專利名稱：：弧螺旋圓柱齒輪及弧齒條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)齒輪，尤其是一種弧螺旋齒線圓柱齒輪及延伸理論導(dǎo)論出的弧齒條。同原理，兩種原件互相嚙合，使其運(yùn)動(dòng)方式相互轉(zhuǎn)換。
背景技術(shù)：
：齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最廣泛的一種傳動(dòng)形式，目前圓柱齒輪“齒線”有三種形式直齒輪(正齒輪)，斜齒輪(螺旋齒輪)，人字齒輪(雙螺旋齒輪)第四種形式是鮮為人知的“圓弧齒線圓柱齒輪”，是1975年由美國發(fā)表的“曲齒線嚙合形式”研究課題。1986年國際新技術(shù)展覽會(huì)展出樣品在齒寬中央截面為漸開線齒形，離開中央變?yōu)榻浦?，“齒線”接觸面局部不產(chǎn)生載荷，三項(xiàng)精度與理想形態(tài)不符。因此國內(nèi)從1990年至今出現(xiàn)了許多該課題的專利申請名稱“圓柱弧齒輪”，“弧齒圓柱齒輪”，“弧齒面圓柱齒輪”，“拱弧圓柱齒輪”，“漸開線-圓弧齒輪”“雙向圓弧齒輪”等等，通過檢索信息，研究后發(fā)現(xiàn)該齒輪的嚙合理論還缺乏系統(tǒng)性研究，運(yùn)動(dòng)精度，傳動(dòng)平穩(wěn)性，接觸精度，以及各種設(shè)計(jì)參數(shù)缺乏論證依據(jù)。迄今為止，都不能得到很好的推廣應(yīng)用。尤其是“弧齒條”國內(nèi)外沒有
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是攻克了國際研究課題——?jiǎng)?chuàng)建了新的原理定義，以及論證了各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)，檢驗(yàn)公式，通用標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算手冊，制造出理想形態(tài)傳動(dòng)平穩(wěn)、體積小、重量輕、扭矩大、壽命長的高精度高強(qiáng)度弧螺旋圓柱齒輪及弧齒條。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種弧螺旋圓柱齒輪，輪齒由凸齒面、凹齒面、齒根面和齒頂面組成，輪齒齒長的中點(diǎn)截面在凸齒面和凹齒面上的輪廓線為正齒輪的漸開線齒形，離開中點(diǎn)的截面變?yōu)樾饼X輪漸開線齒形，該正齒輪漸開線齒形由中點(diǎn)分別向兩端沿凸齒面上的凸面齒頂弧線、凸面齒根弧線和凹齒面上的凹面齒根弧線、凹面齒頂弧線螺旋至斜輪齒兩端面的輪廓漸開線位置，形成一端右旋弧形斜齒，另一端左旋弧形斜齒的雙向螺旋齒線構(gòu)成的雙向弧螺旋輪齒，該雙向弧螺旋輪齒的螺旋角3是個(gè)變量，它是輪齒兩端齒向弧切線與軸向的夾角，它由輪齒齒長的中點(diǎn)截面輪廓線、零度起向弧螺旋輪齒兩端逐漸變大。雙向弧螺旋輪齒的漸開線曲率半徑是變量，即端面斜齒輪漸開線曲率半徑1~2>中點(diǎn)正齒輪漸開線曲率半徑r1;r2的漸開線曲率半徑隨螺旋角3變化而變化，3越大巧越大，假設(shè)螺旋角0變到90°時(shí)，斜齒輪端面漸開線的曲率半徑r2將扭曲展延呈直線，即巧=00o雙向弧螺旋輪齒沿齒線法向的齒厚c和齒溝寬d是變量，由雙向弧螺旋輪齒的齒面寬L中點(diǎn)K向兩端漸縮，禮、R2為雙向弧螺旋輪齒齒線弧曲率半徑，齒根面與齒頂面的形狀是不等曲月牙，齒線弧曲率半徑關(guān)系式凸面齒頂弧R=凹面齒根弧R<凸齒面輪齒齒線弧隊(duì)=凹齒面輪齒齒線弧R2<凸面齒根弧R=凹面齒頂弧R；假設(shè)雙向弧螺旋輪齒的壓力角a為零度時(shí)，輪齒各齒線弧曲率半徑變化關(guān)系式R(9)=R(10)=R(ll)=R(12)==&導(dǎo)致1^與1^重疊，輪齒頂面.齒根面.以及分度圓展開截面完全相同，呈等曲月牙形狀。雙向弧螺旋輪齒任意端截面都呈現(xiàn)規(guī)矩的漸開線齒形，齒深處處相等；應(yīng)滿足以下三個(gè)條件(一)雙向弧螺旋齒的端面壓力角ag是變量，aa法，端面壓力角a端隨同螺旋角0變化而變化，螺旋角0越大，端面齒形壓力角a$越大；(二)若壓力角a為零度，a$不隨同螺旋角0變化，這時(shí)端面齒形壓力角a$恒等于零度；(三)雙向弧螺旋輪齒沿齒向的法向壓力角a不隨同螺旋角0變化。雙向弧螺旋輪齒的分度圓端面齒距等于中點(diǎn)齒距，即端面齒厚a=端面齒溝寬b=中點(diǎn)齒厚c=中點(diǎn)齒溝寬d，斜齒端面模數(shù)恒等于中點(diǎn)正齒輪模數(shù)。一種弧齒條，齒牙由凸齒面、凹齒面、齒根面、齒頂面組成，能與弧螺旋圓柱齒輪嚙合，當(dāng)上述弧螺旋圓柱齒輪分度圓展開，直徑無限大時(shí)便形成了弧齒條；此時(shí)，弧螺旋圓柱齒輪上的螺旋消失，漸開線呈直線；弧齒條上的齒頂面和齒根面上的凸凹齒線延長相交面形狀呈現(xiàn)月牙形。每一個(gè)齒牙的齒線弧曲率半徑應(yīng)滿足的關(guān)系式凸面齒頂弧線曲率半徑R(9-l)=凹面齒根弧線曲率半徑R(ll-l)<凸面齒根弧線曲率半徑R(10-l)=凹面齒頂弧線曲率半徑R(12-l)。所述齒牙的齒線在分度線截面是等曲月牙形狀。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)1、該齒輪和齒條分度圓等曲弧螺旋嚙合軌跡嚴(yán)密精確，以及凹齒面頂弧等于凸齒面根弧，大于凸齒面頂弧和凹齒面根弧，形成了100%接觸面，創(chuàng)建了新的嚙合理論。齒輪任意端截面都呈現(xiàn)規(guī)矩的漸開線齒形。使輪副在嚙入和脫離的重疊系數(shù)內(nèi)齒面上任意點(diǎn)都能產(chǎn)生載荷，接觸面積高于同比齒面寬的任何齒輪和齒條。所以其承載能力和使用壽命高于現(xiàn)有的齒輪齒條。2、該齒輪和齒條三項(xiàng)精度高于同類其它產(chǎn)品。齒面寬中點(diǎn)是正齒輪，離開中點(diǎn)變?yōu)樾饼X輪，螺旋角是個(gè)變量，向兩端延月牙弧螺旋線逐漸變大，法向模數(shù)是個(gè)變量，法向模數(shù)向兩端延月牙弧螺旋線逐漸變小。法向齒厚和齒溝寬是個(gè)變量，由齒面寬中點(diǎn)向兩端漸縮。漸開線曲率是個(gè)變量，由齒面寬中點(diǎn)向兩端漸大。形同立體月牙纏繞在圓柱體上，形成了弧螺旋線，彎曲的齒長中點(diǎn)齒最厚，是全齒強(qiáng)度的最高點(diǎn)，無論正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，嚙入過程中產(chǎn)生了螺旋延續(xù)接替，保持了傳動(dòng)平穩(wěn)，且由于運(yùn)動(dòng)軌跡嚴(yán)密精確無間隙而無噪音(公理運(yùn)動(dòng)精度和噪音是由于嚙合間隙與漸開線誤差造成的，嚴(yán)重影響高速傳動(dòng)。齒輪的強(qiáng)度和壽命除材料外，與形狀和三項(xiàng)精度都有關(guān)，形狀和三項(xiàng)精度與制造技術(shù)有關(guān)，制造技術(shù)是依據(jù)嚙合理論進(jìn)行的。)30多年來，這個(gè)嚙合理論理想形狀不完善，在使用中由于曲齒面物理形狀堅(jiān)固而比人字齒輪強(qiáng)度高，但三項(xiàng)精度受理論限制，沒有100%接觸面的論證依據(jù)，雖然能用，但高速不過關(guān)，低速不理想，制造成本高。遏制了該齒種的普及應(yīng)用。本發(fā)明在理論與實(shí)踐上完成了這個(gè)理想形態(tài)的制造，使輪副在嚙入和脫離的過程中，重疊系數(shù)內(nèi)所有齒面上的任意點(diǎn)都能產(chǎn)生載荷，受力點(diǎn)分布均勻。3、由于端面模數(shù)恒等于中點(diǎn)正齒輪模數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高度和角度變位，拓寬了中心距和模數(shù)選擇自由度，為普及應(yīng)用提供了設(shè)計(jì)和檢驗(yàn)參數(shù)依據(jù)。4、由于齒向?yàn)閳A弧齒線，可以延齒線旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度(士2.5°)不影響傳動(dòng)。所以輪副安裝平行度誤差適應(yīng)性強(qiáng)，能自找最佳接觸位置，實(shí)現(xiàn)在0°5°以內(nèi)負(fù)載自由軸交4傳動(dòng)。也就是說，不怕主動(dòng)與從動(dòng)機(jī)架之間發(fā)生振擺。例如重載回轉(zhuǎn)設(shè)備，驅(qū)動(dòng)機(jī)架與筒體從動(dòng)輪分體安裝，工作振動(dòng)對直齒或斜齒輪使用壽命影響極大。若采用本發(fā)明即可解決上述問題。在齒輪應(yīng)用范圍能引發(fā)設(shè)計(jì)新突破，比如上下、左右、前后0°5°以內(nèi)的搖擺式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，或應(yīng)用在0°5°以內(nèi)的軸交傳動(dòng)。5、本發(fā)明齒形結(jié)構(gòu)類似于人字齒輪，無軸向力，解決了微型無空刀槽人字齒輪的制造難題?？商娲俗铸X輪在某些領(lǐng)域的應(yīng)用，填補(bǔ)了微型無空刀槽人字齒輪的空白。制造成本低于人字齒輪，相當(dāng)于斜齒輪。批量大的齒輪能形成自動(dòng)化生產(chǎn)，成本相當(dāng)于直齒輪。6、本發(fā)明中的弧齒條象彎曲的無空刀槽人字齒條，無軸向力，填補(bǔ)了無空刀槽人字齒條的空白。7、本發(fā)明應(yīng)用在各種減速機(jī)上，在同比扭矩相同前提下能使外形體積縮小，起到了節(jié)能節(jié)時(shí)節(jié)料的連鎖效應(yīng)，是傳動(dòng)機(jī)體所有制造環(huán)節(jié)減輕了重量降低了成本。若重載大齒圈采用本發(fā)明效果則更顯著，能使同比扭矩的齒圈減輕成倍的重量，節(jié)約大量合金鋼材。它能使各種龐大的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)縮小體積，和集成塊發(fā)明的效果異曲同工，可在有限的空間內(nèi)傳遞極大的扭矩，不打牙。抗擊突然停轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)造成的瞬間巨大沖擊力，比相同齒面寬的人字齒輪大數(shù)倍。人字齒輪的空刀槽把最強(qiáng)有力的齒中角鋼連體斷開，失去了相互的支撐力，占用了有用的空間，這就是為什么本發(fā)明能使機(jī)械傳動(dòng)縮小體積的論點(diǎn)之o8、本發(fā)明應(yīng)用范圍非常廣闊，應(yīng)用在各種行業(yè)領(lǐng)域，是直齒、斜齒、人字齒輪的更新?lián)Q代產(chǎn)品。由于直齒輪，斜齒輪，人字齒輪，受力形式形同直板，而弧螺旋圓柱齒輪受力形式象“趙州拱形橋”，接觸面是拱形全齒受力，所以可代替硬齒面減速齒輪(因?yàn)樾饼X輪是螺旋點(diǎn)接觸，局部重疊系數(shù)的受力點(diǎn)壓強(qiáng)很大，才采用硬齒面齒輪)。硬齒面齒輪制造成本很。9、因該齒輪強(qiáng)度非常高，擴(kuò)展了齒輪材料范圍，尼龍鋁合金等能制造重量很輕的齒輪，該齒輪能實(shí)現(xiàn)銑齒、磨齒、擠齒、珩齒工藝，制造體積小、重量輕、扭矩大、壽命長的高精度高強(qiáng)度齒輪，是航空航天最好的傳動(dòng)齒輪。潛艇軍工如果采用將會(huì)在世界領(lǐng)先。10、經(jīng)重慶大學(xué)機(jī)械傳動(dòng)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室對比試驗(yàn)鑒定，負(fù)載高速機(jī)械效率曲線高于其它齒輪，溫升曲線低于其它齒輪。(高速重載溫度很低)圖1為弧螺旋圓柱齒輪單齒立體圖；圖2為圖1的端面主視圖；圖3為圖2的A-A分度圓展開剖面圖；圖4為弧齒條立體圖；圖5是論證圖1和圖3的公式定義圖；圖6是推論驗(yàn)證圖；圖7是等曲月牙齒線圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，攻克了嚙合理想形態(tài)工藝關(guān)，創(chuàng)建了“弧螺旋圓柱齒輪原理與制造”系統(tǒng)理論，論證了各種參數(shù)依據(jù)，圖中的R和L及m比值關(guān)系本申請人將其稱為“完顏學(xué)明標(biāo)準(zhǔn)”規(guī)范了刀具標(biāo)準(zhǔn)，配套了工藝標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)明了“弧螺旋圓柱齒輪和弧齒條”及各種制齒機(jī)床，擴(kuò)展了應(yīng)用范圍。本發(fā)明弧螺旋圓柱齒輪主要結(jié)構(gòu)輪齒如圖1所示由凸齒面1、凹齒面2、齒根3、齒頂4組成。齒長L的中點(diǎn)截面輪廓線13、14為正齒輪的漸開線齒形，離開中點(diǎn)的截面變?yōu)樾饼X輪漸開線齒形，正齒輪的漸開線齒形分別向兩端沿凸齒面1上的凸面弧線9、10和凹齒面2上的凹面弧線11、12螺旋至斜輪齒兩端面的輪廓漸開線5、6、7、8位置，形成一端右旋弧形斜齒，另一端左旋弧形斜齒的雙向螺旋齒線構(gòu)成的雙向螺旋齒。該雙向弧螺旋輪齒的螺旋角0是個(gè)變量，它是兩端齒向弧切線與軸向的夾角，它由輪齒齒長的中點(diǎn)截面輪廓線13、14零度起向弧螺旋輪齒兩端逐漸變大。兩端弧形斜齒5、6、7、8漸開線的曲率半徑大于齒長中點(diǎn)13、14正齒輪漸開線的曲率半徑，(如圖2)，雙向弧螺旋輪齒的漸開線曲率是變量，r2的漸開線曲率半徑隨螺旋角0變化而變化，0越大r2越大，假設(shè)螺旋角3變到90°時(shí)，漸開線的曲率半徑巧將扭曲展延呈直線，即巧=⑴。(圖3)中分度圓展開剖面，齒和齒溝的形狀大小完全相同，即端面齒厚a=端面齒溝寬b=中點(diǎn)齒厚c=中點(diǎn)齒溝寬d，^=R2……Rn。a、b為L兩端面齒厚和齒溝寬，c、d為L中點(diǎn)齒厚和齒溝寬，分別向兩端沿雙向弧螺旋輪齒齒線弧曲率半徑R漸縮，當(dāng)L/R=2時(shí)兩端齒厚和齒溝寬消失為零。輪副嚙合條件分度圓展開剖面等曲式隊(duì)=R2……Rn。(圖1)弧線9、10、11、12的曲率半徑與(圖3)的R值相關(guān)式R10=R12>R>R9=R11。雙向弧螺旋齒任意端截剖面都呈現(xiàn)規(guī)矩的漸開線齒形，齒深處處相等。齒長L中點(diǎn)正齒輪模數(shù)恒等于兩端弧形斜齒的端面模數(shù)。雙向弧螺旋輪齒沿齒線法向的齒厚c和齒溝寬d是變量，由雙向弧螺旋輪齒的齒面寬L中點(diǎn)K向兩端漸縮，禮、R2為雙向弧螺旋輪齒齒線弧曲率半徑，齒根面3與齒頂面4的形狀是不等曲月牙，齒線弧曲率半徑關(guān)系式凸面齒頂弧R9=凹面齒根弧R11<凸齒面輪齒齒線弧禮=凹齒面輪齒齒線弧R2<凸面齒根弧R10=凹面齒頂弧R12；假設(shè)雙向弧螺旋輪齒的壓力角a為零度時(shí)，齒根面3與齒頂面4形狀呈等曲月牙(如圖6)，輪齒各齒線弧曲率半徑變化關(guān)系式R9=R10=Rll=R12==R2導(dǎo)致與L2重疊，輪齒頂面.齒根面呈等曲月牙形狀，與分度圓展開A-A剖面等曲月牙相同。齒面寬L是經(jīng)過實(shí)踐優(yōu)選截取“月牙”中間段，“稱月牙齒線”。當(dāng)分度圓展開齒輪直徑無限大就形成圖3.5.6——呈現(xiàn)齒條形狀，圖5圖6論證權(quán)利要求書中的各個(gè)公式的定義，圖5論證以下各式a=b=c=d導(dǎo)論出端面模數(shù)m=中點(diǎn)模數(shù)m。等曲式R1=R2……Rn。針對圖1圖3所有曲率半徑的關(guān)系式R9=Rll<=R2<RIO=R12，是由于齒形的壓力角a形成的齒向截面為梯形。齒根弧與齒頂弧的曲率半徑凸凹交叉相等，月牙形面積大小相等，面積小于圖5A-A剖面的等曲月牙。論證假設(shè)壓力角a為零度，齒向截面呈矩形，形成圖6，凸弧面延呈外圓柱體，凹弧面延呈內(nèi)圓柱體。各曲率半徑關(guān)系式凸面齒頂弧線曲率半徑R9=凸面齒根弧線曲率半徑R10=凹面齒根弧線曲率半徑R11=凹面齒頂弧線曲率半徑R12=凸齒面弧線曲率半徑札=凹齒面弧線曲率半徑R2導(dǎo)致k與L2重疊，齒根齒頂月牙與A-A剖面等曲月牙相同，定義圓柱體每個(gè)徑向截面直徑相等，圖6中標(biāo)號11、12、是內(nèi)圓柱體半徑，標(biāo)號9、10、R2是外圓柱體半徑。正因?yàn)閴毫莂關(guān)系，齒向截面呈梯形，使凸凹弧面延呈圓椎體，凸齒面外椎尖向上，凹齒面內(nèi)椎尖向下，兩根齒條嚙合形式由如外椎進(jìn)入內(nèi)椎形成100%接觸面。因此形成圖5凸面齒頂弧線9、凸面齒根弧線10、凹面齒根弧線11、凹面齒頂弧線12的曲率半徑與分度圓展開截面R1的相關(guān)式凸面齒根弧R10=凹面齒頂弧R12>R1>凸面齒頂弧R9=凹面齒根弧R11。定義圓椎體每個(gè)徑向截面直徑不等，椎體大端截面直徑>椎尖截面直徑。如圖7所示由月牙尖弦長公式論證出k小于直徑，凸面弧R2長大于半圓，凹面弧隊(duì)長小于半圓，弧長之差正負(fù)值相等。k=AB<2R。月牙尖弦長定式AB=2^R2-(m-^)2(式中m是模數(shù))。c=00’Rl=R2雙向弧螺旋輪齒任意端截面都呈現(xiàn)規(guī)矩的漸開線齒形，齒深處處相等；應(yīng)滿足以下三個(gè)條件(一)雙向弧螺旋齒的端面壓力角ag是變量，aa法，端面壓力角a端隨同螺旋角0變化而變化，螺旋角0越大，端面齒形壓力角a$越大；(二)若壓力角a為零度，a$不隨同螺旋角0變化，這時(shí)端面齒形壓力角a$恒等于零度；(三)雙向弧螺旋輪齒沿齒向的法向壓力角a不隨同螺旋角0變化?；↓X條，是和弧螺旋圓柱齒輪嚙合的配副齒條。(如圖4)齒牙由凸齒面1-1、凹齒面2-1、齒根3-1、齒頂4-1組成。漸開線呈直線。上述(圖3)中分度圓展開剖面為該齒條分度線剖面形狀。齒和齒溝的形狀大小完全相同，相間排列。等曲式氓=12=13……Rn，等形式a=b=c=d。c、d為齒長L中點(diǎn)齒厚和齒溝寬，分別向兩端沿禮、R2漸縮，當(dāng)L/R=2時(shí)兩端齒厚和齒溝寬縮為零。齒條與齒輪嚙合條件圖4中弧線9-1、12-1、11-1、10-1的曲率半徑與(圖3)的R值相關(guān)式R12-1=R10-1>R>R9-1=R11-1。斜齒端面模數(shù)恒等于中點(diǎn)正齒輪模數(shù)?；÷菪龍A柱齒輪特點(diǎn)1、由于斜齒端面模數(shù)恒等于中點(diǎn)正齒輪模數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高度和角度變位，拓寬了中心距和模數(shù)選擇自由度。對輪輻安裝平行度適應(yīng)性強(qiáng)，沿齒線可以在0度-5度以內(nèi)負(fù)載自由軸交傳動(dòng)，就是說不怕主動(dòng)與從動(dòng)輪機(jī)架之間發(fā)生振擺。例如重載回轉(zhuǎn)設(shè)備驅(qū)動(dòng)機(jī)架與筒體從動(dòng)輪分體安裝，工作振動(dòng)對直齒或斜齒輪使用壽命影響極大。如采用本發(fā)明就可以解決上述問題。2、形狀驗(yàn)證將兩根齒條嚙合對扣在一起，齒面接觸率100%全嚙合。導(dǎo)論當(dāng)弧螺旋圓柱齒輪直徑無限大時(shí)變成了弧齒條。該齒輪和齒條無論正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)都能夠100%齒面接觸。任意端截面都呈現(xiàn)規(guī)矩的漸開線齒形。使輪副在嚙入和脫離的重疊系數(shù)內(nèi)齒面上任意點(diǎn)都能產(chǎn)生載荷，接觸面積高于同比齒面寬的任何齒輪和齒條。3、彎曲的齒面中點(diǎn)齒最厚是全齒長強(qiáng)度最高點(diǎn)，往兩端嚙入過程中產(chǎn)生了螺旋延續(xù)接替保持傳動(dòng)平穩(wěn)，且由于運(yùn)動(dòng)軌跡嚴(yán)密精確無間隙而無噪音，本發(fā)明結(jié)構(gòu)可使齒面在嚙入和脫離過程，重迭系數(shù)內(nèi)齒面上的任意點(diǎn)都能接觸到產(chǎn)生載荷，受力點(diǎn)分布均勻。(高速重載發(fā)生溫度很低)。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)數(shù)據(jù)對比如下表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>本發(fā)明與現(xiàn)有齒線對比現(xiàn)有技術(shù)公開的等厚弧齒線齒輪與本專利申請?jiān)卵例X線齒輪的區(qū)別等厚齒凸凹面齒線延長不相交，必呈環(huán)狀。而本專利申請?jiān)卵例X線的凸凹面齒線延長相交于兩端，在分度圓展開剖面齒線呈等曲月牙(如圖3.5.6.7所示)。這樣兩齒輪嚙合，一個(gè)齒輪凹齒面受力，另一個(gè)齒輪是凸齒面受力，凹面齒頂弧12嚙入時(shí)必與凸面齒根弧10接觸，同理凸面齒頂弧9與凹面齒根弧11接觸，分度圓展開截面是等曲的，只有曲率半徑相等，接觸才能嚴(yán)絲合縫，又因?yàn)榛↓X面是螺旋弧，因此齒面在滾動(dòng)過程中處處都能接觸受力，保證齒面接觸100%;比人字齒輪接觸面積大數(shù)十倍。人字齒輪的空刀槽將人字連體角鋼最強(qiáng)有力的部分?jǐn)嚅_，即削弱了強(qiáng)度，又占有了空間，這就是本發(fā)明是機(jī)械傳動(dòng)能縮小體積的論點(diǎn)。權(quán)利要求一種弧螺旋圓柱齒輪，輪齒由凸齒面(1)、凹齒面(2)、齒根面(3)和齒頂面(4)組成，其特征是輪齒齒長的中點(diǎn)截面在凸齒面(1)和凹齒面(2)上的輪廓線(14)、(13)為正齒輪的漸開線齒形，離開中點(diǎn)的截面變?yōu)樾饼X輪漸開線齒形，該正齒輪漸開線齒形由中點(diǎn)分別向兩端沿凸齒面(1)上的凸面齒頂弧線(9)、凸面齒根弧線(10)和凹齒面(2)上的凹面齒根弧線(11)、凹面齒頂弧線(12)螺旋至斜輪齒兩端面的輪廓漸開線(5)、(6)及(7)、(8)位置，形成一端右旋弧形斜齒，另一端左旋弧形斜齒的雙向螺旋齒線構(gòu)成的雙向弧螺旋輪齒，該雙向弧螺旋輪齒的螺旋角β是個(gè)變量，它是輪齒兩端齒向弧切線與軸向的夾角，它由輪齒齒長的中點(diǎn)截面輪廓線(13)、(14)零度起向弧螺旋輪齒兩端逐漸變大。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧螺旋圓柱齒輪，其特征是雙向弧螺旋輪齒的漸開線曲率半徑是變量，即端面斜齒輪漸開線曲率半徑巧>中點(diǎn)正齒輪漸開線曲率半徑巧;r2的漸開線曲率半徑隨螺旋角0變化而變化，0越大r2越大，假設(shè)螺旋角0變到90°時(shí)，斜齒輪端面漸開線的曲率半徑r2將扭曲展延呈直線，即r2=⑴。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的弧螺旋圓柱齒輪，其特征是雙向弧螺旋輪齒沿齒線法向的齒厚c和齒溝寬d是變量，由雙向弧螺旋輪齒的齒面寬L中點(diǎn)K向兩端漸縮，禮、R2為雙向弧螺旋輪齒齒線弧曲率半徑，齒根面(3)與齒頂面(4)的形狀是不等曲月牙，齒線弧曲率半徑關(guān)系式凸面齒頂弧R(9)=凹面齒根弧R(ll)<凸齒面輪齒齒線弧札=凹齒面輪齒齒線弧R2<凸面齒根弧R(10)=凹面齒頂弧R(12)；假設(shè)雙向弧螺旋輪齒的壓力角a為零度時(shí)，輪齒各齒線弧曲率半徑變化關(guān)系式<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>致k與1^2重疊，輪齒頂面.齒根面.以及分度圓展開截面完全相同，呈等曲月牙形狀。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的弧螺旋圓柱齒輪，其特征是雙向弧螺旋輪齒任意端截面都呈現(xiàn)規(guī)矩的漸開線齒形，齒深處處相等；應(yīng)滿足以下三個(gè)條件(一)雙向弧螺旋齒的端面壓力角a$是變量，aa，端面壓力角a$隨同螺旋角0變化而變化，螺旋角3越大，端面齒形壓力角a$越大；(二)若壓力角a為零度，a$不隨同螺旋角3變化，這時(shí)端面齒形壓力角a$恒等于零度；(三)雙向弧螺旋輪齒沿齒向的法向壓力角aii不隨同螺旋角0變化。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的弧螺旋圓柱齒輪，其特征是雙向弧螺旋輪齒的分度圓端面齒距等于中點(diǎn)齒距，即端面齒厚a=端面齒溝寬b=中點(diǎn)齒厚c=中點(diǎn)齒溝寬d，斜齒端面模數(shù)恒等于中點(diǎn)正齒輪模數(shù)。6.一種弧齒條，齒牙由凸齒面(1-1)、凹齒面(2-1)、齒根面(3-1)、齒頂面(4-1)組成，能與權(quán)利要求1所述的弧螺旋圓柱齒輪嚙合，其特征是當(dāng)上述弧螺旋圓柱齒輪分度圓展開，直徑無限大時(shí)便形成了弧齒條；此時(shí)，弧螺旋圓柱齒輪上的螺旋消失，漸開線呈直線；弧齒條上的齒頂面(4-1)和齒根面(3-1)上的凸凹齒線延長相交面形狀呈現(xiàn)月牙形。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的弧齒條，其特征是每一個(gè)齒牙的齒線弧曲率半徑應(yīng)滿足的關(guān)系式凸面齒頂弧線曲率半徑R(9-l)=凹面齒根弧線曲率半徑R(ll-l)<凸面齒根弧線曲率半徑R(10-l)=凹面齒頂弧線曲率半徑R(12-l)。8.根據(jù)權(quán)利要求7項(xiàng)所述的弧齒條，其特征是所述齒牙的齒線在分度線截面是等曲月牙形狀。全文摘要本發(fā)明公開一種弧螺旋圓柱齒輪，輪齒齒長的中點(diǎn)截面在凸齒面(1)和凹齒面(2)上的輪廓線(14)、(13)為正齒輪的漸開線齒形，離開中點(diǎn)的截面變?yōu)樾饼X輪漸開線齒形，該正齒輪漸開線齒形由中點(diǎn)分別向兩端沿凸齒面(1)上的凸面齒頂弧線(9)、凸面齒根弧線(10)和凹齒面(2)上的凹面齒根弧線(11)、凹面齒頂弧線(12)螺旋至斜輪齒兩端面的輪廓漸開線(5)、(6)及(7)、(8)位置，形成一端右旋弧形斜齒，另一端左旋弧形斜齒的雙向螺旋齒線構(gòu)成的雙向弧螺旋輪齒。該齒輪和齒條分度圓等曲弧螺旋嚙合軌跡嚴(yán)密精確，以及凹齒面頂弧等于凸齒面根弧，大于凸齒面頂弧和凹齒面根弧，形成了100％接觸面，創(chuàng)建了新的嚙合理論。文檔編號F16H55/26GK101818802SQ200910064288公開日2010年9月1日申請日期2009年2月27日優(yōu)先權(quán)日2009年2月27日發(fā)明者完顏嚴(yán),完顏學(xué)明,完顏志翰申請人:完顏學(xué)明