正交变传动比面齿轮的设计及三维造型*

林 超，李莎莎，龚 海

(重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044)

面齿轮传动是一种圆锥齿轮与圆柱齿轮相互啮合的齿轮传动[1]，圆锥齿轮(面齿轮)采用直齿渐开线齿轮刀具经范成加工而成.常见的面齿轮按传动位置关系可分为正交、非正交、偏置正交和偏置非正交4种情形[2-5].按照齿形分为直齿面齿轮、斜齿面齿轮和弧齿面齿轮[6-11].目前，相交轴间的变传动比传动主要是利用非圆锥齿轮副来实现的[12]，然而非圆锥齿轮副的设计与加工相当困难，正交变传动比面齿轮副是在深入研究非圆锥齿轮副的基础上设计的，由一个非圆柱齿轮和特殊非圆锥齿轮(变传动比面齿轮)组成.与非圆锥齿轮副相比，正交变传动比面齿轮副的最大特点是设计与加工更简单，可以利用现有的机床和刀具对其进行加工，易实现批量生产.正交变传动比面齿轮在纺织机械、农用机械、工程机械、汽车等场合有着广阔的应用前景，所以对正交变传动比面齿轮的研究有很重要的理论意义和工程应用价值[13].

正交变传动比面齿轮目前还无法通过三维软件对其进行直接造型，而齿轮的三维模型是进行有限元分析、机构仿真、数控加工等不可缺少的，为此，从正交变传动比面齿轮设计基本原理和插齿加工原理出发，利用VB和Solidworks的二次开发工具，开发一套该面齿轮参数化设计及仿真加工系统，实现快速设计，大大减少重复设计量，缩短设计周期、提高设计效率.正交……