大速比准双曲面齿轮的设计与分析

!""#年$月第%&卷第$期

机床与液压

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大速比准双曲面齿轮的设计与分析

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张金良=!!!方宗德!!邓效忠=

"=9河南科技大学!河南洛阳$#=""%’!9西北工业大学机电学院!陕西西安#=""#!#

摘要!利用准双曲面齿轮虚节锥设计方法!设计出两种可采用*k .切齿法加工的大速比准双曲面齿轮副$齿数比分别为%?%#和$?%#%#并借助于局部综合法!研究了以上两种大速比准双曲面齿轮副的齿面接触印痕)传动误差等啮合性态"

关键词!准双曲面齿轮#虚节锥#大速比#局部综合法#啮合性态

中图分类号!.*=%!9$!=BB 文献标识码!(BB 文章编号!=""=C %DD=#!""#$$C "=%C %

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!"引言

准双曲面齿轮在汽车)工程机械等领域都获得了广泛应用!由于准双曲面齿轮的几何形状复杂)技术问题多)制造难度大!一直受到众多学者的关注"为了提高锥齿轮的强度和耐磨性!梁桂明教授’=C !(提出了锥齿轮的非零变位设计方法!成功地应用于弧齿锥齿轮的设计中!并设计加工出两种大速比弧齿锥齿轮副$小轮齿数分别为%)$%#万小利教授’%C $(利用节锥和分锥的分离!来改变节锥$或分锥%上的压力角$或啮合角%!以实现齿厚的变化!从而改善锥齿轮的强度"因此!采用非零变位设计方法设计出的锥齿轮!在加工大轮时只能采用展成法!这就限制了非零变位锥齿轮设计方法的应用!对于在汽车工业广泛应用的采用*k .切齿法加工的准双曲面齿轮来讲尤其如此"

本文采用准双曲面齿轮虚节锥轮坯设计方法

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设计出两种可采用*k .切齿法加工的大速比准双曲面齿轮副$齿数比分别为%?%#和$?%#%#并借助于局部综合法’‘C D (!研究了以上两种大速比准双曲面齿轮副的齿面接触印痕)传动误差等啮合性态"

#"虚节锥设计方法

对于一对按E

节锥!利用新节锥参数!可计算出变位后齿轮副的节锥参数"

图=B 大轮轮坯变化情况

图=为大轮轮坯变化情况"图=中!G =M =a

$!

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!$!为变位前大轮外径!>!)>+!)>(!)N !分别为准双曲面齿轮变位前的交叉点)面锥与大

轮轴线的交点)根锥

与大轮轴线的交点和节锥与轴线的交点!N !A )G !A 分别是变位后大轮节锥上的齿宽中点)节锥与轴线的交点!0!

A 为变位后大轮的中点节圆半径"下面讨论变位后轮坯的计算"变位后!大轮大端的齿顶高&F +6

!A a (+F j =

!4!

S J G $#+!C #!A %$=%

其中&F +6!A 为变位后大轮大端齿顶高##!A 为变位后大轮节锥角#(+是齿顶高系数$小于"%#4!为变位前大轮齿宽##+!为变位前大轮面锥角"当(+m "时!F +6!A m

""由图=可知!变位后大轮的中点节圆半径0!

A 可由以下公式计算&

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基金项目!国家自然科学基金资助项目$&"$#&=$D %#航空基金资助项目$"$)&%"=&%#河南科技大学科研基金

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