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点线啮合齿轮于 1999 年获武汉市技术发明一等奖,同年获***科技部批准为***“九五”***科技推广项目,并于 2001 年获湖北省技术发明三等奖,涨芯夹具制造厂家,其在研制过程中取得多项国内发明,在国外还没有见到有关点线啮合齿轮的报道。
点线啮合齿轮传动装置应用于工业领域已有 20 余年,主要用于矿山、起重、运输、冶金、化工等行业,在高速工业齿轮箱以及装备工业中还未见其应用,主要原因在于该型齿轮在高速重载工况下还未得到试验验证,缺乏试验数据支持,这也是该型齿轮传动后续研究要解决的问题之一。
点线啮合齿轮不同于上述齿轮形式,它是在考虑渐开线齿轮与圆弧齿轮各自啮合特点的基础上提出来的一种新型齿轮啮合传动形式
点线啮合齿轮在啮合过程中既具有线啮合传动性质又具有点啮合传动性质,是兼具渐开线齿轮及圆弧齿轮优点的新型齿轮传动结构,能够保证在齿轮制造加工便利性的同时提高齿轮传动承载能力及传动的平稳可靠性。
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齿轮工件和车齿刀具分别以角速度 ωw 和 ωc 按给定传动比同步回转,同时齿轮工件以给定速度 F 轴向进给。设齿轮工件与车齿刀具的回转运动传动比为 iwc,即有 ωs = iwcωc;设轴向进给与车齿刀具回转运动的传动比为 i",即有 F = i"ωc。但对于斜齿轮加工,齿轮工件须附加一个差动回转运动 Δωw,即 Δωw = F( tanβw /rw ) ,以上关系同时也确定了齿轮工件回转角 φw 和轴向进给位移 s 两个参数与车齿刀具回转角 φc 的关系,
通过坐标变换建立车齿刀具和工件的运动学关系,设定如下坐标系: S1( O1-X1Y1Z1 ) 为车齿刀具的静止参考坐标系,Sc( Oc-XcYcZc ) 与车齿刀具固联,并绕 Z1 轴回转,其初始位置与 S1 重合。坐标系 S2 ( O2- X2Y2Z2 ) 为齿轮工件的静止参考坐标系,Sw ( Ow - Xw Yw Zw ) 与齿轮工件固联,绕 Z2 轴旋转并轴向移动, 其初始位置与 S2 重合。各坐标系之间的变换矩阵为:
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点线啮合齿轮是一种新型传动齿轮,该型齿轮在传动过程中既有线啮合性质又有点啮合性质的特点,使得其具有承载能力高、振动噪声低、传动等优点。通过查阅大量相关文献,较系统地分析了点线啮合齿轮的研究现状,着重阐述了点线啮合齿轮在几何参数设计、强度校核、齿形优化、试验研究、工程应用等方面的研究情况,并基于对该型齿轮研究现状的分析,对点线啮合齿轮今后的研究方向提出几点建议,为完善点线啮合齿轮设计体系提供一定参考与借鉴。 齿轮传动是应用为广泛的传动机构,而齿轮作为传动装置中的关键部件,已有 2 400 多年的发展历史,其主要作用是为了传递功率和改变转速。齿轮传动已在现代工业各个领域中得到广泛应用,大到航空、航天、船舶、能源、交通、装备等领域,小到钟表、微型机电、设备、微型机器人等领域,其在工业化发展过程中起到了举足轻重的作用。
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