[其他]拋物線齒輪及其滾刀

無效

• 申請號: 86100544
• 申請日: 1986-03-28
• 公開（公告）號: CN86100544A
• 公開（公告）日: 1987-02-11
• 發明（設計）人: 聞智福
• 申請（專利權）人: 中國紡織大學
• 主分類號: F16H55/08
• 分類號: F16H55/08;B23F21/16
• 代理公司: 中國紡織大學專利事務所
• 代理人: 王其慧,周維嗣

本發明涉及一種傳動用的圓柱齒輪，特別是該齒輪齒廓曲線為拋物線形狀，以及切制該齒輪的拋物線滾刀。

目前，生產中大量用的傳動齒輪為漸開線齒廓的圓柱齒輪。而在高承載能力場合的齒輪，國內外均用滲碳淬硬磨齒漸開線齒輪。生產這種齒輪歷史悠久，工藝成熟，但成本高昂，磨齒生產率低。從齒廓的承載特性來看，無論是接觸、彎曲還是膠合、磨損均不太理想。

生產電動工具之類，要求在額定功率及額定電機轉速的條件下，采用較大減速比傳動，這就需要生產一種小模數、極少齒數的齒輪。而國內外目前用漸開線齒輪通過大量正移距變位切制齒數為4齒的模數少齒數齒輪，結果齒輪齒廓精度不高，輪齒強度弱，軸承受力大，傳動效率低。

目前在國內外尚無輪齒齒廓曲線為拋物線的齒輪，特別是齒廓為拋物曲線的小模數、極少齒數的齒輪。

同樣，目前國內外尚無切制上述齒輪的拋物線滾刀。

本發明的目的是提供一種新型的、齒廓曲線為拋物線的、高承載能力的圓柱齒輪，以及極少齒數齒輪傳動中的少齒數齒輪。同時，本發明能簡化加工工藝、降低生產成本，提高生產率。

本發明的目的在于提供一種切制上述拋物線齒輪的滾刀。

本發明的拋物線圓柱齒輪原始齒廓的頂部曲線和根部曲線對稱于原點，因此是一種線接觸的共軛齒輪。

當模數為1時，其拋物線方程為：

式中x、y是x、y坐標軸上的數值，a、b為齒形特性系數，a＝0.10～0.25，b＝0.005～0.03125。

在極少齒數的齒輪傳動中，為了提高齒輪副的接觸強度，將一對齒輪的齒面分別設計為凹凸接觸形狀，將小齒輪的齒廓取在節圓外，呈凸齒齒廓，而將大齒輪齒廓取在節圓內呈凹齒齒廓。

本發明所提供的切制上述拋物線齒輪的滾刀，其法向齒廓為拋物線，其曲線方程當模數為1時為：

式中x、y是x、y坐標軸上的數值。a、b為齒形特性系數，a＝0.10～0.05，b＝0.005～0.03125。

經選用a、b值，將切制小齒輪極少齒數傳動的小齒輪滾刀的法向齒廓設計為凹形，切制小齒輪極少齒數傳動的大齒輪的滾刀的法向齒廓設計為凸形。切制上述小齒輪的滾刀，其最少齒數可切制到3齒。

本發明的拋物線齒輪，其齒頂部為凸齒廓，齒根部為凹齒廓。該齒廓曲線具有較小的相對主曲率，僅為漸開線齒輪的1/7～1/8，有較大的齒根厚度，因此有極高的齒面承載能力。拋物線齒輪的齒形系數約為漸開線齒輪的2/3，因此有很高的抗折斷能力。其滑動率的最大值僅有漸開線齒輪的滑動率最大值的1/60，因此有極好的抗磨損能力。拋物線齒輪的齒廓接觸點到節點距離的最大值僅是漸開線齒輪的40%，因此有極好的抗膠合能力。其承載能力為相同條件的漸開線齒輪的220～250%。

用拋物線滾刀切制的齒輪，它以滾切代替了滲碳淬硬磨齒工藝，因此簡化了加工工藝，降低生產成本，提高了齒輪生產率。

拋物線齒輪齒廓曲線見附圖〔1〕，其實施方案〔1〕：

取a＝0.10，b＝0.005，模數＝3

附圖〔1〕中的拋物線與過渡圓弧r₁連接點為t，拋物線與過渡圓弧r₂的連接點為S。j、k兩點用直線連接。按此曲線切制出的齒輪性能良好。

實施方案（Ⅱ）：上述曲線方程

取a＝0.25，b＝0.03125，模數＝6

附圖〔1〕中的拋物線與過渡圓弧r₁的連接點為t，拋物線與過渡圓弧r₂的連接點為S。j、K兩點用直線連接。按此曲線切制出的齒輪性能亦良好。

本發明切制小模數極少齒數齒輪傳動的拋物線齒輪的滾刀曲線見附圖〔2〕、附圖〔3〕。其中附圖〔2〕為切制小齒輪的拋物線滾刀曲線，當模數為1時，其方程式：

實施方案〔1〕取a＝0.10，b＝0.005當切制模數＝0.8，極少齒數齒輪傳動的小齒輪，齒數＝3的滾刀。

附圖〔2〕中的其它參數

附圖〔2〕中的j、K兩點用直線連接。

按此曲線制成的滾刀，切出的模數＝0.8，齒數＝3的拋物線齒輪，性能良好。

實施方案〔Ⅱ〕對上述方程，取a＝0.25，b＝0.03125

當切制模數＝1，極少齒數齒輪傳動的小齒輪齒數＝4的滾刀。

拋物線滾刀曲線座標

附圖〔2〕中的其它參數

附圖〔2〕中的j、K兩點用直線連接。