专利名称：一种双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮的齿形设计的制作方法
技术领域：
本发明属于齿轮技术领域，特别于涉及一种双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮的齿形设计。
背景技术：
在机械设备的平行轴动力传动中，渐开线圆柱齿轮由于其自身的优点，得到了广泛的应用。伴随着齿轮传动中高速重载等现象的逐渐增多，传统的渐开线斜齿圆柱齿轮已经难以满足设备的要求。为了改善渐开线斜齿圆柱齿轮的性能，生产制造出承载能力高、振动噪声低、体积小、质量轻的齿轮，现提出一种新型渐开线圆柱齿轮——双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮。
发明内容
本发明的目的是提供一种双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮的齿形设计，该类齿轮不仅可以满足机械设备平行轴动力传动，同时可以提高齿轮自身的性能。该类齿轮主动侧、从动侧两侧齿廓渐开线采用不同的压力角进行非对称设计，主动侧渐开线分度圆处的压力角大于从动侧渐开线分度圆处的压力角。根据斜齿圆柱齿轮的生成原理可知，齿轮端面的齿形为标准渐开线齿形，因此，该齿轮齿形的设计说明以端面齿形为基础。端面单个轮齿齿廓由齿顶圆、齿根圆、主动侧渐开线、主动侧齿根过渡曲线、从动侧渐开线、从动侧齿根过渡曲线几部分曲线组成。由于各部分曲线需要通过方程进行表达，为便于理解:说明
Z-齿数
B——凶见
β —一螺旋角
mt一端面模数
r-分度圆半径
da一齿轮齿顶圆直径
df一齿轮齿根圆直径
Kd一端面主动侧齿顶高系数
ctd一端面主动侧径向间隙系数
rP一齿条型加工刀具圆角半径
α d一齿条型刀具主动侧齿形角
α — C一齿条型刀具从动侧齿形角
Kd一齿条型刀具主动侧齿顶高系数
* Cd一齿条型刀具主动侧径向间隙系数
α td——端面主动侧渐开线在分度圆处的压力角
α tc—端面从动侧渐开线在分度圆处的压力角α tMd—端面主动侧渐开线任意点处的压力角α tNc—端面从动侧渐开线任意点处的压力角xtM, ytM~端面主动侧齿廓任意点M(x，y)的坐标xtN, ytN—端面从动侧齿廓任意点N(x，y)的坐标以渐开线斜齿圆柱齿轮端面为坐标平面，齿轮回转轴线与端面的交点为原点0，齿槽内分度圆圆弧部分的中点与原点0的连线作为纵坐标轴Y轴，与纵坐标轴垂直的直线作为横坐标轴X轴，平面直角坐标系的建立遵守右手准则。渐开线、齿根过渡曲线、齿顶圆、齿根圆的曲线方程如下1.渐开线方程在端面主动侧齿廓渐开线部分，任意取一点M(x，y)，经推导可知，该点的曲线方程为
m,zcosatd sin(tanatMd-atMd)lllcosatMd ‘ 一 w,ζ cos atd cos(tan atMd -atMd)/2l cos atMd J ’其中Ytd= Ji/2/z+inv α td,arctan(tan -Ah'ad / ζsm(2ad)) < a,Md < arccos(zcosatd / (z + 2h'tad))。在端面从动侧齿廓渐开线部分，任意取一点N(x，y)，经推导可知，该点的曲线方程为
cosatc sin(tanatNc -alNc)l2lcosatNc ‘ mtz cos atc cos(tanalNc - a,Nc) / 2 / cosatNc」’其中Ytc= Ji/2/z+inv α tc,arctan(tan ac - 4h'ac / ζ sin(2ac))) < atNc < arccos(z cos aic / (z + 2h*tad))。2.齿根过渡曲线方程在轮齿主动侧齿根过渡曲线上任取一点M(x，y)，经推导可知，该点在直角坐标系
内的参数方程如下
XIM
cosrtd -Sin,," sin,,d Cosyki
XtN-^osrtcsin/,c_ytN._ sinr(ccos 厂,
XM-fPtdVrytM_.COS^_sin(a捕1td\a / sin atMd+rp_
其中，a = (/4+c》m-rp，
bd = ππι/4 + h*adm tan ad + rp cos ad，
atMd彡 90°，
<Ptd =(Plhnam^bd)Ih
同理可得，轮齿从动侧齿根过渡曲线上任意点N(x，y)的参数方程为
XINsin礼- cos( 版.-φ,ο)rytN__cos 礼a I s,malNc+ rp
权利要求
1.一种非对称双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮，其特征在于，采用非对称设计的端面齿形，根据设计螺旋角β，沿螺旋曲线运动，形成螺旋曲面(9)。
2.如权利1所述的一种非对称双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮，其特征在于，端面齿形包括主动侧渐开线(1)、主动侧齿根过渡曲线O)、从动侧渐开线(3)、从动侧齿根过渡曲线G)、齿顶圆圆弧(5)、齿根圆圆弧(6)。
3.如权利1所述的一种非对称双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮，其特征在于，采用非对称设计的端面齿形，其工作侧、从动侧的渐开线为非对称设计，主动侧渐开线分度圆处的压力角大于从动侧渐开线分度圆处的压力角。
全文摘要
一种双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮，属于齿轮技术领域。传统渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮主动侧、从动侧渐开线两侧分度圆处的压力角相同，双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮主动侧渐开线分度圆处采用大压力角，从动侧渐开线分度圆处采用小压力角，轮齿通过这种不对称设计，可以提高齿轮的性能。该齿轮端面齿形包括主动侧渐开线(1)、主动侧齿根过渡曲线(2)、从动侧渐开线(3)、从动侧齿根过渡曲线(4)、齿顶圆圆弧(5)、齿根圆圆弧(6)。端面齿形沿螺旋线运动，形成最终的双压力角渐开线斜齿外啮合圆柱齿轮。
文档编号F16H55/17GK102374273SQ201010256028
公开日2012年3月14日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者李威, 李宁 申请人:李威, 李宁