技术领域
[0001] 本
发明涉及机械传动领域，具体地，涉及一种能够调节侧隙的轴向变压力角齿轮。
背景技术
[0002] 随着精密传动的发展需求，对实现消隙传动和侧隙可调装置提出了更高要求。传统的精密
齿轮传动中，为了实现消隙传动和侧隙可调
啮合，常用的技术方案存在结构复杂和装配较困难等缺点。为此，通常采用
径向变位的渐开线锥形齿轮（例如美国
专利US3174356、US3171212和US5400672）来解决上述问题。然而，对于径向变位的渐开线锥形齿轮，由于
齿顶圆呈锥形，啮合时其滑动系数沿轴向不断变化，将直接增大齿轮箱磨损，降低使用寿命。
[0003] 为了克服上述缺点，中国发明专利CN100575750C公开了一种可调侧隙变厚齿轮传动副，该齿轮传动副的齿轮通过齿廓从齿长的中部分别向齿的两端端面轴向逐渐变厚和变薄来实现变厚齿轮，从而控制传动侧隙。此外，中国发明专利CN101285520B公开了一种变齿厚圆柱变位齿轮。该齿轮采用切向变位系数沿齿轮盘轴向按由小到大的规律变化，
轮齿两个
齿面的切向变位系数由小到大的方向相同，从而使轮齿的两齿面形成一定的夹角，由此消除或减小齿侧间隙及回差。
[0004] 上述现有的专利文献所公开的齿轮的齿面都是在一个方向上形成夹角，这使得齿轮在传动时不可避免地产生轴向力，齿轮传动时产生的轴向力会造成齿轮轴向窜动，增大振动和噪声，并降低使用寿命。此外，上述现有的专利文献所公开的变厚齿轮的齿厚都是在一个端面变厚，另一个端面变薄，使得整个齿面的承载能力和传动
刚度沿轴向由齿厚变厚端向齿厚变薄端降低，在齿轮传动中引发齿面
载荷分配不均现象，更容易导致轮齿发生疲劳损坏。
发明内容
[0005] 为了解决上述问题，本发明提供一种能够有效地消除或减少齿侧间隙及回差且轴向力可相互抵消的轴向变压力角齿轮。根据本发明的轴向变压力角齿轮能够减少振动和噪声，从而实现精密传动，同时提高承载能力和传动刚度。
[0006] 根据本发明的轴向变压力角齿轮具有与另外的齿轮啮合的内端面和与内端面相对的外端面，其
中轴向变压力角齿轮的轮齿的两侧中的至少一侧具有沿着轴向变压力角齿轮的轴向从内端面向外端面变化的压力角，并且轮齿的所述至少一侧的同侧齿面从齿顶到
节圆区域以及从齿根到节圆区域分别形成齿面锥形相反的夹角。
[0007] 根据本发明的一个方面，轮齿的一侧具有沿着轴向从内端面向外端面变化的压力角。
[0008] 轮齿的所述一侧的压力角可以由小到大变化。
[0009] 可选地，轮齿的所述一侧的压力角也可以由大到小变化。
[0010] 根据本发明的另一个方面，轮齿的两侧均具有沿着轴向从内端面向外端面变化的压力角。
[0011] 轮齿的两侧的压力角的大小按照相同的变化规律变化。
[0012] 可选地，轮齿的两侧的压力角的大小也可以按照不同的变化规律变化。
[0013] 进一步地，轮齿的压力角可以以线性变化、抛物线变化和圆弧形变化中的任一种进行变化。
附图说明
[0014] 本发明的上述及其它方面和特征将从以下结合附图对
实施例的说明清楚呈现，其中：
[0015] 图1(a)是根据本发明的第一实施例的轴向变压力角齿轮的齿形示意图；
[0016] 图1(b)是根据本发明的第一实施例的轴向变压力角齿轮的齿形截面图；
[0017] 图2是显示根据本发明的第一实施例的轴向变压力角齿轮的结构的立体图；
[0018] 图3(a)是根据本发明的第二实施例的轴向变压力角齿轮的齿形示意图；
[0019] 图3(b)是根据本发明的第二实施例的轴向变压力角齿轮的齿形截面图；
[0020] 图4是显示根据本发明的第二实施例的轴向变压力角齿轮的结构的立体图；
[0021] 图5是根据本发明的第三实施例的轴向变压力角齿轮的齿形截面图；
[0022] 图6是根据本发明的第四实施例的轴向变压力角齿轮的齿形截面图；以及[0023] 图7是根据本发明的轴向变压力角齿轮副的外啮合示意图。
具体实施方式
[0024] 本发明涉及一种轴向变压力角齿轮，该轴向变压力角齿轮具有与另外的齿轮啮合的内端面和与所述内端面相对的外端面。根据本发明的轴向变压力角齿轮采用轴向变压力角的形式，使得齿轮轮齿的齿面沿齿轮轴线形成一定的锥形夹角，通过调整相互啮合齿轮的轴向
位置即可调整啮合侧隙，因而能够有效消除或减少齿侧间隙及回差，实现精密传动。此外，本发明的轴向变压力角齿轮的压力角变化的同侧齿面从齿顶到节圆区域以及从齿根到节圆区域分别形成齿面锥形相反的夹角，这使得啮合时产生的轴向力可相互抵消，从而减少振动和噪声;且轮齿的节圆齿厚沿轴向保持不变,进一步提高了承载能力和传动刚度，因此能够延长使用寿命。
[0025] 具体地，根据本发明的轴向变压力角齿轮的轮齿的两侧中的至少一侧具有沿着轴向变压力角齿轮的轴向从内端面向外端面变化的压力角，并且轮齿的所述至少一侧的同侧齿面从齿顶到节圆区域以及从齿根到节圆区域分别形成齿面锥形相反的夹角。根据本发明，轮齿侧面的压力角可以沿着轴向从内端面向外端面由大到小或由小到大变化。在轮齿两侧的压力角均变化的情况下，压力角的大小可以按照相同或不同的变化规律变化。例如，轮齿两侧压力角按照不同变化规律变化的情况下，轮齿的一侧的压力角由小到大变化，而另一侧的压力角由大到小变化。此外，轮齿的压力角可以以线性变化、抛物线变化和圆弧形变化中的任一种进行变化。
[0026] 下面，将参照附图列举本发明的说明性、非限制性实施例，以对根据本发明的轴向变压力角齿轮进行详细说明。
[0027] 图1（a）、图1（b）和图2显示了根据本发明的第一实施例的轴向变压力角齿轮。在第一实施例中，轮齿两侧的齿面压力角均采用沿齿轮轴向从内端面面向外端面由小到大的线性变化规律。图1的实线代表外端面齿形，虚线代表内端面齿形。从左侧齿廓看，1A-3A段为外端面大压力角渐开线齿形，2A-4A段为内端面小压力角渐开线齿形，5A为节圆。截面IA和截面IIA分别为齿轮节圆上、下两段某处渐开线轮齿的截面。8A和9A分别为截面IA的左、右齿形示意图，6A和7A分别为截面IIA的左、右齿形示意图。从示意图可看出，在轮齿两侧齿面上，节圆5A到齿顶段齿面形成锥形向外的夹角，节圆5A到齿根段齿面形成锥形向内的夹角，即同侧齿面形成锥形相反的夹角（例如6A和8A，7A和9A）。
[0028] 图3（a）、图3（b）和图4显示了根据本发明的第二实施例的轴向变压力角齿轮。本发明的第二实施例与第一实施例的不同之处在于，轮齿左侧齿面压力角采用沿齿轮轴向从内端面向外端面由小到大的线性变化规律，右侧齿面压力角采用沿齿轮轴向从内端面向外端面由大到小的线性变化规律。从示意图可看出，在轮齿左侧齿面上，节圆5B到齿顶段齿面形成锥形向外的夹角，节圆5B到齿根段齿面形成锥形向内的夹角。在轮齿右侧齿面上，节圆5B到齿顶段齿面形成锥形向内的夹角，节圆5B到齿根段齿面形成锥形向外的夹角。也就是说，同侧齿面形成锥形相反的夹角（如6B和8B，7B和9B）。
[0029] 图5是根据本发明的第三实施例的轴向变压力角齿轮的齿形截面图。在第三实施例中，轮齿左侧齿面压力角采用沿齿轮轴向从内端面向外端面由小到大的线性变化规律，右侧齿面压力角为恒值。在轮齿左侧齿面上，节圆5C到齿顶段齿面形成锥形向外的夹角，节圆5C到齿根段齿面形成锥形向内的夹角，同侧齿面形成锥形相反的夹角（如6C和8C）。
[0030] 图6是根据本发明的第四实施例的轴向变压力角齿轮的齿形截面图。在第四实施例中，轮齿左侧齿面压力角采用沿齿轮轴向从内端面向外端面由小到大的抛物线变化规律，右侧齿面压力角采用沿齿轮轴向从内端面向外端面由小到大的线性变化规律。在轮齿两侧齿面上，节圆5D到齿顶段齿面形成锥形向外的夹角，节圆5D到齿根段齿面形成锥形向内的夹角，即同侧齿面形成锥形相反的夹角（如6D和8D，7D和9D）。
[0031] 本发明在此例示性地说明齿轮轮齿的至少一侧的压力角以线性或者抛物线变化进行变化。然而，根据本发明的轴向变压力角齿轮不局限于此，轮齿的至少一侧的压力角可以沿着齿轮轴向以任何规律进行变化，例如以圆弧形变化进行变化。
[0032] 图7是根据本发明的轴向变压力角齿轮副的外啮合示意图。齿轮10和齿轮11分别为啮合面压力角变化规律一致的轴向变压力角齿轮，因同侧齿面在节圆上下两段齿面形成锥形相反的夹角，因此可通过调节两啮合齿轮对的轴向位置来调整啮合侧隙。因而，根据本发明的轴向变压力角齿轮能够有效消除或减少齿侧间隙及回差，并且啮合时产生的轴向力可相互抵消，从而达到减少振动和噪声，延长使用寿命的良好效果。根据本发明的轴向变压力角齿轮，节圆齿厚沿轴向保持不变，任一端截面齿厚在节圆上下两段分别逐渐变厚和变薄，在齿轮传动中，齿面载荷沿齿轮轴向分布均匀，进一步提高了整个齿轮的承载能力和传动刚度。
[0033] 尽管对本发明的典型实施例进行了说明，但是显然本领域技术人员可以理解，在不背离本发明的精神和原理的情况下可以进行改变，其范围在
权利要求书以及其等同物中进行了限定。
