CN203809612U - 一种双圆弧修正摆线齿轮行星轮系 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种双圆弧修正摆线齿轮行星轮系，属于齿轮技术及机械设备齿轮传动设计技术领域。本实用新型包括行星轮，中心轮，内齿圈；行星轮与中心轮为外接触内啮合，内齿圈与行星轮为内接触内啮合，其啮合形式都是内啮合，相对于渐开线齿轮的凸凸曲线接触外啮合形式，有效地提高了齿轮啮合的接触强度。该轮系的特点是传动过程中，传动比为定值、传动平稳可靠；侧隙和顶隙较大，传动灵活；齿顶高和齿根高较小不易卡滞；齿轮的齿根厚度大，齿根强度高。适用于高接触强度、高寿命的齿轮传动***中。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双圆弧修正摆线齿轮行星轮系，属于齿轮技术及机械设备齿轮传动设计领域。
背景技术
在机械传动中，齿轮机构是机械传动中具有独立功能的最基本单元，它是机械传动的基础，能完成运动的传递及力和功率的传递，齿轮的品种与质量直接影响着机械的性能。同时，齿轮的失效在故障中占据了主要地位，对于提高齿轮在机械传动***中的性能、质量和可靠性大都采用对齿面进行热处理、修形、提高齿轮的加工精度、增加润滑油等方法，但是这些方法普遍的存在一定的缺陷和局限。在现有公知的技术中，几种常用的齿轮结构在提高齿轮在传动和啮合过程方面都有各自的优势，但是在齿轮传动过程中，对于降低齿轮接触应力，提高承载能力，工作寿命方面仍存在问题。
CN202326976U 中公开了一种渐开线圆弧齿轮齿，包括齿顶圆弧、齿底圆弧及设置在两侧过渡修正用的渐开线，齿宽和齿高相等。这种齿轮在传动时，虽然接近于圆与圆之间的滚动摩擦，摩擦系数非常小，减少了传动损耗。但是这种渐开线圆弧齿轮在啮合过程中齿廓的接触线为直线，随着齿轮转速的升高或者负载的加大，齿轮轴的弯曲变形也会加大从而会引起载荷沿接触线分布不均。导致齿轮在传动过程中出现啮入、啮出时速度波动，缩短了使用寿命，降低了承载能力，增大了振动及噪声。
CN202851869U 中公开了一种高速、重载荷的泛摆线齿轮，包括泛摆线齿轮、泛平摆线齿条；他们可以组成内啮合、外啮合、齿轮与齿条啮合等各种传动副。虽然该种齿轮的滑动率比渐开线齿轮滑动率低很多，且承载能力高。但是这种齿轮在传动过程中，中心距不能变化，若发生变化，则会使其瞬时传动比发生变化。并且这一种摆线齿轮的每一种参数都须要一把专门的滚刀，加工成本高，对于齿数少、齿距大的滚刀，设计制造存在很大的困难。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：在渐开线齿轮、圆弧齿轮和摆线齿轮以及现有公知技术的基础上，提供了一种双圆弧修正摆线齿轮行星轮系，所应用的齿轮是双圆弧修正摆线齿轮，这种轮系属于凹凸啮合形式，区别于现有齿轮的凸凸啮合形式，使传递运动准确、平稳，改善了齿轮的传动和啮合特性，达到了提高承载能力，延长齿轮寿命、降低振动和噪音的目的。
本实用新型技术方案是：一种双圆弧修正摆线齿轮行星轮系，包括内齿圈1、行星轮2、中心轮3；内齿圈1包括修正外摆线Ⅰ6、修正内摆线Ⅰ7、节圆Ⅰ8，行星轮2包括修正外摆线Ⅱ9、修正内摆线Ⅱ10、节圆Ⅱ11，中心轮3包括修正外摆线Ⅲ12、修正内摆线Ⅲ13、节圆Ⅲ14；所述行星轮2的修正内摆线Ⅱ10与中心轮3的修正外摆线Ⅲ12凹凸啮合，中心轮3的修正内摆线Ⅲ13与行星轮2的修正外摆线Ⅱ9凹凸啮合，即为外接触内啮合4，内齿圈1的修正内摆线Ⅰ6与行星轮2的修正外摆线Ⅱ9凹凸啮合，即为内接触内啮合5，行星轮2的修正内摆线Ⅱ10与内齿圈1的修正外摆线Ⅰ6凹凸啮合，行星轮2的节圆Ⅱ11与中心轮3的节圆Ⅲ14在行星轮2与中心轮3啮合处接触，行星轮2的节圆Ⅱ11与内齿圈1的节圆Ⅰ8在行星轮2与内齿圈1啮合处接触，内齿圈1或中心轮3为主动轮。
所述的修正外摆线Ⅰ6、修正内摆线Ⅰ7、修正外摆线Ⅱ9、修正内摆线Ⅱ10、修正外摆线Ⅲ12、修正内摆线Ⅲ13均为半径相等且相切的圆弧。
所述行星轮2与中心轮3按标准中心距安装，中心轮3与内齿圈1共用一条回转中心轴线，基于同一平面同轴安装。
所述行星轮2以中心轮3和内齿圈1的共同中心轴线为回转轴线、其采用行星式均布且同时与中心轮3和内齿圈1啮合装配在内齿圈1与中心轮3之间。
所述行星轮2与内齿圈1之间是内接触内啮合5，行星轮2与中心轮3是凹凸啮合，属于外接触内啮合4。
所述行星体上均布数个行星轮2，行星轮2可根据实际设计要求，设置不同的个数。
行星轮系的工作特点主要在于：把固定齿轮轴线的固定轴齿轮系，改成了具有动轴线的齿轮系；利用功率分流式，采用多个行星齿轮分担载荷，合理利用了内齿轮副机构。
本实用新型根据赫兹（H.Hertz）公式:
其中，令，称为综合曲率，，称为综合曲率半径。
依据机械零件的接触强度计算方法可知，当齿轮的啮合接触形式为内啮合时，综合曲率都用负号“-”，因此综合曲率半径减小，由赫兹（H.Hertz）公式可知，其接触应力减小，因而接触强度相对于凸凸啮合外接触的渐开线轮齿的强度和使用寿命都要高，从而提高了整个行星轮系的使用寿命。
本实用新型所涉及的双圆弧修正摆线齿轮行星轮系，基本构件为内齿圈（1个），行星轮（5个），中心轮（1个）。为了轮系的合理装配且不发生干涉，行星轮中各轮齿数的选配需满足以下四个条件（标准齿轮传动）：
（1） 传动比条件：；
（2） 同心条件：；
（3） 均匀安装条件：； （其中：为行星轮个数，必须为整数。
（4） 邻接条件：。
本实用新型所涉及的行星轮系是指：轮系中的内齿圈1为主动轮，行星轮2、中心轮3为从动轮或中心轮3为主动轮，内齿圈1、行星轮2为从动轮。构成该轮系的零件主要为双圆弧修正摆线齿轮，它是摆线齿轮的一种。
本实用新型与公知齿轮技术相比，除了具有摆线齿轮本身的优点之外，还具有以下优点和有益效果：
（1）、该轮系中行星轮与中心轮、行星轮与内齿圈都是等半径圆弧修正摆线内啮合，有效的减小了接触应力，提高了整个行星轮系的传动效率和使用寿命。
（2）、齿轮上下两部分圆弧相等，符合啮合原理，故传动过程中，传动比为定值，传动平稳可靠，瞬时速比稳定。
（3）、载荷沿接触线分布均匀，提高了齿轮的承载能力及可靠性，降低了齿轮工作过程中的振动和噪声。
（4）、不同齿数的齿轮，只要模数相同就可以用同一把滚刀，大大减少了齿轮加工过程中滚刀的品种，从而降低了加工成本。
（5）、齿轮之间的顶隙及侧隙较大，传动灵活，齿轮根部的齿厚较宽，提高了齿轮根部的弯曲强度。
（6）、齿根与齿顶高较小，齿轮间不容易发生卡滞现象。
（7）、不产生根切的最小齿数可至6齿，所以单级传动比较大，能使结构紧凑。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的主视图及两种类型齿轮啮合处结构示意图；
图3为本实用新型的外接触内啮合A处局部放大图；
图4为本实用新型的内接触内啮合B处局部放大图。
图1-4中各标号：1-内齿圈，2-行星轮，3-中心轮，4-外接触内啮合，5-内接触内啮合，6-修正外摆线Ⅰ，7-修正内摆线Ⅰ，8-节圆Ⅰ，9-修正外摆线Ⅱ，10-修正内摆线Ⅱ，11-节圆Ⅱ，12-修正外摆线Ⅲ，13-修正内摆线Ⅲ，14-节圆Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。
实施例1：如图1-4所示，一种双圆弧修正摆线齿轮行星轮系，包括内齿圈1、行星轮2、中心轮3；内齿圈1包括修正外摆线Ⅰ6、修正内摆线Ⅰ7、节圆Ⅰ8，行星轮2包括修正外摆线Ⅱ9、修正内摆线Ⅱ10、节圆Ⅱ11，中心轮3包括修正外摆线Ⅲ12、修正内摆线Ⅲ13、节圆Ⅲ14；所述行星轮2的修正内摆线Ⅱ10与中心轮3的修正外摆线Ⅲ12凹凸啮合，中心轮3的修正内摆线Ⅲ13与行星轮2的修正外摆线Ⅱ9凹凸啮合，即为外接触内啮合4，内齿圈1的修正内摆线Ⅰ6与行星轮2的修正外摆线Ⅱ9凹凸啮合，即为内接触内啮合5，行星轮2的修正内摆线Ⅱ10与内齿圈1的修正外摆线Ⅰ6凹凸啮合，行星轮2的节圆Ⅱ11与中心轮3的节圆Ⅲ14在行星轮2与中心轮3啮合处接触，行星轮2的节圆Ⅱ11与内齿圈1的节圆Ⅰ8在行星轮2与内齿圈1啮合处接触，内齿圈1或中心轮3为主动轮。
所述的修正外摆线Ⅰ6、修正内摆线Ⅰ7、修正外摆线Ⅱ9、修正内摆线Ⅱ10、修正外摆线Ⅲ12、修正内摆线Ⅲ13均为半径相等且相切的圆弧。
所述行星轮2与中心轮3按标准中心距安装，中心轮3与内齿圈1共用一条回转中心轴线，基于同一平面同轴安装。
所述行星轮2以中心轮3和内齿圈1的共同中心轴线为回转轴线、其采用行星式均布且同时与中心轮3和内齿圈1啮合装配在内齿圈1与中心轮3之间。
所述行星轮2与内齿圈1之间是内接触内啮合5，行星轮2与中心轮3是凹凸啮合，属于外接触内啮合4。
所述行星体上均布数个行星轮2，行星轮2可根据实际设计要求，设置不同的个数。
上面结合附图对本实用新型的具体实施例作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (1)
1.一种双圆弧修正摆线齿轮行星轮系，包括内齿圈（1）、行星轮（2）、中心轮（3），其特征在于：内齿圈（1）包括修正外摆线Ⅰ（6）、修正内摆线Ⅰ（7）、节圆Ⅰ（8），行星轮（2）包括修正外摆线Ⅱ（9）、修正内摆线Ⅱ（10）、节圆Ⅱ（11），中心轮（3）包括修正外摆线Ⅲ（12）、修正内摆线Ⅲ（13）、节圆Ⅲ（14）；所述行星轮（2）的修正内摆线Ⅱ（10）与中心轮（3）的修正外摆线Ⅲ（12）凹凸啮合，中心轮（3）的修正内摆线Ⅲ（13）与行星轮（2）的修正外摆线Ⅱ（9）凹凸啮合，即为外接触内啮合（4），内齿圈（1）的修正内摆线Ⅰ（6）与行星轮（2）的修正外摆线Ⅱ（9）凹凸啮合，即为内接触内啮合（5），行星轮（2）的修正内摆线Ⅱ（10）与内齿圈（1）的修正外摆线Ⅰ（6）凹凸啮合，行星轮（2）的节圆Ⅱ（11）与中心轮（3）的节圆Ⅲ（14）在行星轮（2）与中心轮（3）啮合处接触，行星轮（2）的节圆Ⅱ（11）与内齿圈（1）的节圆Ⅰ（8）在行星轮（2）与内齿圈（1）啮合处接触，内齿圈（1）或中心轮（3）为主动轮；
所述的修正外摆线Ⅰ（6）、修正内摆线Ⅰ（7）、修正外摆线Ⅱ（9）、修正内摆线Ⅱ（10）、修正外摆线Ⅲ（12）、修正内摆线Ⅲ（13）均为半径相等且相切的圆弧；
所述行星轮（2）与中心轮（3）按标准中心距安装，中心轮（3）与内齿圈（1）共用一条回转中心轴线，基于同一平面同轴安装；
所述行星轮（2）以中心轮（3）和内齿圈（1）的共同中心轴线为回转轴线、其采用行星式均布且同时与中心轮（3）和内齿圈（1）啮合装配在内齿圈（1）与中心轮（3）之间；
所述行星轮（2）与内齿圈（1）之间是内接触内啮合（5），行星轮（2）与中心轮（3）是凹凸啮合，属于外接触内啮合（4）；
所述行星体上均布数个行星轮（2），行星轮（2）可根据实际设计要求，设置不同的个数。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN107687500A (zh) * | 2017-08-08 | 2018-02-13 | 胡黄龙 | 包络线齿轮传动装置 |
| CN110630720A (zh) * | 2019-09-20 | 2019-12-31 | 厦门理工学院 | 一种类摆线齿轮及类摆线齿轮减速器 |
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