基于公共齿条的共轭齿轮副及其设计方法.pdf

基于公共齿条的共轭齿轮副，公共齿条单个齿廓在直角坐标系中依次由满足一阶连续的直线段I、余弦曲线I、直线段II和余弦曲线II组成的余弦基复合曲线构成，与公共齿条单个齿廓对应的内齿轮或外齿轮单个共轭齿廓通过啮合原理得到，形成共轭齿轮副；完整共轭齿轮副由内齿轮或外齿轮的单个齿廓分别绕其中心按照其齿数均布得到。本发明通过调整齿廓对称系数，可以得到非对称的齿轮副，这样齿轮的两个齿侧中长边更适合传动，短边更适合在该齿廓作为泵时的密封，有利于传动和密封功能的分离，增强了传动性能和密封功能；本发明设计方法为齿轮副的多元优化建立了数学模型。

权利要求书基于公共齿条的共轭齿轮副，其特征在于，公共齿条单个齿廓在直角坐标系中依次由满足一阶连续的直线段I、余弦曲线I、直线段II和余弦曲线II组成的余弦基复合曲线构成，与公共齿条单个齿廓对应的内齿轮或外齿轮单个共轭齿廓通过啮合原理得到，形成共轭齿轮副；完整共轭齿轮副由内齿轮或外齿轮的单个齿廓分别绕其中心按照其齿数均布得到。
如权利要求1所述的基于公共齿条的共轭齿轮副的设计方法，其特征在于，先在直角坐标系中确定构成公共齿条的单个齿廓且满足一阶连续要求的依次由直线段I、余弦曲线I、直线段II和余弦曲线II组成的余弦基复合曲线；然后将其转换到直角坐标系中，再由直角坐标系中的单个公共齿条齿廓按照啮合原理得到与其共轭内齿轮齿廓、外齿轮齿廓；最后将内齿轮、外齿轮的单个齿廓分别绕其中心按照其齿数均布得到完整的共轭齿轮副。
如权利要求2所述的基于公共齿条的共轭齿轮副的设计方法，其特征在于，回转中心在o1点且齿廓在x1o1y1坐标系中的齿轮称为齿轮I，回转中心在o2点且齿廓在x2o2y2坐标系中的齿轮称为齿轮II，回转中心在o3点且齿廓在x3o3y3坐标系中的齿轮称为齿轮III；
设计参数包括齿轮I齿数z1、齿轮II齿数z2、齿轮III齿数z3和模数m；齿轮I齿数z1、齿轮II齿数z2、齿轮III齿数z3均为正整数且满足：z1≥1，z2≥1，z3≥1，z2‑z1≥1。
如权利要求3所述的基于公共齿条的共轭齿轮副的设计方法，其特征在于，设计参数还包括齿廓半齿高系数k1、直线段I长度系数k2、齿廓对称系数k3、余弦曲线平移系数k4和直线段II长度系数k5、上齿顶系数ha、下齿顶系数hf；
公共齿条在其纵向X的范围为Xrang＝m×π＝X5‑X1，其中，直线段I的起止点为X1，X2，其方程为：
Y＝rb+H(X1≤X≤X2)
式中：rb为余弦曲线I的平均值，H为余弦型曲线的幅值；
定义齿廓半齿高系数k1为：