专利摘要
本发明提供一种圆柱-平面齿轮传动装置。它由一个平面齿轮与一个圆柱齿轮两轴成一定角度啮合所构成。所说的平面齿轮是金属圆板的一端面在插齿机上用展成法加工成齿圈而制成。本发明与现有的两轴相垂直的圆锥齿轮传动装置相比较，具有结构简单、可多级变速等优点。本发明可用于纺织、造纸、汽车和人力车等机械传动。
文档编号F16H1/04GK86104406SQ86104406
公开日1987年4月15日 申请日期1986年6月30日
发明者王兴武 申请人:辽宁省大连市群星科技开发公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan