一种三自由度渐开线球齿轮副的制作方法

技术特征：
1.一种三自由度渐开线球齿轮副，其特征是：包括一个凹型球齿轮和一个凸型球齿轮，所述凹型球齿轮上的齿和凸型球齿轮上的齿均由平面渐开线环形齿面和球面渐开线弧形齿面组合而成；所述平面渐开线在球齿轮基球的不同的纬线上生成，球面渐开线在球齿轮基球的不同的经线上生成；齿槽由齿交错分布形成；凸型球齿轮上的齿和齿槽与凹型球齿轮的齿和齿槽结构以及形成方式相同；在啮合传动时，凹型球齿轮的齿完全插入凸型球齿轮的齿槽，凸型球齿轮的齿完全插入凹型球齿轮的齿槽，齿与齿槽相互啮合；所述凸型球齿轮和凹型球齿轮的环形齿沿着基球纬线分布，弧形齿沿着基球经线分布；单个环形齿的左、右手边平面渐开线的起点分别在基球体不同的纬线上，单个弧形齿的的球面渐开线起点在不同的经线上，形成的球齿轮环形齿面和弧形齿面的齿面方程如下：平面渐开线一侧齿面球面渐开线一侧齿面根据节圆完全啮合得到球面渐开线弧形齿面的模数变化为：式中，r
p
为球齿轮节圆半径，r
b
为球齿轮基球半径，r0为基锥母线长，β为球面渐开线起点纬度值，γ为球面渐开线锥角，ψ球面渐开线极角，l为锥顶到球心距离，z为弧齿齿数，m为弧齿模数，u平面渐开线展角；啮合传动时，球齿轮有多对齿参与啮合，其重合度计算为：环形齿：式中，α
a1
、α
a2
为两个齿轮的齿顶圆压力角，且α
a1
＝α
a2
；α'为节圆压力角；弧形齿：式中，为有效啮合线长度。2.根据权利要求1所述的一种三自由度渐开线球齿轮副，其特征在于：球齿轮每个单独齿的齿面均由四个面组成，包括两面平面渐开线环形齿面和两面球面渐开线弧形齿面。3.根据权利要求1所述的一种三自由度渐开线球齿轮副，其特征在于：每个单独齿沿着球齿轮基球的经线和纬线均匀连续分布，齿面交错形成齿槽。4.根据权利要求1所述的一种三自由度渐开线球齿轮副，其特征在于：平面渐开线环形齿面沿经线分布，其模数和压力角固定不变；球面渐开线弧形齿面沿纬线分布，其模数和基锥角随纬度分布而变化。
5.根据权利要求1所述的一种三自由度渐开线球齿轮副，其特征在于：单独一球齿轮任一纬线或经线上的齿数相等。6.根据权利要求1所述的一种三自由度渐开线球齿轮副，其特征在于：球齿轮啮合时平面渐开线环形齿面的节圆和球面渐开线弧形齿面的节圆共球面。

技术总结
一种三自由度渐开线球齿轮副，涉及机械传动领域；本发明解决以往球形齿轮传动中存在的问题，提供了一种新型的渐开线连续球齿轮副。该球齿轮副啮合传递稳定，不存在传动误差，且具有高的重合度。本发明包括一个凹型球齿轮和一个凸型球齿轮，凹型球齿轮上的齿和凸型球齿轮上的齿均由平面渐开线环形齿面和球面渐开线弧形齿面组合而成，平面渐开线在球齿轮基球的不同的纬线上生成，球面渐开线在球齿轮基球的不同的经线上生成；齿槽由齿交错分布形成；同时具有三个自由度，能够实现偏摆，俯仰，自转的不同空间运动，同时在经线和纬线上，齿面交错分布连续，明显的提高了啮合时同时参与啮合的齿对数，提高了传动效率和稳定性。提高了传动效率和稳定性。提高了传动效率和稳定性。


技术研发人员：王佰超 王丞 张澧桐 张雪 顾莉栋 宋林森 顾鹏 孙晨晨 赵鹏程 王鑫 荆事成 吕智 王慧冬 杨文香
受保护的技术使用者：长春理工大学
技术研发日：2021.11.26
技术公布日：2022/2/18