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龙图腾网获悉太原科技大学申请的专利一种大偏角三段弧鼓形齿的设计方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115391946B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211018457.6，技术领域涉及：G06F30/17；该发明授权一种大偏角三段弧鼓形齿的设计方法是由王建梅;管永强;王博;宁可设计研发完成，并于2022-08-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种大偏角三段弧鼓形齿的设计方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种大偏角三段弧鼓形齿及设计方法。主要解决现有单段弧鼓形齿存在的承载能力、偏角等多目标兼顾的设计矛盾大等的技术问题。本发明的技术方案是：一种大偏角三段弧鼓形齿，其所述鼓形齿沿齿宽方向轮廓由大圆弧、左端小圆弧和右端小圆弧构成，其中，左端小圆弧和右端小圆弧为尺寸形状相一致的小圆弧。其具体步骤如下：三段弧鼓形齿与同尺寸单段弧鼓形齿的齿数z、模数m、压力角α、间隙emin一致，同时大圆弧的齿廓圆半径与单段弧的法向齿廓圆半径一致；计算大圆弧、左端小圆弧和右端小圆弧齿长方向的距离、大圆弧、左端小圆弧和右端小圆弧的法向齿廓圆半径及参数，获得三段弧鼓形齿的R1、R2、R3、τ、L1、L2、L3和ωmax三段弧设计参数。

本发明授权一种大偏角三段弧鼓形齿的设计方法在权利要求书中公布了：1.一种大偏角三段弧鼓形齿的设计方法，其特征在于，所述鼓形齿沿齿宽方向轮廓由大圆弧1、左端小圆弧2和右端小圆弧3构成，左端小圆弧2和右端小圆弧3为尺寸形状相一致的小圆弧，具体步骤如下： 1三段弧鼓形齿与同尺寸单段弧鼓形齿的齿数z、模数m、压力角α、间隙emin一致，同时大圆弧1的齿廓圆半径与单段弧的法向齿廓圆半径一致； I.计算单段弧鼓形齿的法向齿廓圆半径R： R＝3.3728mz1 II.计算鼓形齿的齿对间隙emin： emin＝2R-h21-cosω12 式中：ω1—单段弧鼓形齿的最大偏角，°，由使用工况给出； h—鼓形齿分度圆剖面齿厚，mm； 2设定大圆弧1、左端小圆弧2和右端小圆弧3的布置形式和尺寸关系： ①无偏置工况下，大圆弧1在分度圆剖面上与左端小圆弧2和右端小圆弧3的交点分别为B点和B1点，B点与B1点的距离为L1，鼓形齿对最大偏角接触点为C点和C1点，C点与B点和C1点与B1点在齿长方向的距离分别为L2和L3，其中τ＝L1L2＝L1L3； ②大圆弧1、左端小圆弧2和右端小圆弧3的法向齿廓圆半径分别为R1、R2、R3，令γ＝R1R2＝R1R3，γ＞1； 3计算中心点O点与C点在x方向的投影距离lC： 式中：a1—中心点O点与大圆弧圆心O1点的距离，mm； 4首先对系数τ取值，τ∈0,3，计算L1、L2、L3： 5计算等轴线偏转至B点承载的偏角ωA和剩余间隙eA： I.计算B点与鼓形齿分度圆剖面中心点O点的距离OB： 式中：lB—OB在x轴方向的投影距离，lB＝L12，mm； II.计算无偏置工况下OB与x轴的夹角β1： III.计算B点等轴线旋转ωA至B′点后OB′与x轴的夹角β2： IV.计算偏角ωA： ωA＝β2-β18 联立式5～8求解得到： V.计算由B点承载等轴线偏转至B′点所需要的间隙e1： e1＝2OBsinβ1+ωA-sinβ110 VI.计算旋转ωA后的剩余间隙eA： eA＝emin-e111 6令大圆弧1的左端点为A点，A点与B′点重叠，左端小圆弧2的右端点为A′点，计算鼓形齿对从A点受力位置旋转至A′点所需的间隙y： y＝2yA′-yA＝2O′A[sinβ2+ε-sinβ2]12 其中： 式中：yA、yA′—OA、OA′距离在y轴上的投影距离，mm； β3—OA′与x轴的夹角，°； ε—左端小圆弧2在A点位置切线与x轴的夹角，°； 7为保障两端圆弧能够承载，同时保障三段弧鼓形齿的设计必要性，需要满足以下条件：eA＞y； 8计算三段弧鼓形齿的最大偏角ωmax： i.首先计算A′点处承载的剩余间隙eA′： eA′＝emin-e1-y13 ii.计算剩余间隙eA′的旋转角度ωA′： iii.计算三段弧鼓形齿的最大偏角： ωmax＝ωA+ε+ωA′15 9根据τ得到的最大偏角ωmax，对系数τ进行不同取值代入计算，获得不同系数τ与最大偏角的函数关系，以ωmax＞ω1为设计目标，确定系数τ的取值范围；根据实际工况，获得三段弧鼓形齿的R1、R2、R3、τ、L1、L2、L3和ωmax三段弧设计参数。

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