一种基于共轭曲线人字齿轮的行星齿轮传动装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于齿轮传动技术领域，设及一种基于共辆曲线人字齿轮的行星齿轮传动 装置。
【背景技术】
[0002] 渐开线行星齿轮传动是一种至少有一个齿轮绕着位置固定的几何轴线作圆周运 动的齿轮传动形式，运种传动通常用内晒合且多采用几个行星轮同时传递载荷，W使功率 分流。渐开线行星齿轮传动具有W下优点：传动比范围大、结构紧凑、体积和质量小、效率较 高、噪音低W及运转平稳等，因此被广泛应用于起重、冶金、工程机械、运输、航空、机床、电 工机械W及国防工业等作为减速、变速或增速齿轮传动机构。
[0003] 目前，人字齿行星传动系统作为主要应用在高速、重载机构中的一种传动部件，具 有传动可靠、运转平稳的优点，其结构的优劣直接影响到设备的性能。通常，人字齿轮的主 要齿廓形式为渐开线齿形，虽然应用广泛，但仍存在W下问题：渐开线齿廓在除节点外均有 滑动，少齿数时在齿顶和齿根还存在较大滑动，影响传动效率和使用寿命；渐开线轮齿的 弯曲强度通常允许过载1. 5~2倍，不能满足5倍甚至更高的过载要求；齿廓接触形式为 凸-凸接触，接触强度受限。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于共辆曲线人字齿轮的行星齿轮传动装 置，该装置有效降低了整机重量，实现轻量化要求，并提高了传动效率和整机寿命。
[0005] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] 一种基于共辆曲线人字齿轮的行星齿轮传动装置，包括太阳轮、行星轮、行星架和 内齿圈；所述太阳轮和行星轮采用共辆曲线人字齿轮传动，组成太阳轮和行星轮晒合副，齿 面晒合点构成的接触曲线互为共辆曲线；所述行星轮和内齿圈采用共辆曲线人字齿轮传 动，组成的行星轮和内齿圈晒合副，齿面晒合点构成的接触曲线互为共辆曲线。
[0007] 进一步，所述行星轮有=个。
[0008] 进一步，所述共辆曲线人字齿轮包括左旋共辆曲线斜齿轮和右旋共辆曲线斜齿 轮。
[0009] 进一步，所述太阳轮、行星轮和内齿圈的左旋齿和右旋齿齿面可选用空间任意曲 线构建而成，齿廓曲面为单点接触或双点接触。
[0010] 进一步，所述太阳轮、行星轮和内齿圈的左旋斜齿轮与右旋斜齿轮呈中屯、对称，无 缝隙连接或者存在退刀槽。
[0011] 进一步，所述太阳轮采用凸齿面圆弧齿廓形式，齿面接触曲线为圆柱螺旋线；
[0012] 太阳轮左旋齿齿面接触曲线方程为： -Tj/ -pCOS0j
[0013] '义/ =psin目1 句=州
[0014] 其中，P为圆柱螺旋曲线所在圆柱面半径；0 1为圆柱螺旋曲线参数，p为螺旋参 数；
[0015] 太阳轮左旋齿齿面基于等距包络方法求得，其等距曲线方程为： X邮=pcos6i+Pi?"…
[0016] .1.1",二psin9| +PiL, 一之1化二如1+Pi?"北
[0017] 其中，P1是沿指定的法线方向的等距距离；n…，ny。和nZ11分别表示等距运动指 定的法线在各坐标轴方向的分量；
[0018] W等距曲线为中屯、曲线，球面球屯、沿该曲线连续运动，形成一个管状包络面，太阳 轮左旋齿凸齿面方程为：
[0019] 二Pcos0| + +P|cc)s(P|cosa'i Ju,/二p sin0| + p|/?, I,.十Pi cos(p, sina【 =A+Pi?ri/ +Pisincpi少(e,，(Pi，ai) = (re,，Kp,，/；,) = 〇
[0020] 式中 阳 02U 砖,={-psin0i+ 你泌货i)，pcos0i+pi:好別，巧+ "(0,)!
[0022] f斬=j-p!sirupjcosap-Pisin(引sina,.,pjCO沒带i}r化二{-P|cos(()|sinotj，pjcos(P|coscXpO}
[0023]其中斯和a1分别表示球面参数，且满足_孔<斯如，-孔<a, <开；
[0024]太阳轮右旋齿齿面接触曲线方程为： % =PCOS01[00巧] *1乂,'= psin0i 却' _讯
[00%] 其中，P为圆柱螺旋曲线所在圆柱面半径；01为圆柱螺旋曲线参数，P为螺旋参 数；
[0027] 太阳轮右旋齿齿面基于等距包络方法求得，其等距曲线方程为： Xi,々 =pcosQi+Pi*"d,. 阳028] |九々=psinei+Pi，"",' ..之W,二-饼l + Pl?口--1,'
[0029] 其中，P1是沿指定的法线方向的等距距离；n…，ny。和nZ11分别表示等距运动指 定的法线在各坐标轴方向的分量；
[0030] W等距曲线为中屯、曲线，球面球屯、沿该曲线连续运动，形成一个管状包络面，右旋 齿凸齿面方程为：
[0031] 'V。,'=PCOS0, + +P, cos巧I cosa'i. 打I,二p sin0| + Pi",I,.-f P| cos(P| sina, =-饼i+Pi'?:i,' +PiSm(pi €?(目 二(,'e,，f*,，/;,) = 0 阳cm] H-pshi0| +Pi/?…巧|)，pcos0| +P|",."(0|)，/，+ P|"」,(0|)!
[0033] r辑二;一p| sirupi cosap-pi siiupi sincti，Pi cos(f)|! fa,二!一pi cos(()| sinajsPi cosq>| cosapO}
[0034] 其中斯和曰1分别表示球面参数，且满足-冗空斯《见，-巧《成1运巧9
[0035] 进一步，所述行星轮采用凹齿面抛物线齿廓形式，齿面接触曲线为圆柱螺旋线， 阳036] 行星轮左旋齿法向抛物线齿廓曲线方程为
[0037]
[003引其中，0康示自变量参数；q为抛物线参数；
[0039] 行星轮左旋齿凹齿面方程为：
[0040]
[0041] 其中a为抛物线顶点与水平方向坐标轴的夹角；0为齿轮的螺旋角；
r为齿廓曲线半径，5为抛物线齿廓上晒合点与顶点之间的夹角；
[0042] 行星轮右旋齿法向抛物线齿廓曲线方程为：
[0043]
阳044] 其中02表示自变量参数；q为抛物线参数；
[0045] 行星轮右旋齿凹齿面方程为：
[0046]
阳047] 其中a为抛物线顶点与水平方向坐标轴的夹角；0为齿轮的螺旋角；
r为齿廓曲线半径，5为抛物线齿廓上晒合点与顶点之间的夹角。
[0048] 进一步，所述内齿圈采用凸齿面圆弧齿廓形式，与行星轮凹齿面形成晒合副，齿面 接触曲线为圆柱螺旋线；
[0049] 内齿圈左旋齿齿面接触曲线方程为： Ty =口巧〇沒,馬[0化0] <斯=P S:扣柱； 荷.=城
[0051] 其中，P是圆柱螺旋曲线所在圆柱面半径；0 3是圆柱螺旋曲线参数，P为螺旋参 数；
[0052] 内齿圈左旋齿齿面基于等距包络方法求得，其等距曲线方程为： '[3化=pCOSe3 +Pi*?、3, 阳053] j.Vw, =psine3 +Pi,",'3/ 汽化二饼3+Pi?"却
[0054] 其中，P1为沿指定的法线方向的等距距离；n。1，riy3i和nZ31分别表示等距运动指 定的法线在各坐标轴方向的分量； 阳化5] W等距曲线为中屯、曲线，球面球屯、沿该曲线连续运动，形成一个管状包络面，内齿 圈左旋齿凸齿面方程为：
[0056] 八Vv'二P COS目；+ Pi"、;/ + Pi cos(f)'，cosa, 心",=p sin0; + p;",';,, + p; cos(p; sina; &3/ =饼3 +Pl"_-3,' +P|Sin(P3 0>化，化，〇〇 =化;，0
[0057] 式中
[0058] 二!-p sin0; + Pi"、.;,(e;)，p cos白；-f p|",.,,(0;)，尸+ pi" ;,,(0;)!
[0059] 觀二f-Picosa;，一p|simp;sina;，piCOSCP3}f〇3二J-picos(p:sina;，p|cos(();cosa;，fH
[0060] 其中斬和a3分别表示球面参数，且满足-7^ <化<(X3^71 ;;
[0061] 内齿圈右旋齿齿面接触曲线方程为 =PCOS0;
[0062] =P加0; 一与,.=-饼3
[0063] 其中，P为圆柱螺旋曲线所在圆柱面半径；03为圆柱螺旋曲线参数，P为螺旋参 数；
[0064] 右旋齿齿面基于等距包络方法求得，其等距曲线方程为： y],'/,二PCOS03 +Pi汹， 阳0化] j扣,,=Psine] +Pi?巧曲 乃二-撕+Pi*"_;'
[0066] 式中，P1为沿指定的法线方向的等距距离；nX3r，riy3