一种面齿轮副的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及齿轮传动技术领域，特别涉及一种面齿轮副。
【背景技术】
[0002]面齿轮传动是圆柱齿轮和圆锥齿轮啮合形成的一种传动形式，具有结构紧凑、传动比大、重合度高、安装简易和小齿轮易于制造和更换的优点，其在分流汇流方面具有极大的优势。由于具有以上优点，面齿轮在相交轴之间的传动应用越来越多。由于完全共轭面齿轮副对加工、安装误差非常敏感，理想的面齿轮传动应当是局部共轭齿轮副。现有技术中，通过小轮和面齿轮齿数差现点接触面齿轮传动，但是由于接触路径垂直于面齿轮根锥，容易产生边缘接触的问题，使面齿轮的接触位置位于齿根位置。即使对面齿轮齿廓方向进行修形，使得面齿轮副获得准共轭特性得到了倾斜接触路径，但对于小齿轮的轴向安装误差同样敏感。
【实用新型内容】
[0003]为解决现有的面齿轮传动中圆柱齿轮和圆锥齿轮啮合配合对小轮轴向安装误差敏感的问题难以解决的问题，本实用新型提供了一种新的面齿轮副。
[0004]本实用新型提供了一种面齿轮副，包括面齿轮和与所述面齿轮啮合配合的小轮；其特征在于:平行于所述小轮轴线平面切割所述小轮的齿牙形成弧形截面；所述弧形截面厚度由中间向两边逐渐减小；所述弧形截面与所述齿牙齿面的交线为曲线。
[0005]通过对与面齿轮啮合的小轮进行轴向方向的修形，使得小轮齿长方向中间厚、两边薄，提高了小轮轴向安装过程中的容差，降低了由于安装误差产生边缘基础的可能性。
[0006]可选的，所述弧形截面与所述齿牙的交线为第一抛物线。
[0007]由于抛物线具有良好的过渡特性，将小轮齿向方向按照第一抛物线进行修形，可提高齿轮传动的啮合振动和噪声。
[0008]可选的，所述第一抛物线的顶点位于所述齿牙轴向方向的中点。
[0009]可选的，所述弧形截面与所述齿牙的交线为圆弧曲线。
[0010]可选的，所述小轮的齿数与形成所述面齿轮的产形轮齿数相同；垂直于所述小轮轴线的平面切割所述齿牙形成齿廓截面；所述齿廓截面与所述齿牙齿面的交线为第二抛物线。
[0011]将小轮齿廓方向进行修行处理而不对大轮进行修形，使得小轮和大轮啮合时得到准共轭特性，结合轴向方向修形得到了在齿廓方向和齿长方向均倾斜的接触路径，进一步提高了面齿轮传动的稳定性，降低传动时的振动和噪声。
[0012]可选的，所述第二抛物线的顶点位于所述齿牙的中间区域。
[0013]可选的，所述面齿轮副为直齿轮副、斜齿轮副或弧齿轮副。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型实施例面齿轮副配合结构示意图；
[0015]图2为本实用新型实施例面齿轮副中小轮齿牙结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0017]图1为本实用新型实施例面齿轮副配合结构示意图，从图1中可看出本实施例中的面齿轮副包括面齿轮1和与面齿轮1啮合配合的小轮2。其中面齿轮1由产形轮3切削形成并不进行齿廓修形处理，而小轮2经过修形处理。图2为本实用新型实施例面齿轮副中小轮2齿牙11结构部示意图，其中间断线代表了本实施例中为修形前的小轮形状，实线代表了修形后与面齿轮1配合的小轮2形状。
[0018]在现有技术中的面齿轮副中的小齿轮不修形，因此当其与面齿轮1配合安装必须保证轴向方向的位置，使小轮2轴线与面齿轮1的轴线相交。而在越靠近面齿轮1轴线位置小轮2和面齿轮1的间隙越小，如配合不准确则造成运行过程中小齿轮齿顶和大齿轮齿根产生边缘接触问题，造成面齿轮1小齿轮的齿根产生面接触印痕，影响齿轮传动的精确性并造成齿轮强度增大。为了克服这一问题，本实用新型的核心点是在小轮2轴向方向上对小轮2的齿牙11进行修形处理得到轴向方向修形齿牙面。
[0019]为了描述本实施例中的小轮2的形状，本实施例中引入虚拟的外部切割面。以平行于小轮轴线的平面切割小轮2的齿牙11形成一弧形截面，由中间区域向两侧过渡，这一弧形截面上的厚度逐渐变小，且弧形截面与齿牙11齿面的交线为曲线；也就是在齿牙11轴向方向上形成了中间较厚、边缘较薄的鼓形。由于将小轮2进行以上修形，在齿轮啮合过程中靠近面齿轮1轴线的位置处的小轮2齿顶和大轮齿根边缘接触问题可在一定程度上缓解，使得齿面接触路径沿着齿长方向变长，抑制了啮合振动，减少了啮合噪声。本实施例中，小轮2的轴向方向修形实际采用磨削砂轮沿小轮2齿长方向行走曲线得到，磨削砂轮的行走曲线为抛物线，得到的弧形截面与齿牙11齿面的交线也就为第一抛物线形。抛物线形具有良好过渡特性，可保证齿轮传递过程中啮合的平稳过渡，抑制振动的产生。本实施例中，第一抛物线的修形系数为0.003-0.005之间，当然在其他实施例中可根据实际齿轮使用条件确定选择其他特定的修形系数。当然，在其他实施例中，磨削砂轮也可采用其他类型的行走曲线，得到对应的弧形截面与齿牙11齿面的交线，如为圆弧交线。
[0020]在以上实施例中，为了较好的保证齿轮的安装，第一抛物线的顶点位于小轮2齿牙11轴向方向的中点。
[0021]为了提高本实施例中面齿轮1的准共轭特性，本实施例中对面齿轮1轴向方向进行修形的过程中还进行了齿廓方向的修形。本实施例中的小齿轮齿数与形成面齿轮1的插齿刀齿数相同，而不是如现有技术中使得大轮产形轮3和小轮2之间具有2-3个齿数差的形式实现面齿轮1接触，得到局部共轭面齿轮副。小轮2齿廓截面是在标准齿廓基础上进行修正得到。同样，引入了虚拟的外部切割面对小轮2进行切割，以实现对小轮2结构的描述。以垂直于小轮2轴向方向的平面切割小轮2齿牙11，得到的截面与小轮2齿面的交线为第二抛物线。如前所述，抛物线形具有良好过渡特性，可使得齿轮啮合接触时平稳过渡、防止振动产生。为保证小轮2和面齿轮1啮合时接触点位于小轮2和面齿轮1齿牙11的中间位置，第二抛物线的顶点设置在齿牙11高度方向的中间区域，优选可为小轮2的节圆位置。第二抛物线的修形系数可在0.01-0.02之间，根据实际应用情况选择。实际加工中，小轮2齿廓直接通过插齿刀插齿或滚齿刀滚齿得到，为了得到第二抛物线形状的小轮2齿廓，插齿刀或滚齿刀的形状应当具有根据第二抛物线形状做相应加工。应当注意，实际生产中，采用的插齿刀或滚齿刀的表面为标准的第二抛物线形状，而经过插齿加工后得到的第二抛物线的形状会因加工工艺发生一定的变化，但其曲线斜率等情况仍符合第二抛物线的大体情况，即本实施例中所说的齿廓的曲线并不是完全符合第二抛物线，而是有一些变化。
[0022]经过以上的描述，可以得到本实施例中的小轮2的齿牙11形状如图2所示，由于本实施例中针对直齿面齿轮副进行修形处理，得到的小轮2大体上也为直齿圆柱齿轮，在齿廓方向上第二抛物线和标准齿轮4的直齿齿廓相切于齿轮中间位置的一点。由于采用了如上的修形方法，提高面齿轮副传动对安装误差的容差能力；面齿轮1和小轮2啮合传动时，理论啮合点在齿长方向和齿高方向具有一定的夹角，减少边缘接触的可能性，并得到开口向下的抛物线传动误差，提高了面齿轮1传动的啮合性能。
[0023]应当注意，本实施例附图仅采用了直齿圆柱齿轮作为小轮2进行修形处理，由于斜齿轮或弧齿轮可通过直齿圆柱齿轮简单变换得到，可以理解，以上的小轮2修形也可应用于斜齿轮或弧齿轮上。
[0024]以上本实用新型实施例中的面齿轮副进行了详细介绍。本文应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想，在不脱离本实用新型原理的情况下，还可对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种面齿轮副，包括面齿轮(1)和与所述面齿轮(1)啮合配合的小轮(2);其特征在于:平行于所述小轮(2)轴线平面切割所述小轮的齿牙(11)形成弧形截面；所述弧形截面厚度由中间向两边逐渐减小；所述弧形截面与所述齿牙(11)齿面的交线为曲线。2.根据权利要求1所述的面齿轮副，其特征在于:所述弧形截面与所述齿牙(11)的交线为第一抛物线。3.根据权利要求2所述的面齿轮副，其特征在于:所述第一抛物线的顶点位于所述齿牙(11)轴向方向的中点。4.根据权利要求1所述的面齿轮副，其特征在于:所述弧形截面与所述齿牙(11)的交线为圆弧曲线。5.根据权利要求1-4任一项所述的面齿轮副，其特征在于:所述小轮(2)的齿数与形成所述面齿轮(1)的产形轮(3)齿数相同；垂直于所述小轮(2)轴线的平面切割所述齿牙(11)形成齿廓截面；所述齿廓截面与所述齿牙(11)齿面的交线为第二抛物线。6.根据权利要求5所述的面齿轮副，其特征在于:所述第二抛物线的顶点位于所述齿牙(11)的中间区域。7.根据权利要求1-4任一项所述的面齿轮副，其特征在于:所述面齿轮副为直齿轮副、斜齿轮副或弧齿轮副。
【专利摘要】本实用新型提供了一种面齿轮副，包括面齿轮和与所述面齿轮啮合配合的小轮；其特征在于：平行于所述小轮轴线平面切割所述小轮的齿牙形成弧形截面；所述弧形截面厚度由中间向两边逐渐减小；所述弧形截面与所述齿牙齿面的交线为曲线。通过对与面齿轮啮合的小轮进行轴向方向的修形，使得小轮齿长方向中间厚、两边薄，提高了小轮轴向安装过程中的容差，降低了由于安装误差产生边缘基础的可能性。
【IPC分类】F16H55/08, F16H1/18, F16H57/028
【公开号】CN205036785
【申请号】CN201520633105
【发明人】吴聪, 周贺, 杨军, 陈刘灿, 汪宗胜, 魏俊杰
【申请人】重庆齿轮箱有限责任公司
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年8月20日