高强度低振动低噪声直齿轮传动机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及齿轮技术领域，尤其是一种高强度低振动低噪声直齿轮传动机构。
【背景技术】
[0002] 齿轮传动因功率大、效率高、寿命长等优点，而被广泛应用于国民经济的各个部 n。其性能和质量的优劣最终影响到机器产品的质量高低，因此，为适应现代化大生产和科 技的快速发展，要求齿轮传动的性能不断优化。尤其在近数十年W来，在齿轮的晒合理论、 承载能力计算与试验、振动与噪声、新型齿轮传动等各方面，均有很大进展。
[0003] 轮齿形状不仅影响到齿轮副的运动特性，还影响到齿轮副的动力特性。研究表明， 增大压力角可提高齿轮齿根抗疲劳强度。但如果同时增大轮齿两侧的压力角，将导致齿顶 变薄，即轮齿的抗冲击性能将下降。本发明采取在轮齿两侧取不同压力角的方法从而既可 提高轮齿的承载能力，又不影响轮齿的抗冲击性能。
[0004] 齿轮传动时，晒合齿面间不可避免地存在着在晒合节点前后发生方向变化的摩擦 力。摩擦力方向的改变是齿轮副振动的激振要素之一，将导致齿轮副振动的加剧。节点外晒 合即晒合时不经过节点，从而可避免由于摩擦力方向的改变而导致的齿轮系统的振动。常 规齿轮采用节点外晒合，主要通过选取不同的齿轮变位系数来达到。但是，由于工作条件的 限制，很难选出合适的齿轮变位系数来达到节点外晒合的目的。采用非等模数非等压力角 齿轮(即相互晒合齿轮的模数和压力角分别不等），则可W轻易获得节点外晒合的齿轮变位 系数。
[000引查新资料表明：非等模数非等压力角非对称齿形渐开线直齿圆柱齿轮的内容未见 任何文献报道。
【发明内容】
[0006] 为了克服现有齿轮技术的不足，本发明提供了一种高强度低振动低噪声直齿圆柱 齿轮传动机构，提出在齿轮轮齿的两侧采用不同的压力角，且相晒合齿轮的压力角和模数 分别不等的设计理念。
[0007] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种高强度低振动低噪声直齿圆柱 齿轮传动机构，直齿轮包括齿顶、左侧齿面、右侧齿面及齿根，常取压力角大的左侧齿面为 晒合侧，压力角小的右侧齿面为非晒合侧，取齿轮传动的晒合角为a !，直齿轮一、直齿轮二 晒合侧和非晒合侧的压力角分别为邱1、啡；和巧:1、巧2，直齿轮一、直齿轮二的模数分别为 哪、愧2 ; 其实现高强度低振动低噪声传动的步骤如下： 1) 设直齿轮一主动，直齿轮二从动，并分别用脚标1、2表示其对应的参数； 2) 取直齿轮一、直齿轮二的齿数、模数、晒合面压力角、非晒合面压力角分别为邱、句； %、嘴;嗎、端;巧1、斯;其中巧、吗符合传动比要求及满足不根切原则；邸、^的取值 大小参考齿轮手册选取或根据需要自定；^、喘；吼、昭前取值大小根据传动要求进行 选取，且必须同时满足啤碼i =柳奸加端、贿i cos斯-雌COS^、>巧1、嘯 > 恥、 视 1.:.申。. 3) 取直齿轮一、直齿轮二的变位系数为％、旬，其取值根据工作条件选择； 4) 取直齿轮一、直齿轮二的晒合面齿顶高系数、非晒合面齿顶高系数、晒合面顶隙系 数、非晒合面顶隙系数分别为，祐1、,?;:^ ; A：：i、，其取值根据节点外齿 轮晒合特性及非对称齿轮结构特点来确定，具体数值大小与齿轮的模数和压力角有关； 5) 取直齿轮一、直齿轮二晒合面的渐开线函数、齿轮传动晒合面晒合角的渐开线函数 W及齿轮副晒合面的晒合角分别为卸、每;也、。I，其取值根据节点外齿轮晒合特性及非对 称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、变位系数和压力角有关； 6) 取齿轮传动的实际中屯、距为泌，其取值根据节点外齿轮晒合特性及非对称齿轮结构 特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数和压力角有关； 7) 取直齿轮一、直齿轮二的齿顶高变动系数为邮1、A乃，其取值根据节点外齿轮晒合 特性及非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角和变位系数有 关； 8) 取直齿轮一、直齿轮二的齿顶高为\1;、.&。2，其取值根据节点外齿轮晒合特性及非对 称齿轮结构的特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角、变位系数和齿顶高系数 有关； 9) 取直齿轮一、直齿轮二的分度圆半径、齿顶圆半径分别为化、麻;祖、r。；，其取值根据 非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、齿顶高系数等参数有关； 10) 取直齿轮一、直齿轮二的晒合面齿顶圆压力角为端1、端2，其取值根据非对称齿轮 结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角、齿顶高系数等参数有关； 11) 判断：当>站印相3 >班时，为一般晒合情况，即节点前后都晒合；当端1 <如 时，为节点外晒合中的节点前晒合;当端2 < a I时，为节点外晒合中的节点后晒合。
[0008] 根据本发明的另一个实施例，进一步包括，所述直齿轮一、直齿轮二的压力角和模 数也分别不相等，即嗎1 #巧Q、巧：1 #巧2、?2:。
[0009] 本发明的有益效果是： (1) 本发明专利同时兼具双压力角非对称齿轮和节点外晒合齿轮传动的优点； (2) 本发明相对于常规的节点外晒合直齿圆柱齿轮传动，具有提高承载能力、缩小体 积、减轻重量、延长寿命等优点； (3) 本发明相对于常规的双压力角非对称渐开线直齿圆柱齿轮传动，具有振动小、噪声 低等优点。
【附图说明】
[0010] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0011] 图1是本发明齿轮传动型式。
[0012] 图2是本发明齿形图。
[0013] 图3是一般晒合情况下，节点两侧晒合时的齿轮晒合图。
[0014] 图4是节点外晒合情况，具体为节点前晒合时的齿轮晒合图。
[0015] 图5是节点外晒合情况，具体为节点后晒合时的齿轮晒合图。
[0016] 图中，1、齿顶圆，2、分度圆，3、齿根圆，4、左侧齿面，5、右侧齿面。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0018] 如图1-5所示，本发明根据齿轮节点外晒合的特点，结合双压力角非对称齿形的特 性，给出一种高强度小振动低噪声的渐开线直齿圆柱齿轮的设计理念。
[0019] 实现步骤如下； 1) 设直齿轮一主动，直齿轮二从动，并分别用脚标1、2表示其对应的参数； 2) 取直齿轮一、直齿轮二的齿数、模数、晒合面压力角、非晒合面压力角分别为邱、吗； 哨、;瑪1、喘;雌、啦;其中哥、吗符合传动比要求及满足不根切原则；、挪的取值大 小参考齿轮手册选取或根据需要自定;鸣、端；巧1、^的取值大小根据传动要求进行选 取，且必须同时满足COS销1二研:2 GOS端;、CM端=巧。、(袖々Al、嘴:> 4?、 巧1、单'饥2' ； 3) 取直齿轮一、直齿轮二的变位系数为％、巧，其取值根据工作条件选择； 4) 取直齿轮一、直齿轮二的晒合面齿顶高系数、非晒合面齿顶高系数、晒合面顶隙系 数、非晒合面顶隙系数分别为C、C ; ; clci、'=43，其取值根据节点外齿 轮晒合特性及非对称齿轮结构特点来确定，具体数值大小与齿轮的模数和压力角有关； 5) 取直齿轮一、直齿轮二晒合面的渐开线函数、齿轮传动晒合面晒合角的渐开线函数 W及齿轮副晒合面的晒合角分别为缉、马;哉I、把其取值根据节点外齿轮晒合特性及非对 称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、变位系数和压力角有关； 6) 取齿轮传动的实际中屯、距为口，其取值根据节点外齿轮晒合特性及非对称齿轮结构 特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数和压力角有关； 7) 取直齿轮一、直齿轮二的齿顶高变动系数为鸣1、#2，其取值根据节点外齿轮晒合 特性及非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角和变位系数有 关； 8) 取直齿轮一、直齿轮二的齿顶高为，其取值根据节点外齿轮晒合特性及非对 称齿轮结构的特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角、变位系数和齿顶高系数 有关； 9) 取直齿轮一、直齿轮二的分度圆半径、齿顶圆半径分别为^、祀;站、靖，其取值根据 非对称齿轮结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、齿顶高系数等参数有关； 10) 取直齿轮一、直齿轮二的晒合面齿顶圆压力角为端1、喘2,其取值根据非对称齿轮 结构特点来确定，具体数值与齿轮的齿数、模数、压力角、齿顶高系数等参数有关； 。）判断：当端1>。'且端2 >出财，为一般晒合障况，即节点前后都晒合；当端1 <:沈' 时，为节点外晒合中的节点前晒合;当端12 < a I时，为节点外晒合中的节点后晒合。
[0020] 算例； I)常规对称齿形齿轮传动，一般晒合情况，即节点前后都晒合的情况。
[00引]坤=:.45、巧=135、WZi =Wj = 3mm、二而二端=巧2。'如。、：工1:'.=.?;=甘.'、 点础三南 1。= 二拖=1.0、Cl