一種分段式齒廓齒輪的虛擬樣機設計

李海翔

摘 要：結合傳統漸開線齒輪與圓弧齒輪優點，提出了一種基于分段式齒廓的新型齒輪傳動。根據實例選取的具體參數，建立了三維實體模型并設計出虛擬樣機。研究結果對進一步的各項研究提供了一個理論基礎。

關鍵詞：齒輪 分段式齒廓 虛擬樣機

項目編號： NDYB2018-11

齒輪傳動是各類機械中應用最為廣泛的一種傳動形式。齒輪的齒廓在很大程度上決定了傳動的性能。漸開線齒廓具有中心距可分性以及制造、測量方便等優點[1]，而圓弧齒廓具有高接觸強度和良好跑合性等優點[2]，因此都得到了廣泛的應用。隨著生產和技術的發展，對高速、重載、大功率的齒輪傳動提出了更高的要求，因此，新齒廓的研究具有重要的理論意義和工程實用價值。

數控加工技術的發展使復雜齒廓曲線和曲面的加工不再成為難題.，不少學者在吸收漸開線齒廓和圓弧齒廓優點的基礎上，為高性能齒輪傳動元件的創新做了有益的工作。基于分段式齒廓的新型齒輪綜合了傳統漸開線齒輪和圓弧齒輪的優點，其齒廓由兩凸凹相對的圓弧中間以一段漸開線連接而成，形成分段式齒廓形狀。在端面上接觸線的末端為凸凹嚙合，其當量曲率半徑較大，理論上，接觸強度和漸開線齒輪比有很大提高[3～4]。

2傳動裝置整體設計與虛擬樣機設計

根據前面實例計算建立的三維實體模型，參考減速器的各種設計原則與實例，完成了傳動裝置的整體設計、所有零部件的圖紙以及裝配圖的圖紙。該傳動裝置的結構如圖4所示。該型傳動由輸入軸10、大齒輪4、大齒輪軸5、輸入端端蓋8與11、輸出端端蓋2與7、箱體3、箱蓋1等主要零件組成。輸入軸10是齒輪軸，輸入軸與小齒輪一體，由軸承9支撐于輸入端前端蓋11和輸入端后端蓋8，輸入軸10通過聯軸器與電動機軸相連。輸出軸5通過平鍵與大齒輪4固定在一起，由軸承6支撐于輸出端前端蓋7和輸出端后端蓋2，通過聯軸器傳遞動力和運動到輸出聯接件。

將所有零部件按尺寸建立三維模型后，按整體設計的裝配圖裝配在一起，整個齒輪箱的效果如圖5所示。

3 ?結論

考慮到實驗臺條件等綜合要求，根據單級減速器齒輪箱的設計準則，完成了新型齒輪傳動減速器的整體設計。根據分段式齒廓齒輪減速器的設計要求，完成了虛擬樣機試制。

參考文獻

[1] 李華敏，韓元瑩，王知行.漸開線齒輪的幾何原理與計算[M].北京：機械工業出版社，1985.

[2] 盧賢纘，尚俊開. 圓弧齒輪嚙合原理[M]. 北京：機械工業出版社，2003.

[3] ?李特文. 齒輪幾何學與應用理論[M]. 上海： 上海科學技術出版社， 2008年.

[4] ?邵家輝. 圓弧齒輪[M]. 北京： 機械工業出版社， 1994年.