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CN104179926A - 一种非圆锥齿轮机构 - Google Patents

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CN104179926A
CN104179926A CN201410448348.7A CN201410448348A CN104179926A CN 104179926 A CN104179926 A CN 104179926A CN 201410448348 A CN201410448348 A CN 201410448348A CN 104179926 A CN104179926 A CN 104179926A
Authority
CN
China
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gear
teeth
cone
differential gear
planetary
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201410448348.7A
Other languages
English (en)
Inventor
贾巨民
高波
索文莉
张学玲
温秉权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Military Transportation University of PLA
Original Assignee
Military Transportation University of PLA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Military Transportation University of PLA filed Critical Military Transportation University of PLA
Priority to CN201410448348.7A priority Critical patent/CN104179926A/zh
Publication of CN104179926A publication Critical patent/CN104179926A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H48/00—Differential gearings
    • F16H48/12—Differential gearings without gears having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • F16H1/18—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes the members having helical, herringbone, or like teeth

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

本发明公开了一种非圆锥齿轮机构。本发明一种非圆锥齿轮机构由一对大小非圆锥齿轮组成，其特征在于齿轮齿形与齿面采用特殊的结构形式，小齿轮与大齿轮齿数比为1∶2，啮合过程中，其传动比按照设定的规律变化，齿轮齿形与齿面满足相应变传动比共轭条件。以越野车辆差速器应用本发明，则差速器的锁紧系数可以达到3，即达到理想值，能够显著改善车辆的越野性能。

Description

一种非圆锥齿轮机构
技术领域
本发明属于机械工程领域，具体涉及一种非圆锥齿轮机构。
背景技术
锥齿轮机构主要用来传递两相交轴间的运动和动力，在机械工程领域各个方面均获得了广泛应用。目前应用最多的主要是圆锥齿轮机构，即定传动比相交轴传动，其设计制造技术已非常成熟，非圆锥齿轮机构由于能实现变传动比相交轴传动，应用在某些领域或场合具有独特优势，目前也得到了一些应用，如车辆用非圆锥齿轮差速器等，但应用范围非常有限，主要受观念、理论、设计特别是制造技术制约，远没有发挥其性能潜力。
随着先进设计与制造技术的发展，原来认为非常困难甚至不可行的技术障碍得以消除或突破，如空间啮合原理、球面齿形设计、3D打印技术、精密锻造与挤压成型技术等的进步与成熟，为非圆锥齿轮的设计与制造提供了新的技术手段。
以用于非圆锥齿轮差速器的非圆锥齿轮机构为例，最早出现的形式是传动比变化周期为一个周节(刘惟信，汽车车桥设计[M]，北京：清华大学出版社，2004，中国专利ZL89100102.6，一种高性能变传动比差速器)，即，传动比变化靠一对共轭齿形实现，如果齿轮有N个齿，则齿轮转一圈，传动比就变化N个周期，从保持传动连续性角度，齿轮齿数又不能太少，因此，传动过程中，变化周期太多，频率太高，而变化幅值又太小。
后来出现了三周节非圆锥齿轮差速器(中国专利：ZL01131791.4，变传动比限滑差速器)，即，传动比靠三对共轭齿形实现，齿轮齿数采用3的倍数，比较成熟的设计为3:4，(小齿轮9个齿，大齿轮12个齿)，小齿轮转一圈，传动比变化3个周期。差速器性能得到显著改善，理论锁紧系数达到1.85，但仍不足以满足车辆越野通过性要求。大量实践表明，差速器锁紧系数值在3左右最为理想。
此外，论文(林超,侯玉杰,冉小虎,刘刚,丘华,阮小勇，高阶椭圆锥齿轮的传动模型与干涉检查的运动仿真,重庆大学学报，Vol.33 No.10)提出了齿数比为1：1的高阶椭圆锥齿轮传动形式。该传动形式尚无法在差速器等装置上应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新型的传动形式，将其应用于差速器等有特殊需求的装置或场合，可以发挥独特效果。
本发明非圆锥齿轮机构，它由非圆锥行星齿轮、非圆锥半轴齿轮及相应的轴及壳体等组成，其特征在于，所述非圆锥行星齿轮与非圆锥半轴齿轮的齿数比为1∶2，啮合过程中，非圆锥行星齿轮与非圆锥半轴齿轮传动比规律以小齿轮转一圈、大齿轮转半圈为一个周期。
所述传动比规律按下式设定，其中：i21为半轴齿轮与行星齿轮的传动比，z1、z2分别为行星齿轮与半轴齿轮齿数，为行星齿轮转角，c＝0～0.5为常数。
所述行星齿轮选用7或9个齿，相应的，半轴齿轮选用14或18个齿。
以越野车辆差速器为例，应用本发明，即采用本发明提出的非圆锥齿轮机构，则差速器的锁紧系数可以达到3，即达到理想值，能够显著改善车辆的越野性能。
附图说明
图1是本发明结构正视图；
图2是本发明结构后视图；
图3是实施例结构正视图；
图4是实施例结构后视图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例1，如图1-2所示：非圆锥齿轮机构由非圆锥行星齿轮1、非圆锥半轴齿轮2及相应的轴及壳体等组成，所述非圆锥行星齿轮与非圆锥半轴齿轮的齿数比为1∶2，啮合过程中，非圆锥行星齿轮与非圆锥半轴齿轮传动比规律以小齿轮转一圈、大齿轮转半圈为一个周期。
行星齿轮1，齿数z1＝9，半轴齿轮2，齿数z2＝18，传动比规律：c＝0.4系数，—行星齿轮转角，齿形采用渐开线，行星齿轮类似偏心轮，半轴齿轮类似椭圆轮，二者长轴处均为轮齿，短轴处为齿槽。
实施例2，如图3-4所示：
行星齿轮1，齿数z1＝7，半轴齿轮2，齿数z2＝14，传动比规律：c＝0.4系数，—行星齿轮转角，由于齿数少，如采用渐开线齿形将带来根切、齿顶变尖、重合度小于1等缺陷，故对齿形进行了特殊设计，采用非渐开线齿形，按照球面啮合原理进行分析计算，在保证重合度大于1的前提下，尽量加大轮齿齿厚，降低齿高，并保证曲率连续。行星齿轮类似偏心轮，半轴齿轮类似椭圆轮，二者长轴处均为齿槽，短轴处为轮齿。

Claims (4)

1.一种非圆锥齿轮机构，它由非圆锥行星齿轮、非圆锥半轴齿轮及相应的轴，其特征在于，所述非圆锥行星齿轮与非圆锥半轴齿轮的齿数比为1∶2，啮合过程中，非圆锥行星齿轮与非圆锥半轴齿轮传动比规律以小齿轮转一圈、大齿轮转半圈为一个周期。
2.按照权利要求1所述的非圆锥齿轮机构，其特征在于，所述传动比规律按下式设定，其中：i21为半轴齿轮与行星齿轮的传动比，z1、z2分别为行星齿轮与半轴齿轮齿数，为行星齿轮转角，c＝0～0.5为常数。
3.按照权利要求1或2所述的非圆锥齿轮机构，其特征在于，所述非圆锥行星齿轮与非圆锥半轴齿轮的长轴处均为轮齿，短轴处为齿槽。
4.按照权利要求1或2所述的非圆锥齿轮机构，其特征在于，所述行星齿轮选用7或9个齿，相应的，半轴齿轮选用14或18个齿。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0658705A1 (fr) * 1993-12-15 1995-06-21 Henry Dangel Mécanisme réducteur et dispositif de transmission à deux gammes de rapports de vitesses, pour véhicule automobile
CN2628810Y (zh) * 2003-08-18 2004-07-28 中国人民解放军军事交通学院 自适应变速比防滑差速器
CN201475278U (zh) * 2009-09-02 2010-05-19 李瑞德 非圆锥齿轮限滑差速器
CN101886695A (zh) * 2010-08-10 2010-11-17 中国人民解放军军事交通学院 非圆锥齿轮限滑差速器
CN102243679A (zh) * 2011-07-20 2011-11-16 上海师范大学 一种用于直齿非圆锥齿轮的建模方法

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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20141203