專利名稱：一種減小熱變形的單斜齒齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高速、重載的齒輪，具體地說是一種減小熱變形的單斜齒齒輪。
背景技術(shù)：
如圖I所示，在高速、重載的單斜齒齒輪設(shè)計(jì)中，隨著產(chǎn)品的參數(shù)越來越高，輪齒的彎曲、扭轉(zhuǎn)及熱變形較大，使輪齒溫度升高，接觸面積降低，增加了耗功，使齒輪的實(shí)際傳遞功率能力減?。惠p則輪齒溫度高，造成油煙多、噪音大，重則造成齒輪失效。齒輪的輪齒由于受到載荷作用，會(huì)產(chǎn)生一定的彎曲變形、扭轉(zhuǎn)變形等。彎曲變形齒寬范圍內(nèi)的最大彎曲變形為Sb= Φ %Κ νι(12η-7)/(6τιΕ),δ b為彎曲變形量；Φ<ι為寬徑比，Φ<ι = b/d, b為齒輪有效齒寬，d為齒輪分度圓直徑；Ki為考慮齒輪內(nèi)孔影響的系數(shù)，Ki = [1-(^/(1)4]-1, (Ii為齒輪內(nèi)孔直徑；Ky為考慮徑向力影響的系數(shù)，Ky = 1/cos2 at, at為端面壓力角；η為軸承跨距和齒寬的比值，n = L/b, L為軸承跨距；E為齒輪材料的彈性模量，對于鋼制齒輪，可取E = 2. 06X105N/mm2 ；Wt為單位齒寬載荷(N/mm)。扭轉(zhuǎn)變形齒寬范圍內(nèi)的最大扭轉(zhuǎn)變形為St = Ac^d2KiWy(JiG),StS扭轉(zhuǎn)變形量；G為切變模量，對于鋼制齒輪，可取G = 7. 95X104N/mm2。由此可見，在分度圓直徑d、軸承跨距L不變的情況下，有效齒寬不變，輪齒的彎曲、扭轉(zhuǎn)變形也不變。齒輪在工作時(shí)，嚙合齒面間由于摩擦而產(chǎn)生熱量，從而引起齒輪的熱變形。對于高速單斜齒齒輪傳動(dòng)，由于傳遞的功率大、產(chǎn)生的熱量多，熱變形對齒輪的影響也會(huì)比較大。高速齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由高速旋轉(zhuǎn)齒輪的齒面滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦造成的齒輪嚙合損失轉(zhuǎn)化成大量的熱能，這些熱能與潤滑油的內(nèi)部冷卻結(jié)合在一起，形成處于平衡狀態(tài)的高速齒輪的不均勻的溫度場，從而導(dǎo)致齒輪的齒面受熱不均，發(fā)生熱變形。

實(shí)用新型內(nèi)容為了解決上述齒輪齒面受熱不均、發(fā)生熱變形的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種減小熱變形的單斜齒齒輪。本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型在齒輪的輪齒上，沿圓周徑向開有凹槽。其中所述凹槽開設(shè)在輪齒齒寬方向的中間，該凹槽將其兩側(cè)的輪齒徹底斷開；所述凹槽的槽底低于輪齒的齒根圓；所述凹槽的槽寬為10 20mm。[0024]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為I.本實(shí)用新型對齒輪的彎曲、扭轉(zhuǎn)、熱變形進(jìn)行了詳細(xì)的分析，在單斜齒齒輪的中間開設(shè)凹槽，降低齒面溫度，減小熱變形。2.本實(shí)用新型完全滿足齒輪參數(shù)越來越高的需要，大大提高了高線速度齒輪的可靠性、安全性，使齒輪的設(shè)計(jì)水平提高一步。3.本實(shí)用新型突破了現(xiàn)有單斜齒齒輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以在大功率、高轉(zhuǎn)速的條件下，減小齒輪箱中心距，從而降低成本，這種方法應(yīng)用在線速度較高的齒輪上，效果較好。

圖I為現(xiàn)有單斜齒齒輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型安裝在齒輪箱上的裝配圖；圖4為現(xiàn)有單斜齒齒輪齒向溫度分布圖；圖5為本實(shí)用新型齒輪齒向溫度分布圖；其中1為齒輪,2為齒輪軸,3為凹槽,4為齒輪箱。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。如圖2所示，本實(shí)用新型保持有效齒寬不變，在齒輪I的輪齒上，沿圓周徑向開有凹槽3，本實(shí)施例的凹槽3開設(shè)在輪齒齒寬方向的中間，徹底將凹槽3兩側(cè)的輪齒斷開，SP如圖2中所示的，凹槽3左右兩側(cè)的齒寬分別為原齒寬B的一半、B/2，這樣就保證了齒輪的有效齒寬不變。凹槽3的深度要保證槽底低于輪齒的齒根圓，凹槽3的槽寬根據(jù)輪齒的不同齒寬可為10 20_。如圖3所示，采用本實(shí)用新型的兩個(gè)相互嚙合的單斜齒齒輪，分別通過各自的齒輪軸2安裝在齒輪箱4上,齒輪軸2的兩端設(shè)有軸承；相互嚙合的兩個(gè)單斜齒齒輪的凹槽3相對應(yīng)，保證凹槽3兩側(cè)的輪齒相互嚙合。由于斜齒輪的嚙合作用，噴入齒輪齒槽中的壓力油從齒輪的嚙入端被擠向嚙出端；單斜齒齒輪中間沒開凹槽3時(shí)的齒向溫度分布圖如圖4所示，單斜齒齒輪中間開凹槽3時(shí)的齒向溫度分布圖如圖5所不，以齒輪線速度為160m/s為例,哨入端溫度一樣時(shí)，圖4的嚙出端溫度約為120°C;圖5的嚙出端溫度約為98°C;在齒輪中間開凹槽3時(shí)的嚙出端溫度比沒開凹槽3時(shí)的嚙出端溫度低約為22°C。單斜齒齒輪中間開凹槽3時(shí)的溫升At減小，從而熱變形減小，功率損失減小，油煙減小，提高了齒輪傳動(dòng)效率。齒向熱變形計(jì)算公式Δ δ = O. 5 ξ Xi^i^h+tch-t^-tjsina t，其中Δ δ為齒向熱變形量，I為材料的熱膨脹系數(shù)，^為分度圓半徑，λ為熱變形修正系數(shù)(一般取
O.75)，tsh為齒向溫度最高點(diǎn)處的外表面溫度(與齒寬有關(guān))，tch為齒向溫度最高點(diǎn)處的軸心溫度，tsl為齒向溫度最低點(diǎn)處的外表面溫度，為齒向溫度最低點(diǎn)處的軸心溫度，a t為端面壓力角。本實(shí)用新型針對高速、重載單斜齒齒輪，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，可以在大功率、高轉(zhuǎn)速的條件下，減小齒輪箱中心距，從而降低成本，單斜齒齒輪的強(qiáng)度、變形計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確可靠，應(yīng)用在高線速度(V = 150m/s 200m/s)的齒輪傳動(dòng)，效果較好。 ·
權(quán)利要求1.一種減小熱變形的單斜齒齒輪，其特征在于在齒輪的輪齒上，沿圓周徑向開有凹槽。
2.按權(quán)利要求I所述減小熱變形的單斜齒齒輪，其特征在于所述凹槽開設(shè)在輪齒齒寬方向的中間，該凹槽將其兩側(cè)的輪齒徹底斷開。
3.按權(quán)利要求I或2所述減小熱變形的單斜齒齒輪，其特征在于所述凹槽的槽底低于輪齒的齒根圓。
4.按權(quán)利要求I或2所述減小熱變形的單斜齒齒輪，其特征在于所述凹槽的槽寬為10 20mm。
專利摘要本實(shí)用新型涉及高速、重載的齒輪，具體地說是一種減小熱變形的單斜齒齒輪，在齒輪的輪齒上，沿圓周徑向開有凹槽；所述凹槽開設(shè)在輪齒齒寬方向的中間，該凹槽將其兩側(cè)的輪齒徹底斷開；所述凹槽的槽底低于輪齒的齒根圓；凹槽的槽寬為10～20mm。本實(shí)用新型對齒輪的彎曲、扭轉(zhuǎn)、熱變形進(jìn)行了詳細(xì)的分析，在單斜齒齒輪的中間開設(shè)凹槽，降低齒面溫度，減小熱變形；本實(shí)用新型完全滿足齒輪參數(shù)越來越高的需要，大大提高了高線速度齒輪的可靠性、安全性，使齒輪的設(shè)計(jì)水平提高一步；本實(shí)用新型突破了現(xiàn)有單斜齒齒輪的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，可以在大功率、高轉(zhuǎn)速的條件下，減小齒輪箱中心距，從而降低成本，這種方法應(yīng)用在線速度較高的齒輪上，效果較好。
文檔編號F16H55/17GK202628999SQ20122027148
公開日2012年12月26日 申請日期2012年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月8日
發(fā)明者于生力, 馬欣, 牛大勇, 郭慶豐, 孫麗莉, 韓冰, 陳妍, 張躍霞, 郭九梅, 王麗 申請人:沈陽鼓風(fēng)機(jī)集團(tuán)齒輪壓縮機(jī)有限公司