阅读说明：本技术 一种内啮合斜齿轮传动机构 (Inner gearing helical gear transmission mechanism ) 是由 李轩 孙立宁 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种内啮合斜齿轮传动机构,包括相啮合的内齿轮和外齿轮,内齿轮和外齿轮均为斜齿轮,外齿轮的法向齿廓曲线为圆弧曲线,内齿轮的法向齿廓曲线为摆线曲线。本发明提高了传动齿轮的齿根弯曲强度及齿面承载力,且不易发生根切,可以在相同体积及中心距条件下获得较大传动比,且大大降低了轮齿的滑动磨损,能够较好的满足高速、重载、高功率的齿轮传动要求。(The invention discloses an internal meshing helical gear transmission mechanism which comprises an internal gear and an external gear which are meshed with each other, wherein the internal gear and the external gear are helical gears, the normal tooth profile curve of the external gear is an arc curve, and the normal tooth profile curve of the internal gear is a cycloid curve. The invention improves the tooth root bending strength and the tooth surface bearing capacity of the transmission gear, is not easy to undercut, can obtain larger transmission ratio under the condition of the same volume and center distance, greatly reduces the sliding abrasion of the gear teeth, and can better meet the transmission requirements of high-speed, heavy-load and high-power gears.)

一种内啮合斜齿轮传动机构

技术领域

本发明涉及齿轮传动技术领域，具体涉及一种内啮合斜齿轮传动机构。

背景技术

齿轮是通过齿面啮合来传递运动与动力的一种基础零部件。在各类齿轮啮合副中，渐开线齿轮因具有加工制造方便、中心距可分性等特点而被广泛应用。但渐开线齿轮的轮齿偏瘦高型，齿根弯曲强度较差、齿面承载能力低，且为防止渐开线齿轮在加工过程中出现根切，其齿数至少为17个齿，因此在同样中心距与体积的情况下，现有的渐开线齿轮传动机构不能实现大传动比；同时在节圆附近靠近齿根部分的啮合齿面间，相对滑动速度过大，导致这一区域易发生严重磨损，无法满足高速、重载及高功率齿轮传动的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种内啮合斜齿轮传动机构，能够提高传动齿轮的齿根弯曲强度及齿面承载力，且不易发生根切，可以在相同体积及中心距条件下获得较大传动比，且利于降低轮齿的滑动磨损，能够较好的满足高速、重载、高功率的齿轮传动要求。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种内啮合斜齿轮传动机构，包括相啮合的内齿轮和外齿轮，所述内齿轮和外齿轮均为斜齿轮，所述外齿轮的法向齿廓曲线为圆弧曲线，所述内齿轮的法向齿廓曲线为摆线曲线。

在其中一个实施方式中，所述摆线曲线由所述圆弧曲线做包络运动形成。

在其中一个实施方式中，所述外齿轮的齿面方程为：

其中，x₁、y₁、z₁分别表示外齿轮齿面的x、y、z方向的坐标，e为外齿轮法向轮廓的分布圆半径，ρ外齿轮法向齿廓的圆弧半径，n₁为外齿轮齿数，φ₁＝2π/n₁为外齿轮相邻轮齿之间的夹角，k＝±1，γ为圆弧圆心与外齿轮中心连线的偏转角，p₁＝R₁ tan β为外齿轮螺距系数，β为螺旋角，R₁＝a/(i₁₂-1)为外齿轮基圆半径，a为外齿轮与内齿轮的中心距，i₁₂＝n₂/n₁为内齿轮与外齿轮齿数比，n₂为内齿轮齿数，

为外齿轮螺旋转角变量，为外齿轮螺旋转角最大值，B为齿轮宽度，θ₁∈[θ_1o,θ_1t]为外齿轮齿廓角参量，θ_1o为外齿轮齿廓角参量最小值，θ_1t为外齿轮齿廓角参量最大值。

在其中一个实施方式中，所述内齿轮的齿面方程为：

其中，x₂、y₂、z₂分别表示内齿轮齿面的x、y、z方向的坐标，a为外齿轮与内齿轮的中心距，φ₂＝2π/n₂为内齿轮相邻轮齿之间的夹角，α₁表示外齿轮旋转角度，α₂表示内齿轮旋转角度，p₂＝R₂ tan β为内齿轮螺距系数，R₂＝ai₁₂/(i₁₂-1)为内齿轮基圆半径，为内齿轮螺旋转角变量，为内齿轮螺旋转角最大值，θ₂∈[θ_2o,θ_2t]为内齿轮齿廓角参量，θ_2o为内齿轮齿廓角参量最小值，θ_2t为内齿轮齿廓角参量最大值。

在其中一个实施方式中，所述外齿轮与内齿轮均采用人字形齿轮。

本发明具有以下有益效果：本发明的内啮合斜齿轮传动机构，其外齿轮的法向齿廓曲线为圆弧曲线，内齿轮的法向齿廓曲线为摆线曲线，从而形成了由法向圆弧和摆线构成的共轭齿轮副，实现了螺旋啮合传动，该传动机构具有较小的滑动率，能够有效避免齿轮因滑动磨损失效；且不易发生根切，加工方便，外齿轮的齿数最小能够达到1，在相同体积及中心距条件下可实现小齿数、大传动的设计要求；该齿轮啮合副的轮齿齿高小、齿根宽，模数大，具有较好的齿根弯曲强度及齿面接触强度，齿面承载能力较大且齿轮体积较小，能够较好的满足高速、重载、高功率的传动要求。

附图说明

图1是本发明的内啮合斜齿轮传动机构的三维结构示意图；

图2图1所示的内啮合斜齿轮传动机构的正视图；

图3图1所示的外齿轮和内齿轮的法向齿廓啮合示意图；

图4图1所示的外齿轮法向齿廓曲线形成示意图；

图5图1所示的内齿轮法向齿廓曲线形成示意图；

图6图1所示的外齿轮的三维结构示意图；

图7图1所示的内齿轮的三维结构示意图；

图中：1、外齿轮，2、内齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1-图3所示，本实施例公开了一种内啮合斜齿轮传动机构，包括相啮合的内齿轮2和外齿轮1，内齿轮2和外齿轮1均为斜齿轮，外齿轮1的法向齿廓曲线为圆弧曲线，内齿轮2的法向齿廓曲线为摆线曲线。

进一步地，摆线曲线由圆弧曲线做包络运动形成。

如图4所示，外齿轮1的法向齿廓曲线为圆弧曲线1a，该圆弧曲线1a的半径为ρ，该圆弧曲线1a所在的产型圆(半径为ρ)为1b，如图5所示，该圆弧曲线1a所在的产型圆1b根据相对运动关系做包络运动形成摆线曲线2b,内齿轮2的法向齿廓曲线2a就是该摆线曲线2b的一部分。

在其中一个实施方式中，外齿轮1的结构参阅图6，外齿轮1的齿面方程为：

其中，x₁、y₁、z₁分别表示外齿轮1齿面的x、y、z方向的坐标，e为外齿轮1法向轮廓的分布圆半径，ρ外齿轮1法向齿廓的圆弧半径，n₁为外齿轮1的齿数，φ₁＝2π/n₁为外齿轮1相邻轮齿之间的夹角，k＝±1，k＝1则表示该齿面方程对应的是轮齿的左侧齿面，k＝-1则表示该齿面方程对应的是对应轮齿的右侧齿面，γ为圆弧圆心与外齿轮中心O₁连线的偏转角，p₁＝R₁tanβ为外齿轮1的螺距系数，β为螺旋角，R₁＝a/(i₁₂-1)为外齿轮1的基圆半径，a为外齿轮1与内齿轮2的中心距，i₁₂＝n₂/n₁为内齿轮2与外齿轮1的齿数比，n₂为内齿轮2的齿数，

为外齿轮1的螺旋转角变量，为外齿轮1的螺旋转角最大值，B为齿轮宽度，θ₁∈[θ_1o,θ_1t]为外齿轮1的齿廓角参量，θ_1o为外齿轮1的齿廓角参量最小值，θ_1t为外齿轮1的齿廓角参量最大值。

其中，外齿轮1和内齿轮2的螺旋角β是相同的，齿轮宽度B也是相同的。

进一步地，内齿轮2的结构参阅图7，内齿轮2的齿面方程为：

其中，x₂、y₂、z₂分别表示内齿轮2齿面的x、y、z方向的坐标，a为外齿轮1与内齿轮2的中心距，φ₂＝2π/n₂为内齿轮2的相邻轮齿之间的夹角，α₁表示外齿轮1的旋转角度，α₂表示内齿轮2的旋转角度，也即在由圆弧曲线做包络运动形成摆线曲线的包络运动中内齿轮2的旋转角度；

p₂＝R₂ tan β为内齿轮2的螺距系数，R₂＝ai₁₂/(i₁₂-1)为内齿轮2的基圆半径，为内齿轮2的螺旋转角变量，为内齿轮2的螺旋转角最大值，θ₂∈[θ_2o,θ_2t]为内齿轮2的齿廓角参量，θ_2o为内齿轮2的齿廓角参量最小值，θ_2t为内齿轮2的齿廓角参量最大值。

在其中一个实施方式中，外齿轮1和内齿轮2均可采用人字形齿轮，也即外齿轮1和内齿轮2的齿面均可以设计成轴向对称且螺旋方向相反的人字形结构，以更好地消除齿轮对中心轴的横向力。

上述外齿轮1和内齿轮2构成的传动机构适用于内啮合定轴齿轮传动，且为平行轴内啮合齿轮传动。

本实施例的内啮合斜齿轮传动机构，其外齿轮1的法向齿廓曲线为圆弧曲线，内齿轮2的法向齿廓曲线为摆线曲线，从而形成了由法向圆弧和摆线构成的共轭齿轮副，实现了螺旋啮合传动，该传动机构具有较小的滑动率，能够有效避免齿轮因滑动磨损失效；且不易发生根切，加工方便，外齿轮的齿数最小能够达到1，在相同体积及中心距条件下可实现小齿数、大传动的设计要求；该齿轮啮合副的轮齿齿高小、齿根宽，模数大，具有较好的齿根弯曲强度及齿面接触强度，齿面承载能力较大且齿轮体积较小，能够较好的满足高速、重载、高功率的传动要求。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。