專利名稱:圓柱-平面齒輪傳動裝置及其加工方法
本發明涉及機械工程中的齒輪傳動裝置及其加工方法。
現有的兩軸相垂直的齒輪裝置是圓錐齒輪傳動裝置，這種傳動裝置是由兩個圓錐齒輪向相垂直嚙合所構成，達到以一定速比改變傳動方向和轉動的目的。上述的圓錐齒輪傳動裝置在使用中存在著不能變速的問題。
本發明的目的就是為了解決上述圓錐齒輪傳動裝置不能變速的問題，提供一種結構簡單，兩軸成一定夾角傳動，可以多級變速的齒輪傳動裝置。
本發明的技術解決方案是在普通的圓柱齒輪插齒機上，用普通的圓柱齒輪插齒刀將平面齒輪坯加工成平面齒輪。在加工過程中，所說的插齒刀與所說的輪坯以恒定的傳動比作回轉運動，同時，所說的插齒刀沿著輪坯的齒寬方向作往復切削運動，并向輪坯作軸向進給運動，本發明的關鍵技術是將所說的平面齒輪坯夾在將原夾具軸通過一組齒輪傳動裝置改變一定角度的夾具軸上加工制成平面齒輪。
用上述方法制成的齒輪傳動裝置，是由一個聯接在花鍵軸上并在所說的花鍵軸上可以滑移的圓柱齒輪與所述的平面齒輪相嚙合所組成。所說的可以滑移是指圓柱齒輪與花鍵軸采用動配合。在外力作用下，圓柱齒輪可沿軸向滑移到與另一齒圈嚙合，達到變速的目的。
上述所說的平面齒輪坯是指在金屬圓板的端面至少加工有一道平面齒圈坯，兩道齒圈坯之間的距離應大于齒圈坯寬度，所說的金屬可選用鋼或銅。上述所說的端面可以加工成與軸線大約垂直，也可以加工成與軸線成45度～135度的夾角。
上述所說的一組齒輪傳動裝置，可以選用一組圓錐齒輪或螺旋輪傳動裝置，最好選用一組圓錐齒輪傳動裝置。根據需要可將圓錐齒輪加工成使兩軸成一定的角度，可以使兩軸大約垂直，也可以使兩軸成45度～135度的夾角。
上述所說的平面齒輪是在金屬圓板的端面至少加工有一道平面齒圈。所述的至少加工有一道平面齒圈是指可以加工成一、二、三、四、五、六、七、八道齒圈。選用與上述的平面齒輪相嚙合的所述的圓柱齒輪應與所述的插齒刀參數相等，齒廓曲線相同，這樣就能保證所述的圓柱齒輪與所述的平面齒輪在嚙合時不會發生干涉。所述的平面齒輪其最里的齒圈的齒數應至少等于與其相嚙合的圓柱齒輪的齒數，最佳方案是最里齒圈的齒數是圓柱齒輪齒數的二倍左右。上述所說的插齒刀的齒廓曲線可采用漸開線，其軸向厚度應小于所說的齒圈坯的寬度。齒圈坯的寬度一般應是齒厚的二到三倍。平面齒輪的強度計算可參照圓錐齒輪的強度計算方法進行。
在加工上述所說的平面齒輪時，一般先加工最外齒圈，將插齒刀與輪坯上最大齒圈坯保持恒定傳動比，即可加工。最大齒圈加工完后，應重新調整所說的插齒刀與所說的輪坯之間的轉速，應使插齒刀與輪坯上要加工的齒圈坯保持恒定的傳動比，并調整插齒刀的行程，使插齒刀只切削要加工的齒圈坯，而不切削外圈或里圈的齒圈。以此類推，直至所有齒圈全部加工完畢。加工完畢的平面齒輪，齒圈外圈的齒數要多于里圈的齒數。
上述所說的平面齒輪可以用粉沫冶金或聚碳酸脂強化塑料加工成型。
本發明的產品可用于紡織、造紙、汽車和人力車等機械傳動。
本發明與現有圓錐齒輪傳動裝置相比較，具有兩軸可成一定夾角傳動、可多級變速且結構簡單等優點。
附圖中圖1為平面齒輪加工方法，示意圖1為圓柱齒輪插齒刀，2為平面齒輪坯，3為夾具軸，4、5為圓錐齒輪，6為圓柱齒輪插齒機原夾具軸，α為輪坯端面與軸線夾角，β為兩圓錐齒輪軸線夾角。
工作原理如下插齒刀1與平面齒輪坯2以恒定傳動比作回轉運動，同時，插齒刀1作上下往復切削運動，并且向輪坯2軸向作進給運動，在插齒刀向上退刀時，輪坯2隨著夾具軸3作軸向讓刀運動，避免擦傷已加工表面和減少插齒刀刃齒的磨損。
附圖中圖2為圓柱-平面齒輪傳動裝置示意圖7為平面齒輪，8為圓柱齒輪，9為花鍵軸。
發明人曾實施過本發明。首先選用兩個圓錐齒輪4和5，最好兩個圓錐齒輪的參數相等，將圓錐齒輪5裝在圓柱齒輪插齒機(牙54插齒機，天津第一機床廠生產)的原夾具軸6上，另一個圓錐齒輪4裝在夾具軸3上并與圓錐齒輪5兩軸垂直(β90度)嚙合。將一鋼板加工成直徑為200mm，厚為10mm，在一端面(端面與軸線垂直，α90度)加工成寬為8mm，高為6.5mm的三道齒圈坯(如圖1所示)，齒圈坯之間的距離為20mm，將平面齒圈坯2夾在夾具軸3上，選漸開線型插齒刀1，其模數為2.5，齒數為10，刀厚為8mm。這時即可開動插齒機，將插齒刀1上下往復速態調整到每分鐘170次，進刀量0.24mm，并使插齒刀1與平面齒輪坯2的最外圈齒圈坯保持恒定的傳動比，即可進刀加工最外圈齒圈坯。最外齒圈齒數為76。加工完最外圈齒圈，調整輪坯2的轉速，仍使輪坯2的第二道齒圈坯與插齒刀1保持恒定的傳動比，并調整插齒刀1的行程，使其只切削第二道齒圈，而不切削外圈和里圈齒圈，這時即可進刀加工第二道齒圈，第二道齒圈齒數為54。用同樣方法也可以將里圈的齒圈加工成型，里圈齒數為32。這樣，平面齒輪7就算加工完畢。用現有技術加工一個花鍵軸9和一個圓柱齒輪8，并使圓柱齒輪8與花鍵軸9以動配合相聯接，使齒輪8可在軸9上滑移，圓柱齒輪8的模數選為2.5，齒數為10，齒寬為8mm，將聯接在花鍵軸9上的圓柱齒輪8與平面齒輪7使其兩軸線相垂直嚙合，即可構成三速圓柱-平面齒輪傳動裝置。用上述同樣方法，也可以加工四、五、六、七、八道齒圈的平面齒輪。
根據平面齒輪的工況要求，平面齒輪的齒圈可以加工在與軸線成一定夾角α的端面上，α可以是45度～135度夾角。加工上述的平面齒輪坯，應選擇與其端面和軸線夾角α相適應的一組圓錐齒輪傳動裝置。若平面齒輪坯的端面與軸線夾角α為45度時，則兩個圓錐齒輪兩軸線夾角β應為135度相嚙合;若平面齒輪坯的端面與軸線夾角α為135度時，則兩個圓錐齒輪兩軸線夾角β應為45度相嚙合。可以看出，α角與β角是互為補角，即α加β應等于180度。由上述原理，根據平面齒輪坯2的要求，即可安裝好夾具軸3，將平面齒輪坯2夾在夾具軸3上，用上述所說的加工方法即可加工出α角為45度～135度的平面齒輪。
上述所說的平面齒輪的加工方法也就是展成法。
權利要求
1.一種平面齒輪的加工方法，是在普通的圓柱齒輪插齒機上用普通的圓柱齒輪插齒刀[1]在平面齒輪坯[2]上加工成型，在加工過程中，所說的插齒刀[1]與所說的輪坯[2]以恒定的傳動比作回轉運動，同時，所說的插齒刀[1]沿著輪坯[2]的齒寬方向作往復切削運動并向輪坯作軸向進給運動，本發明的特征在于將所說的平面齒輪坯[2]夾在將原夾具軸[6]通過一組齒輪傳動裝置改變一定角度(β角)的夾具軸[3]上加工制成平面齒輪[7]。
2.一種用權利要求
1所述的加工方法制成的齒輪傳動裝置，本發明的特征在于由一個聯接在花鍵軸〔9〕上并在所說的花鍵軸〔9〕上可以滑移的圓柱齒輪〔8〕與所述的平面齒輪〔7〕相嚙合所組成。
3.一種如權利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的平面齒輪坯〔2〕是指在金屬圓板的端面至少加工有一道平面齒輪坯。
4.一種如權利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的一組齒輪傳動裝置是一組圓錐齒輪傳動裝置〔4〕、〔5〕。
5.一種如權利要求
1所述的加工方法，其特征在于所述的一定角度(β角)是指45度～135度。
6.一種如權利要求
5所述的加工方法，其特征在于所述的一定角度(β角)可以是大約90度。
7.一種如權利要求
2所述的齒輪傳動裝置，其特征在于所述的平面齒輪〔7〕是在金屬圓板的端面至少加工有一道平面齒圈。
8.一種如權利要求
2所述的齒輪傳動裝置，其特征在于所述的圓柱齒輪〔8〕應與所述的插齒刀〔1〕參數相等，齒廓曲線相同。
9.一種如權利要求
7所述的齒輪傳動裝置，其特征在于所述的至少加工有一道平面齒圈是指可以加工成一、二、三、四、五、六、七、八道齒圈。
專利摘要
本發明提供一種圓柱-平面齒輪傳動裝置。它由一個平面齒輪與一個圓柱齒輪兩軸成一定角度嚙合所構成。所說的平面齒輪是金屬圓板的一端面在插齒機上用展成法加工成齒圈而制成。本發明與現有的兩軸相垂直的圓錐齒輪傳動裝置相比較，具有結構簡單、可多級變速等優點。本發明可用于紡織、造紙、汽車和人力車等機械傳動。
文檔編號F16H1/04GK86104406SQ86104406
公開日1987年4月15日 申請日期1986年6月30日
發明者王興武 申請人:遼寧省大連市群星科技開發公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan