專利名稱：一種塑料制圓錐齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及齒輪設(shè)計(jì)的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種塑料制圓錐齒輪。
背景技術(shù)：
自從20世紀(jì)30年代研制出纖維尼龍以來(lái)，塑料齒輪得到了廣泛的應(yīng)用。與金屬 齒輪相比，塑料齒輪因具有摩擦小、重量輕、噪聲低、耐腐蝕、對(duì)加工誤差不敏感等優(yōu)點(diǎn)，而 被廣泛應(yīng)用于紡織、印染、造紙、食品、汽車、儀器儀表等各個(gè)領(lǐng)域。圓錐齒輪機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)任意兩相交角軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的傳遞。直齒圓錐齒輪又 因易于設(shè)計(jì)、加工和安裝，而在工程上廣泛應(yīng)用。研究表明，輪齒形狀不僅影響到齒輪傳動(dòng) 的運(yùn)動(dòng)特性，還將影響到齒輪傳動(dòng)的動(dòng)力特性。常用的漸開線圓錐齒輪，其左右兩側(cè)齒廓形 狀是對(duì)稱的。但是，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于嚙合側(cè)與非嚙合側(cè)的潤(rùn)滑情況、嚙合機(jī)理、承載能力 的不同，導(dǎo)致齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)性能不能達(dá)到最佳。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可提高圓錐齒輪的傳動(dòng)性能的塑料 制圓錐齒輪。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種塑料制圓錐齒輪，其特點(diǎn)是該圓錐 齒輪的輪齒兩側(cè)的壓力角不相等，且壓力角較大的齒面為嚙合面，壓力角較小的齒面為非 嚙合面。所述圓錐齒輪的齒廓曲面生成原理如下以rbd為底面半徑做出塑料制圓錐齒輪 的嚙合側(cè)基圓錐面，且存在第一發(fā)生面Q與所述嚙合側(cè)基圓錐面相切，第一發(fā)生面Q與所述 嚙合側(cè)基圓錐面相切時(shí)形成線段AD，其中，點(diǎn)A處于嚙合側(cè)基圓錐底面上，點(diǎn)D為嚙合側(cè)基 圓錐的頂點(diǎn)；當(dāng)?shù)谝话l(fā)生面Q沿著所述嚙合側(cè)基圓錐面做無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)時(shí)，點(diǎn)A的軌跡 AA1即為塑料制圓錐齒輪的嚙合側(cè)齒廓曲面。以rb。為底面半徑做出塑料制圓錐齒輪的非嚙 合側(cè)基圓錐面，且存在第二發(fā)生面P與所述非嚙合側(cè)基圓錐面相切，第二發(fā)生面P與所述非 嚙合側(cè)基圓錐面相切時(shí)形成線段BC，其中，點(diǎn)B處于非嚙合側(cè)基圓錐底面上，點(diǎn)C為非嚙合 側(cè)基圓錐的頂點(diǎn)；當(dāng)?shù)诙l(fā)生面P沿著所述非嚙合側(cè)基圓錐面做無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)時(shí)，點(diǎn)B的 軌跡BB1即為塑料制圓錐齒輪的非嚙合側(cè)齒廓曲面。本實(shí)用新型具有積極的效果(1)為了盡一步提高圓錐齒輪的傳動(dòng)性能，本實(shí)用新型提出在塑料制直齒圓錐齒 輪輪齒的兩側(cè)采用不同的壓力角、變模數(shù)、大齒頂高系數(shù)的設(shè)計(jì)方法。(2)本實(shí)用新型的塑料制圓錐齒輪的特點(diǎn)是i)通過(guò)使用不同底面直徑大小的基 圓錐，在塑料制直齒圓錐齒輪的輪齒兩側(cè)產(chǎn)生壓力角不等的齒面曲線；與現(xiàn)有技術(shù)相比，由 圖5可知，本實(shí)用新型的齒廓兩邊采用不等壓力角時(shí)可減小齒輪的體積和重量。ii)采用大 齒頂高系數(shù)；iii)齒輪分度圓的模數(shù)為m，齒高部位的模數(shù)為m'，且m>m'。該塑料制圓 錐齒輪兩側(cè)齒面的壓力角不等，并取大壓力角齒面做為嚙合面，小壓力角齒面做為非嚙合[0010](3)本實(shí)用新型專利根據(jù)塑料制漸開線直齒圓錐齒輪齒廓曲面的生成特點(diǎn)，結(jié)合 變壓力角、變模數(shù)、變齒頂高系數(shù)的特性，給出塑料制變壓力角、變模數(shù)、大齒頂高系數(shù)直齒 圓錐齒輪的設(shè)計(jì)思想，并推導(dǎo)出齒輪幾何參數(shù)及尺寸的計(jì)算公式。(4)本實(shí)用新型與現(xiàn)有的金屬制漸開線直齒圓錐齒輪相比，具有振動(dòng)小、噪聲低、 成型容易、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的塑料制直齒圓錐齒輪相比，具有承載能力 大、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。由于塑料齒輪應(yīng)用前景廣闊，該實(shí)用新型具有巨大的社 會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

圖1為本實(shí)用新型的塑料制圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1中的塑料制圓錐齒輪的大端齒形圖；圖中的附圖標(biāo)記1一齒頂圓， 2-分度圓，3-齒根圓，4-嚙合齒面，5-非嚙合齒面；圖3為本實(shí)用新型的塑料制圓錐齒輪的嚙合側(cè)齒廓曲面的生成示意圖；圖4為本實(shí)用新型的塑料制圓錐齒輪的非嚙合側(cè)齒廓曲面的生成示意圖；圖5為現(xiàn)有技術(shù)中的塑料制圓錐齒輪的齒形8和本實(shí)用新型的塑料制圓錐齒輪的 齒形9的對(duì)比示意圖。
具體實(shí)施方式
見圖1-2，本實(shí)施例的塑料制圓錐齒輪的齒形主要包括齒頂1、齒根3、嚙合側(cè)齒廓 4、非嚙合側(cè)齒廓5 (大、小端齒形結(jié)構(gòu)相同)。齒廓曲面生成原理如下以rbd為底面半徑做出塑料制圓錐齒輪的嚙合邊基圓錐面，且存在第一發(fā)生面Q與 所述嚙合側(cè)基圓錐面相切，第一發(fā)生面Q與所述嚙合側(cè)基圓錐面相切時(shí)形成線段AD，其中， 點(diǎn)A處于嚙合側(cè)基圓錐底面上，點(diǎn)D為嚙合側(cè)基圓錐的頂點(diǎn)；當(dāng)?shù)谝话l(fā)生面Q沿著所述嚙合 側(cè)基圓錐面做無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)時(shí)，點(diǎn)A的軌跡AA1即為塑料制圓錐齒輪的嚙合側(cè)齒廓曲面。以rb。為底面半徑做出塑料制圓錐齒輪的非嚙合側(cè)基圓錐面，存在第二發(fā)生面P與 所述非嚙合側(cè)基圓錐面相切，第二發(fā)生面P與所述非嚙合側(cè)基圓錐面相切時(shí)形成線段BC， 其中，點(diǎn)B處于非嚙合側(cè)基圓錐底面上，點(diǎn)C為非嚙合側(cè)基圓錐的頂點(diǎn)；當(dāng)?shù)诙l(fā)生面P沿 著所述非嚙合側(cè)基圓錐面做無(wú)滑動(dòng)的純滾動(dòng)時(shí)，點(diǎn)B的軌跡即為塑料制圓錐齒輪的非 嚙合側(cè)齒廓曲面。該圓錐齒輪的齒數(shù)、大端分度圓模數(shù)、大端齒高模數(shù)、嚙合側(cè)大端分度圓壓力角、 非嚙合側(cè)大端分度圓壓力角分別為z、m、m'、ad、α。；ζ的取值符合傳動(dòng)比要求;m、m'的 取值大小根據(jù)《齒輪手冊(cè)》選取或根據(jù)需要自定；α。= 14° 四° ;ad滿足45° > ad > ac。所述rbd毫米，其中d為圓錐齒輪大端分度圓直徑，d = m · ζ毫米，所 述 =^". COS QTc毫米。所述嚙合側(cè)齒廓曲面大端的齒頂高系數(shù)、所述非嚙合側(cè)齒廓曲面大端的齒頂高系數(shù)、所述嚙合側(cè)齒廓曲面大端的頂隙系數(shù)、所述非嚙合側(cè)齒廓曲面大端的頂隙系 數(shù)分另Ij 為 h:d、 h二、 Cd、 c*，貝IJ had = 0.8 ~ 1.0，1.0 < hac <
權(quán)利要求1.一種塑料制圓錐齒輪，其特征在于該圓錐齒輪的輪齒兩側(cè)的壓力角不相等，且壓 力角較大的齒面為嚙合面，壓力角較小的齒面為非嚙合面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塑料制圓錐齒輪，其特征在于該圓錐齒輪的齒數(shù)、大端分度 圓模數(shù)、大端齒高模數(shù)、嚙合側(cè)大端分度圓壓力角、非嚙合側(cè)大端分度圓壓力角分別為z、 m、m'、α d、α c ；ζ的取值符合傳動(dòng)比要求；m.m'的取值大小根據(jù)《齒輪手冊(cè)》選取或根據(jù)需要自定；
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的塑料制圓錐齒輪，其特征在于所述rbd米，其 中d為圓錐齒輪大端分度圓直徑，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的塑料制圓錐齒輪，其特征在于所述
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑料制圓錐齒輪，其特征在于所述嚙合側(cè)齒廓曲面大端的 齒頂高系數(shù)、所述非嚙合側(cè)齒廓曲面大端的齒頂高系數(shù)、所述嚙合側(cè)齒廓曲面大端的頂隙 系數(shù)、所述非嚙合側(cè)齒廓曲面大端的頂隙系數(shù)分別為/4、<、c:Jij‘rf=0.8~1.0， 1.0 < hac < 1.4 ,cd = 0.2 ~ 0.46，cc* = had +cd - hac 。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的塑料制圓錐齒輪，其特征在于所述嚙合側(cè)齒廓曲面大端的 齒頂高、所述非嚙合側(cè)齒廓曲面大端的齒頂高、所述嚙合側(cè)齒廓曲面大端的齒根高、所述非 嚙合側(cè)齒廓曲面大端的齒根高分別為had、ha。、hfd、hf。，則
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的塑料制圓錐齒輪，其特征在于所述嚙合側(cè)齒廓曲面大端 的齒頂圓直徑、所述嚙合側(cè)齒廓曲面大端的齒根圓直徑、所述非嚙合側(cè)齒廓曲面大端的 齒根圓直徑分別為 da、dfd、dfc，則 da = d+2hadcos δ 毫米，dfd = d-2hfdcos δ 毫米，dfc = d-2hfccos δ 毫米。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種既可提高齒根抗疲勞強(qiáng)度、又基本不影響其抗沖擊性能的塑料制圓錐齒輪，其特點(diǎn)是該圓錐齒輪的輪齒兩側(cè)的壓力角不相等，且壓力角較大的齒面為嚙合面，壓力角較小的齒面為非嚙合面。本實(shí)用新型的齒輪分度圓模數(shù)與齒高模數(shù)不等，并使用大齒頂高系數(shù)的設(shè)計(jì)方法。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的金屬制漸開線直齒圓錐齒輪相比，具有振動(dòng)小、噪聲低、成型容易、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型與現(xiàn)有的塑料制直齒圓錐齒輪相比，具有承載能力大、體積小、重量輕、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。由于塑料齒輪應(yīng)用前景廣闊，該實(shí)用新型具有巨大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。
文檔編號(hào)F16H55/17GK201934624SQ20112005904
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月8日
發(fā)明者周金宇, 朱福先, 李秀蓮, 王志, 王貴成, 趙景波 申請(qǐng)人:江蘇技術(shù)師范學(xué)院