应用球面渐开线于圆锥齿轮,是十九世纪列菲福尔在1828年提出来的。
在中国、上世纪50年代起以李华敏为代表的一批学者,开展了系统的理论分析研究和设计制造应用等方面的讨论。并结合球面三角学基本原理推导了极座标方程和直角座标方程。
70年代、对国外球面渐开线磨齿机和测量设备的引进,圆锥齿轮球面渐开线齿形齿廓得以直接制造加工及可测量。於时陕西渭阳柴油机厂的付耀先先生曾撰文,针对刨齿机在以假想平面原理和假想平顶原理设计加工圆锥齿轮时,其产成齿形曲线与标准球面渐开线齿形曲线之间的误差,进行了精确的计算分析和实测比较。
随着国内工业的迅速发展,锥齿轮传动机构在各相关领域得到广泛的应用和大批量生产,其制造加工方式也基本上形成两大主流。
其一、切削加工方式:有仿型法、展成刨齿法、展成铣齿法、圆拉法和近似原理的磨齿加工。
其二、材料塑性成型方式:有热精锻、冷挤压(冷精锻)、粉末合金压冶及材料流动成型。
但真正具备标准球面渐开线齿形齿廓制造能力的企业却微乎几微,究其原因。
一、在切削加工方面,无论是国产专业切削加工设备还是引进国外较先进专业切削加工设备,其切削状态仍是线性的,即只能满足平面齿形曲线产成机理。如上述切削加工方式相对应各方法专业设备所加工出的锥齿轮齿形曲线,均为平面近似替代或近似圆弧替代。
二、在材料塑性成型或流动成型方面,其传统制模手段除受上述切削加工设备限制外。另一方面,实际应用设计计算无可操作性依据可循。如至今国内相关专业大,中专院校教材,尤其是各版本设计手册也都是延用平面近似替代理论的设计计算方法。
三、相关理论实际应用研究国内只是在局部领域的较小范围内,其建立在球面三角学理论基础上的极座标方程及其推演出的直角坐标方程,在实际设计应用上处于较难推广状态。
上世纪末期至今数控技术、计算机技术在国内的发展与普及,为球面渐开线应用于圆锥齿轮从设计到制造都奠定了良好的基础。尤其是在以材料塑性成型或流动成型方式为制造手段的各方法上,大批量生产制造球面渐开线齿形齿廓圆锥齿轮已可大范围应用和推广。
CDJA科技近年来经潜心致力地研究,创立了独有的实用理论和设计方法。
——从理论上,已系统完整地推导出建立在平面几何三角学理论基础上更具普遍可操作性的计算方法和公式。
——从操作上,运用计算机可在无须依赖任何模式参数化软件,直接对球面渐开线齿形齿廓进行精准作图设计,模拟造型和验证分析。任意地按实际所需状态完成各类齿形齿廓在对应球面上共轭曲线,面的设计,同时可超越特定量的限制。如:
一、同球心球面或非同球心球面渐开线共轭齿形齿廓设计。
二、球面上非渐开线齿形曲线共轭齿形齿廓设计。