技术领域
[0001] 本
发明涉及一种
齿轮传动，具体的为一种渐开线变齿厚
非圆齿轮传动。
背景技术
[0002] 目前能够实现空间倾
角齿轮传动的方式主要有蜗轮
蜗杆传动、面齿轮传动、弧齿
锥齿轮传动及准双曲面齿轮传动等。这些齿轮传动虽然具有
传动比大，承载能
力高等优点，并且在大轴交角（接近90°）的传动情况下表现出了较好的
啮合性能，但对于小轴交角（小于45°）的传动条件和高速传动的工况下，
蜗轮蜗杆传动、面齿轮传动、弧齿锥齿轮传动与准双曲面齿轮传动在实际传动过程中具有重合度小、噪声大、对制造误差和装配误差敏感的缺点，且上述齿轮均需要专用机床加工，工艺参数调整及其复杂。
[0003] 渐开线变厚齿轮是渐开线圆柱齿轮的一般形式，两齿轮的轴线理论上可以成任意角度，可在平行轴、相交轴及交错轴间实现运动和动力的传递，尤其在小角度动力传递条件下啮合性能优于其它非平行轴传动方式，具有强度大，刚性好，加工制造方便，可靠性高等特点。
[0004] 非圆齿轮可以用来传递变速比运动，实现特殊的运动和函数运算，其节曲线形状由给定的传动比变化规律确定，对机构的运动特性很有利，可以提高机构的性能，改善机构的运动条件。
[0005] 有鉴于此，本发明旨在探索一种渐开线变齿厚非圆齿轮传动，该渐开线变齿厚非圆齿轮传
动能够实现任意轴交角的变速比传动，并具有强度大、刚性好、加工制造方便和可靠性高的优点，并在小倾角变速比传动条件下具有更好的传动性能。
发明内容
[0006] 本发明要解决的技术问题是提出一种渐开线变齿厚非圆齿轮传动，该渐开线变齿厚非圆齿轮传动能够实现任意轴交角的变速比传动，并具有强度大、刚性好、加工制造方便和可靠性高的优点。
[0007] 要实现上述技术目的，本发明的渐开线变齿厚非圆齿轮传动，包括相互啮合的渐开线变齿厚非圆齿轮I和渐开线变齿厚非圆齿轮II；
[0008] 所述渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线平面平行或平面相交，或所述渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线空间交错。
[0009] 进一步，当所述渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线平面平行或平面相交时：
[0010] ∑＝δw1+δw2
[0011] βw1＝-βw2；
[0012] 当所述渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线空间交错时：
[0013]
[0014] 其中，δw1为渐开线变齿厚非圆齿轮I的工作节锥锥角；
[0015] δw2为渐开线变齿厚非圆齿轮II的工作节锥锥角；
[0016] βw1为渐开线变齿厚非圆齿轮I节平面上的
螺旋角；
[0017] βw2为渐开线变齿厚非圆齿轮II节平面上的螺旋角；
[0018] βw1、βw2取右旋为正，左旋为负；
[0019] ∑为渐开线变齿厚非圆齿轮I和渐开线变齿厚非圆齿轮II之间的轴交角。
[0020] 进一步，所述渐开线变齿厚非圆齿轮I和渐开线变齿厚非圆齿轮II之间的轴交角小于45°。
[0021] 进一步，所述渐开线变齿厚齿轮I的轴线和渐开线变齿厚齿轮II的轴线平面相交，则：
[0022] d1＝-rpw1cotδw1+rpw2sin∑+rpw2cotδw2cos∑+cot∑(rpw1+rpw2cos∑-rpw2cotδw2sin∑)
[0023]
[0024] 其中，d1为渐开线变齿厚非圆齿轮I的安装距；
[0025] d2为渐开线变齿厚非圆齿轮II的安装距；
[0026] rpw1为渐开线变齿厚非圆齿轮传动的节锥切触点至渐开线变齿厚非圆齿轮I轴线的距离；
[0027] rpw2为渐开线变齿厚非圆齿轮传动的节锥切触点至渐开线变齿厚非圆齿轮II轴线的距离。
[0028] 进一步，所述渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线平面交错，则：
[0029]
[0030]
[0031]
[0032] 其中，d1为渐开线变齿厚非圆齿轮I的安装距；
[0033] d2为渐开线变齿厚非圆齿轮II的安装距；
[0034] rpw1为渐开线变齿厚非圆齿轮传动的节锥切触点至渐开线变齿厚非圆齿轮I轴线的距离；
[0035] rpw2为渐开线变齿厚非圆齿轮传动的节锥切触点至渐开线变齿厚非圆齿轮II轴线的距离；
[0036] E为渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线之间的最短距离。
[0037] 本发明的有益效果为：
[0038] 本发明的渐开线变齿厚非圆齿轮传动，通过将渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线设置为平面平行或平面相交或空间交错，并对渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的螺旋角、轴交角和节锥角之间的关系进行限定，能够利用渐开线变齿厚非圆齿轮传动实现空间传动，且该渐开线变齿厚非圆齿轮传动不仅继承了空间平行轴、相交轴和交错轴渐开线变齿厚齿轮传动强度大、刚性好、加工制造方便和可靠性高的优点，而且还取得了非圆齿轮传动满足变速比传动的要求，可应用于空间成一定角度的变速比传动要求场合。
[0039] 通过将渐开线变齿厚非圆齿轮I和渐开线变齿厚非圆齿轮II之间的轴交角小于45°，即将渐开线变齿厚非圆齿轮传动设置为小轴交角传动，能够利用渐开线变齿厚齿轮传动的特点，克服现有空间倾角齿轮传动在小轴交角和高速传动条件的重合度小、噪声大、对制造误差和装配误差敏感的缺点。
附图说明
[0040] 图1为本发明渐开线变齿厚非圆齿轮传动第一
实施例的工作节锥面示意图；
[0041] 图2本实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮传动在工作节锥切点处并在两渐开线变齿厚齿轮旋向相同的情况下的相对速度示意图；
[0042] 图3为实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮传动在工作节锥切点处并在两渐开线变齿厚齿轮旋向相反的情况下的相对速度示意图；
[0043] 图4为本发明渐开线变齿厚非圆齿轮传动第二实施例的工作节锥面示意图。
具体实施方式
[0044] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
[0045] 第一实施例
[0046] 如图1所示，为本发明渐开线变齿厚非圆齿轮传动第一实施例的工作节锥面示意图。本实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮传动，包括相互啮合的渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2，渐开线变齿厚非圆齿轮I1的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II2的轴线平面平行或平面相交，且：
[0047] ∑＝δw1+δw2
[0048] βw1＝-βw2；
[0049] 其中，δw1为渐开线变齿厚非圆齿轮I的工作节锥锥角；
[0050] δw2为渐开线变齿厚非圆齿轮II的工作节锥锥角；
[0051] βw1为渐开线变齿厚非圆齿轮I节平面上的螺旋角；
[0052] βw2为渐开线变齿厚非圆齿轮II节平面上的螺旋角；
[0053] βw1、βw2取右旋为正，左旋为负；
[0054] ∑为渐开线变齿厚非圆齿轮I和渐开线变齿厚非圆齿轮II之间的轴交角。
[0055] 本实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮I1的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II2的轴线平面相交，且渐开线变齿厚非圆齿轮传动还满足下列关系：
[0056] d1＝-rpw1cotδw1+rpw2sin∑+rpw2cotδw2cos∑+cot∑(rpw1+rpw2cos∑-rpw2cotδw2sin∑)
[0057]
[0058] 其中，d1为渐开线变齿厚非圆齿轮I的安装距；
[0059] d2为渐开线变齿厚非圆齿轮II的安装距；
[0060] rpw1为渐开线变齿厚非圆齿轮传动的节锥切触点至渐开线变齿厚非圆齿轮I轴线的距离；
[0061] rpw2为渐开线变齿厚非圆齿轮传动的节锥切触点至渐开线变齿厚非圆齿轮II轴线的距离。
[0062] 本实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮传动，通过将渐开线变齿厚非圆齿轮I1的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II2的轴线设置为平面平行或平面相交，并对渐开线变齿厚齿轮I和渐开线变齿厚齿轮II2的螺旋角、轴交角和节锥角之间的关系进行限定，能够利用渐开线变齿厚非圆齿轮传动实现空间相交轴倾角变速比传动，且该渐开线变齿厚非圆齿轮传动不仅继承了空间平行轴或相交轴渐开线变齿厚齿轮传动强度大、刚性好、加工制造方便和可靠性高的优点，而且还取得了非圆齿轮传动满足变速比传动的要求。
[0063] 进一步，渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2之间的轴交角小于45°。通过将渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2之间的轴交角小于45°，即将渐开线变齿厚非圆齿轮传动设置为小轴交角相交轴传动，能够利用渐开线变齿厚齿轮传动的特点，克服现有空间倾角齿轮传动在小轴交角和高速传动条件的重合度小、噪声大、对制造误差和装配误差敏感的缺点，具有更好的啮合性能。
[0064] 进一步，渐开线变齿厚非圆齿轮传动为非圆变传动比传动，渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2为相互啮合的非圆齿轮。通过将渐开线变齿厚非圆齿轮传动为非圆变传动比传动能够实现变传动比传动。
[0065] 渐开线变齿厚非圆齿轮传动的渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2组成空间相交轴变速比传动，可用于小倾角船用齿轮箱中，该齿轮箱可应用于高速舰艇，快艇上的传动装置中，实现顺车工况下小倾角变速比传动。当
船舶动力传动系统水平安装时，与小倾角船用齿轮箱
输出轴相连的螺旋桨即可以获得一定角度的入水角。同时两齿轮具有由给定的传动比函数确定的节曲线形状，即可实现所要求的传动比变化规律。
[0066] 第二实施例
[0067] 如图4所示，为本发明渐开线变齿厚非圆齿轮传动第二实施例的工作节锥面示意图。本实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮传动，包括相互啮合的渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2。本实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮I1的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II2的轴线空间交错，且：
[0068]
[0069] 其中，δw1为渐开线变齿厚非圆齿轮I的工作节锥锥角；
[0070] δw2为渐开线变齿厚非圆齿轮II的工作节锥锥角；
[0071] βw1为渐开线变齿厚非圆齿轮I节平面上的螺旋角；
[0072] βw2为渐开线变齿厚非圆齿轮II节平面上的螺旋角；
[0073] βw1、βw2取右旋为正，左旋为负；
[0074] ∑为渐开线变齿厚非圆齿轮I和渐开线变齿厚非圆齿轮II之间的轴交角。
[0075] 且本实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮传动满足以下关系：
[0076]
[0077]
[0078]
[0079] 其中，d1为渐开线变齿厚非圆齿轮I的安装距；
[0080] d2为渐开线变齿厚非圆齿轮II的安装距；
[0081] rpw1为渐开线变齿厚非圆齿轮传动的节锥切触点至渐开线变齿厚非圆齿轮I轴线的距离；
[0082] rpw2为渐开线变齿厚非圆齿轮传动的节锥切触点至渐开线变齿厚非圆齿轮II轴线的距离；
[0083] E为渐开线变齿厚非圆齿轮I的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线之间的最短距离。
[0084] 本实施例的渐开线变齿厚非圆齿轮传动，通过将渐开线变齿厚非圆齿轮I1的轴线和渐开线变齿厚非圆齿轮II的轴线设置为交错，并对渐开线变齿厚非圆齿轮I和渐开线变齿厚非圆齿轮II2的螺旋角、轴交角和节锥角之间的关系进行限定，能够利用渐开线变齿厚非圆齿轮传动实现空间交错轴倾角变速比传动，且该渐开线变齿厚非圆齿轮传动不仅继承了空间交错轴渐开线变齿厚齿轮传动强度大、刚性好、加工制造方便和可靠性高的优点，而且还取得了非圆齿轮传动满足变速比传动的要求。
[0085] 进一步，渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2之间的轴交角小于45°。通过将渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2之间的轴交角小于45°，即将渐开线变齿厚非圆齿轮传动设置为小轴交角交错轴传动，能够利用渐开线变齿厚齿轮传动的特点，克服现有空间倾角齿轮传动在小轴交角和高速传动条件的重合度小、噪声大、对制造误差和装配误差敏感的缺点，具有更好的啮合性能。
[0086] 进一步，渐开线变齿厚非圆齿轮传动为非圆变传动比传动，渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2为相互啮合的非圆齿轮，渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2的端面节曲线形状由齿轮副正确啮合条件和给定的传动比变化规律共同确定。通过将渐开线变齿厚非圆齿轮传动为非圆变传动比传动能够实现变传动比传动。
[0087] 渐开线变齿厚非圆齿轮传动的渐开线变齿厚非圆齿轮I1和渐开线变齿厚非圆齿轮II2组成空间交错轴变速比传动，可用于小倾角船用齿轮箱中，该齿轮箱可应用于高速舰艇，快艇上的传动装置中，实现倒车工况下小倾角变速比传动。当船舶动力传动系统水平安装时，与小倾角船用齿轮箱输出轴相连的螺旋桨即可以获得一定角度的入水角。同时两齿轮具有由给定的传动比函数确定的节曲线形状，即可实现所要求的传动比变化规律。
[0088] 最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行
修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。
