和与之匹配的从动齿轮10，主动齿轮7由轴承8支承，所述主动齿轮为上述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮，所述从动齿轮为标准渐开线圆柱齿轮，所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮由标准渐开线圆柱齿轮修形获得，所述标准渐开线圆柱齿轮的渐开线齿廓，是以齿轮发生线沿基圆作纯滚动的轨迹而形成的渐开线为理论形状的齿廓；所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿廓形状为:与标准渐开线圆柱齿轮的渐开线齿廓相比较，所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿廓啮入端和啮出端与标准渐开线圆柱齿轮的渐开线齿廓相比呈鼓形；
所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿向与标准渐开线圆柱齿轮的渐开线齿向相比为:沿齿宽方向，所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿向呈一端修形量大，一端修形量小的锥鼓形曲线。所述啮入端和啮出端的修形量逐渐变小。
[0021]上述机车牵引用渐开线圆柱齿轮的修形方法，应用于机车牵引用渐开线圆柱齿轮的加工过程中，所述方法包括采用机加工方法对标准渐开线圆柱齿轮的轮齿进行齿廓修形和齿向修形:
所述齿廓修形为沿齿高方向按齿廓修形参数从齿面上去除一部分材料，保持所述轮齿沿渐开线相距等于基节段的齿廓为标准形状，而对所述齿廓的啮入端和啮出端进行修形，使所述轮齿齿面廓与标准渐开线圆柱齿轮轮齿的渐开线齿廓相比，其渐开线齿形曲线呈鼓形；本实施例中，所述齿廓修形参数包括修形量、修形长度和修形曲线，所述修形量是根据齿宽载荷计算得出，所述修形量包括啮合起点公差上限及下限、啮合终点修形量公差上限及下限。如图1所示，为防止主动轮7与从动轮10啮合时发生齿顶干涉，经根据齿宽载荷计算出啮合起点修形量公差上限及下限；啮合终点修形量公差上限及下限，相对于标准渐开线圆柱齿轮的轮齿齿形基准线线2获得齿廓修形公差带1，加工后获得机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的轮齿的渐开线齿形3，本实施例中，有效计算出齿顶部位受载变形量(即干涉量)，修去该部分即可避免齿顶变形所造成的干涉。
[0022]所述齿向修形为:采用机加工方法沿齿宽方向按齿向修形量从齿面上去除一部分材料，使所述轮齿在齿宽方向上呈一端修形量大，一端修形量小的锥鼓形曲线，从而得到修形机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮。如图2所示，所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿向修形量靠近牵引电机侧为最大值，即齿向修形量由牵引电机侧最大值逐渐减小。本实施例中，可按常规方法，根据扭矩计算出主动齿轮在受载时弹性变形量，有效算出齿宽方向弹性变形量即干涉量，修去该部分即可去除齿宽方向弹性变形造成的干涉，即相对于标准渐开线圆柱齿轮的轮齿的渐开线齿向4，确定齿向修形公差带5，获得机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的轮齿的渐开线齿向6，机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮与标准渐开线圆柱齿轮的轮齿形状比较如图3所示。上述修形处理，可使两齿轮之间的接触压力分布均匀，从而减少偏载。
[0023]本实施例中，所述机加工方法为精滚齿修形加工工艺，对精滚刀的刀齿根据齿廓修形量来进行仿形修形，滚切加工时在齿宽方向的行程为数控仿形，从而使轮齿在之后的热处理中获得较好表面质量，如淬硬层厚度和金相组织均匀一致，还减少了热处理之后的磨削余量，从而提高了加工效率，因此提高了齿轮修形的加工表面质量和效率。
[0024]本发明提供的机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮，尽可能地使齿轮在受载变形后齿面压力分布均匀、减少偏载，同时齿轮在齿廓变形以后仍能保持啮合运转平稳、减少啮入和啮出的冲击，具有良好的应用前景。
[0025]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说，在部脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮，应用于机车牵引齿轮传动结构，其特征在于:所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮由标准渐开线圆柱齿轮修形获得，所述标准渐开线圆柱齿轮的渐开线齿廓，是以齿轮发生线沿基圆作纯滚动的轨迹而形成的渐开线为理论形状的齿廓；所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿廓形状为:与理论渐开线齿轮的渐开线齿廓相比较，所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿廓啮入端和啮出端与理论渐开线齿轮的渐开线齿廓相比呈鼓形； 所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿向与标准渐开线圆柱齿轮的渐开线齿向相比为:沿齿宽方向，所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿向呈一端修形量大，一端修形量小的锥鼓形曲线。
2.根据权利要求1所述的机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮，其特征在于:所述齿廓形状为:所述齿廓啮入端和啮出端的修形量逐渐变小。
3.—种权利要求1或2所述机车牵引用渐开线圆柱齿轮的修形方法，应用于机车牵引用渐开线圆柱齿轮的加工过程中，其特征在于:所述方法包括采用修形加工方法对标准渐开线圆柱齿轮的轮齿进行齿廓修形和齿向修形: 所述齿廓修形为沿齿高方向按齿廓修形参数从齿面上去除一部分材料，保持所述轮齿沿渐开线相距等于基节段的齿面为标准形状，而对所述齿廓的啮入端和啮出端进行修形，使所述轮齿齿廓与标准渐开线圆柱齿轮轮齿的渐开线齿廓相比，其渐开线齿形曲线呈鼓形； 所述齿向修形为:采用机加工方法沿齿宽方向按齿向修形量从齿面上去除一部分材料，使所述轮齿在齿宽方向上呈一端修形量大，一端修形量小的锥鼓形曲线，从而得到修形机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮。
4.根据权利要求3所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的修形方法，其特征在于:所述齿廓修形参数包括修形量、修形长度和修形曲线，所述修形量是根据齿宽载荷计算得出，所述修形量包括啮合起点公差上限及下限、啮合终点修形量公差上限及下限。
5.根据权利要求3所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的修形方法，其特征在于:所述修形加工方法为精滚齿修形加工工艺。
6.如权利要求1或2所述机车牵引用渐开线圆柱齿轮在机车牵引用齿轮传动装置上的应用，所述机车牵引用齿轮传动装置与牵引电机联接，所述机车牵引用齿轮传动装置包括与牵引电机相联接的主动齿轮和与之匹配的从动齿轮，所述主动齿轮为上述机车用修形渐开线圆柱齿轮，所述从动齿轮为标准渐开线圆柱齿轮，所述机车用修形渐开线圆柱齿轮的齿向修形量靠近牵引电机侧为最大值。
【专利摘要】本发明提供一种机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮，机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿廓形状为：与标准渐开线圆柱齿轮的渐开线齿廓相比较，所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿廓啮入端和啮出端与理论渐开线齿轮的渐开线齿廓相比呈鼓形；所述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的齿向沿齿宽方向呈一端修形量大，一端修形量小的锥鼓形曲线。本发明还提供了上述机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮的修形方法，本发明的机车牵引用修形渐开线圆柱齿轮轮齿形状能符合机车实际运行工况下的高速重载需要，在齿轮受载、齿廓变形后其齿面压力分布均匀，可减少齿轮在啮入和啮出过程中的冲击，减少偏载，仍能保持运转平稳、减小噪音和振动。
【IPC分类】H02K7-116, F16H55-17, F16H55-08
【公开号】CN104728388
【申请号】CN201510138706
【发明人】莫义铭, 李高勇, 刘波
【申请人】株洲市九洲传动机械设备有限公司
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年3月27日