[发明专利]渐开线滚齿齿轮的齿形

说明书

技术领域

本发明涉及具有多个齿的齿轮的齿形(Verzahnung)，所述齿的齿侧面在其齿根区域上方具有渐开线构造，其中，齿侧面的在法向剖面内观察在齿根使用点(Fuβnutzpunkt)和齿根点之间延伸的齿根区域构造为椭圆形，并在齿根使用点沿切向连接到齿侧面的渐开线区域且在齿根点沿切向连接到齿根圆。本发明还涉及一种具有相应齿形的齿轮以及由两个这种齿轮组成的齿轮对。 

背景技术

这样的齿形以及具有椭圆形齿根圆整的齿轮是现有技术所公知的。 

从DE10208408A1中还已知了用于齿轮泵的送给轮的非渐开线齿形，其中齿轮的相互对接的齿顶和齿根通过切向相互过渡的椭圆形曲线形成。在此，特别地建议使两个相邻齿的在法向剖面内观察相对的齿侧面在其齿根区域内通过椭圆的公共扇段形成，椭圆的短半轴在由经过齿根点的半径形成的对称面内通过齿槽。 

由US2389728公知另一种泵齿轮齿形，该专利示出了具有内部齿形的齿圈和在该齿圈的内部齿形内运行的偏心内齿轮。其中，在齿顶区域内通过椭圆给出了外圈的内齿形的齿的齿侧面走向。内齿轮的齿形的几何形状则由齿形定律计算。为优选泵的运行方向，预先确定了内齿形的各齿的椭圆的半轴可以倾斜，从而实现了非对称的齿轮形式并对泵齿形的运行方向进行优选。 

对于渐开线滚齿齿轮，在实践中主要是具有圆形齿根圆整的齿形。当然，在DE19958670B4中结合极其不同的齿轮类型提及了椭圆形齿根圆整的可能性，而未对此进一步详细阐述。此外，从实践中已知，椭圆形齿根圆整可降低在滚齿中出现的齿根应力；预先确定了齿形在齿根区域内的齿侧面走向的椭圆的半轴因此总是在齿槽的对称面内。 

发明内容

从已公知的现有技术出发，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于本文开头所述类型的渐开线滚齿齿轮的齿形，该齿形保证了对齿根强度的再次改进。 

这一技术问题按本发明的齿形解决，其中所述齿的齿侧面在所述齿侧面的齿根区域上方形成为渐开线，其中，所述齿侧面的在法向剖面内观察在齿根使用点和齿根点之间延伸的所述齿根区域构造为椭圆形，并在所述齿根使用点内切向地连接到所述齿侧面的渐开线的区域且在所述齿根点内切向地靠在齿根圆上。根据本发明，齿的齿侧面在法向剖面内观察因此在其齿根区域内(即在各齿根使用点下方)基本上沿具有不同长度的半轴a和b的椭圆的扇段延伸，其中椭圆的半轴在椭圆倾角α大于0°且小于90°的情况下向经过齿根点的半径倾斜。在根据本发明的齿形中，还分别将齿的两个齿侧面关于将齿在轴向方向上分开的对称面相互对称地形成。因此，对于以上所述的对于齿侧面的齿根区域的两侧端上的齿侧面走向的切向条件表示了对于所选出的椭圆扇段或是椭圆本身的附加条件。 

因此，通过本发明在两个运行方向上提供了可同样地运行的齿形。根据本发明的齿形的椭圆形齿根区域在法向剖面内在其上端由齿根使用点限定边界而在其下端由齿根点限定边界。 

在此，在本发明的含义中，齿根使用点是指齿形的在法向剖面内观察在其上方形成了渐开线齿形的齿侧面各点。因此，在每个法向剖面内齿根使用点表示齿的齿侧面走向的最低点，该齿以与之共轭地形成的齿形滚齿得到。在已知齿形参数的情况下，齿根使用点优选地以已知的方式作为最下方的接触点根据齿形定律得到，然而如果要有意识地缩小例如齿侧面的渐开线滚齿区域，如在圆锥形齿轮中通常在齿的相互背离的齿端部区域内的在齿根的升高部分的区域内的情况，则也可以将齿根使用点自由地选择为在最下方的接触点上方。 

齿根点应理解为是齿侧面在法向剖面内观察的最低点，即径向最内侧点。齿根点在圆柱齿轮中通常限定了齿轮的齿根圆，或在锥齿轮内限定了锥齿轮的齿根锥。然而在锥齿轮中需注意到，在法向剖面内观察，齿根圆不必在整个齿长上与齿根锥重合，因为锥齿轮的齿形通常具有齿根轮廓的升高，特别是在齿形两侧端部具有最小或最大直径的区域内。因此，在锥齿轮中，在齿长上或在节锥距的一定范围内因此可以得到与锥形不同的齿根走向。 

只要两个相邻齿的齿侧面无中间区域地直接相互过渡，则经过齿根点的半径就在法向剖面内对应于齿槽的对称轴。 

由于(相对于前述的经过齿根点的半径)倾斜的椭圆和两个切向条件所预先确定的在齿根区域内的齿侧面走向，与之前已知的现有技术相比，实现了齿  在其齿高上的更柔和的横截面变化，这根据本发明导致了齿根在两个运行方向上的承载强度的提高。根据本发明的齿形在此点上不仅优于常规的具有圆形齿根圆整的齿轮，而且优于具有对称地位于齿槽内却不相对于经过齿根点的半径倾斜的椭圆的椭圆形齿根圆整。