专利名称：具小夹角并能双向输出的三轴三齿轮传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种具有较小夹角，如《15°且能实现双向输出的三轴三齿轮传动装 置，属于齿轮传动技术领域。
技术背景齿轮传动是动力传动的主要传动形式，常见的都是平行轴传动和直角相交轴传动或直 角交错轴传动。用于船舶动力系统的船用齿轮箱一般都要求具有离合、倒顺和减速三大功 能。三轴五齿轮是能实现这三大功能的典型齿轮传动形式，不考虑用于换向的一对平行轴 渐开线圆柱齿轮，就是三轴三齿轮传动形式。目前用于船舶动力系统的齿轮箱几乎都采用 平行轴传动。这种平行轴传动形式，在船舶轴系，特别是高速船的轴系布置中，是很不合 理的。因为产生推力的螺旋桨在安装时都要有一个向下的小倾角。为适应此倾角，齿轮箱 和柴油机都要安装在具有同一倾角的基础上，不仅抬高了整个机组乃到机舱的高度，占据 了较大的安装空间，或者减少了某些客船的客位，而且由于柴油机和齿轮箱都处于倾斜的 工作状态，对旋转零件的润滑和机组的运行稳定性都有一定影响。目前，构成相交轴传动 的各种传统锥齿轮，能实现交错轴传动的圆柱螺旋齿轮、双曲面齿轮和蜗轮蜗杆等都只能实现单一形式的传动相交轴传动或交错轴传动，无法实现用于船舶动力系统的小夹角三 轴三齿轮传动 一个公共齿轮与另二个齿轮分别构成相交轴传动和交错轴传动。 发明内容本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种结构合理、紧凑，使用方便、 可靠，能充分满足输入轴和输出轴具有船舶轴系安装所需小倾角要求的具小夹角并能双向 输出的三轴三齿轮传动装置。本发明的目的是通过如下技术方案来完成的，它由一个与另两个齿轮啮合的输出齿轮 是锥形齿轮，而另二个被啮合的齿轮也都是锥形齿轮，或一个是锥形齿轮，而另一个是渐 开线圆柱齿轮构成；所述的锥形齿轮与另二个齿轮啮合，分别构成相交轴传动和交错轴传 动。所述的锥形齿轮是用加工渐开线圆柱齿轮的机床加工，且是展成法加工，并用渐开线 圆柱齿轮测量仪进行检测制成。所述的锥形齿轮是借助活动的磁性平面作为定位基准，其齿厚是在同一横载面测量， 并用测量M值的方法控制被加工齿轮的齿厚；所述的三个齿轮都是大齿形角齿轮。 所述的锥形齿轮采用设计齿形，并作齿向的中凹或中凸修正。本发明与现有技术相比，具有结构合理、紧凑，使用方便、可靠，能充分满足输入轴 和输出轴具有船舶轴系安装所需小倾角要求等特点。
图1是本发明的传动结构示意图。图2是本发明的齿轮传动结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细的介绍附图1所示，本发明由一个与另两个齿轮啮 合的输出齿轮是锥形齿轮，而另二个被啮合的齿轮也都是锥形齿轮，或一个是锥形齿轮， 而另一个是渐开线圆柱齿轮构成；所述的锥形齿轮与另二个齿轮啮合，分别构成相交轴传 动和交错轴传动。所述的锥形齿轮是用加工渐开线圆柱齿轮的机床加工，且是展成法加工，并用渐开线 圆柱齿轮测量仪进行检测制成。所述的锥形齿轮是借助活动的磁性平面作为定位基准，其齿厚是在同一横载面测量， 并用测量M值的方法控制被加工齿轮的齿厚；所述的三个齿轮都是大齿形角齿轮。所述的锥形齿轮采用设计齿形，并作齿向的中凹或中凸修正。本发明采用三个近几十年发展起来的渐开线锥形齿轮(又称变齿厚齿轮，简称锥形齿 轮)，或者二个锥形齿轮和一个普通渐开线圆柱齿轮，构成能正确啮合从而实现双向运转， 且输入轴和输出轴具有船舶轴系安装所需小倾角的三轴三齿轮传动。原理试验表明， 一个 公共锥形齿轮与另二个齿轮的正确啮合取决于各个齿轮在轴上的安装位置和齿轮间的相 对位置，必须据此设计齿轮参数，并保证装配位置和设计位置的一致性。原理试验揭示锥形齿轮可以用加工渐开线圆柱齿轮的数控滚齿机和数控磨齿机加工， 但必须是采用展成原理加工的加工机床，而不能用成型法加工机床；可以用渐开线圆柱齿 轮测量仪检测；可以用测量M值的方法控制齿轮齿厚，但要借助活动的磁性平面作为定位 基准，以保证在线测量时在同一横载面测量。锥形齿轮是变位系数沿轴向线性变化的一种渐开线齿轮。对齿数较少的锥形齿轮，当 齿宽或锥角较大时，其小端变位系数是一个较大的负值，此时就会出现根圆直径小于基圆直径，从而发生严重根切的状况。本发明采用的大齿形角，就能有效避免或减轻这种状况。 锥形齿轮传动在某些方面类似于螺旋齿轮传动，不仅不能实现全齿宽接触，而且滑动速度也较大。本发明采用二个齿向中凹和一个齿向中凸的锥形齿轮组成三个齿轮的双向传动被原理试验证实是极为有效和可行的。不仅能实现基本上的全齿宽接触，而且啮合性能也得到明显改善。图l、 2所示输入轴ll和传动轴31是一对中心距为a,的平行轴；输入轴11和输出轴21是交点为0的二根相交轴，其上的齿轮12和锥形齿轮 22构成相交轴传动；传动轴31和输出轴21是交错点为0'的二根交错轴，其上的齿轮32和锥形齿 轮22构成交错轴传动。本发明按以下步骤进行锥形齿轮的参数设计和尺寸计算(1) 根据传动比要求和强度要求，以及安装参数L2 (锥形齿轮2的大端端面到相交 点O的距离)，确定相交轴传动的齿轮参数m (模数)、a (齿形角)、ZA (齿数)、b,b2(齿宽)，并假设齿轮1的螺旋角卜和锥角51;(2) 根据以上参数和轴交角2，按锥形齿轮的相交轴啮合原理，通过求解能同时与 齿轮12和齿轮22共轭的假想公共齿条参数求解出锥形齿轮22的关键参数e 2 (螺旋角) 和62 (锥角)；(3) 按锥形齿轮相关公式计算齿轮的几何尺寸参数；(4) 根据锥形齿轮22的参数(包括L2)和安装参数ai (两平行轴之间的距离)、a2 (两相交轴在箱体基准面上的距离)、a3 (传动轴31到相交轴平面之距离)，按锥形齿轮的交错轴啮合原理，通过求解能同时与齿轮22和齿轮32共轭的另一个设想公共齿条参数求 解出齿轮32的关键参数53 (齿轮32的锥角)和63 (齿轮32的螺旋角)；(5) 按相关公式计算齿轮32的几何尺寸参数；(6) 检查各齿轮参数的合理性和可加工性等；(7)按几何关系计算三个齿轮相对于箱体基准面的定位尺寸Hi、 H2、 H3。
权利要求
1、一种具小夹角并能双向输出的三轴三齿轮传动装置，其特征在于它由一个与另两个齿轮啮合的输出齿轮是锥形齿轮，而另二个被啮合的齿轮也都是锥形齿轮，或一个是锥形齿轮，而另一个是渐开线圆柱齿轮构成；所述的锥形齿轮与另二个齿轮啮合，分别构成相交轴传动和交错轴传动。
2、 根据权利要求1所述的具小夹角并能双向输出的三轴三齿轮传动装置，其特征在于 所述的锥形齿轮是用加工渐开线圆柱齿轮的机床加工，且是展成法加工，并用渐开线圆柱 齿轮测量仪进行检测制成。
3、 根据权利要求2所述的具小夹角并能双向输出的三轴三齿轮传动装置，其特征在于 所述的锥形齿轮是借助活动的磁性平面作为定位基准，保证其齿厚是在同一横载面测量， 并用测量M值的方法在线控制被加工齿轮的齿厚；所述的三个齿轮都是大齿形角齿轮。
4、 根据权利要求1所述的具小夹角并能双向输出的三轴三齿轮传动装置，其特征在于 所述的锥形齿轮采用设计齿形，并作齿向的中凹或中凸修正。
全文摘要
一种具小夹角并能双向输出的三轴三齿轮传动装置，它由一个与另两个齿轮啮合的输出齿轮是锥形齿轮，而另二个被啮合的齿轮也都是锥形齿轮，或一个是锥形齿轮，而另一个是渐开线圆柱齿轮构成；所述的锥形齿轮与另二个齿轮啮合，分别构成相交轴传动和交错轴传动；所述的锥形齿轮是用加工渐开线圆柱齿轮的机床加工，且是展成法加工，并用渐开线圆柱齿轮测量仪进行检测制成；所述的锥形齿轮是借助活动的磁性平面作为定位基准，保证其齿厚是在同一横载面测量，并用测量M值的方法控制被加工齿轮的齿厚；所述的三个齿轮都是大齿形角齿轮；所述的锥形齿轮采用设计齿形，并作齿向的中凹或中凸修正；它具有结构合理、紧凑，使用方便、可靠，能充分满足输入轴和输出轴具有船舶轴系安装所需小倾角要求等特点。
文档编号F16H55/02GK101576144SQ20091009683
公开日2009年11月11日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者李志忠, 翁燕祥, 贾继华, 陈钟奇 申请人:杭州前进齿轮箱集团股份有限公司