Involute spiral face couplings and gears: design approach and manufacturing technique

Abstract

This paper presents spiral face gears with an involute tooth line and an identical tooth profile in the normal section at any radius. There are two main applications for such face gears. One of them is an alternative solution with certain advantages in performance and fabrication technology to the straight tooth, Hirth, or Curvic flange couplings. Another application is when a face gear is engaged with an involute helical pinion or worm at intersecting or crossed axes. Potential advantages of spiral face couplings and gears include high power transmission density and highly productive machining of face spiral gears. The paper describes gear geometry analysis, and design technique of spiral face involute gears with symmetric and asymmetric tooth profiles. It also explains a hobbing method of these gears and tool design specifics, and then illustrates gear and tool design with numerical examples.У даній роботі представлена спіралеподібні шестерні з эвольвентным зубом лінії і однаковим профілем зуба в нормальному перерізі на будь-якому радіусі. Існують дві основні області застосування таких форм шестерень. Один з них являє собою альтернативне рішення з певними перевагами в продуктивності і технології виготовлення з прямим зубом. Інший додаток, коли форма шестерні з евольвентної косозубой шестірнею або черв'яком на пересічних осях. Потенційні переваги спіральних муфт і шестерень забезпечує високу потужність передачі крутного моменту поряд з високопродуктивною обробкою. У статті описується геометричний аналіз проектування шестерен та методика проектування спіральних форм евольвентних зубчастих коліс із симетричним і несиметричним профілями зубів. Запропонований технологічний спосіб зубофрезеровання шестерень, розглянуто особливості конструкції та розрахунок інструменту.