[发明专利]具有小轴间角的准双曲面齿轮

说明书

技术领域

本申请涉及锥齿轮，且具体涉及小轴间角偏置锥齿轮。

发明背景

如果两轴既不平行也不垂直，而是在由转动轴线限定的平面内包括较小角度，则已知有两种可能的齿轮装置方案来实现传动。

一种可能的方案称为锥形渐开线法(Beve-loid)。锥形渐开线法类似于使用例如用于软制造的滚齿工艺和用于硬精加工的螺纹磨削轮磨削来制造圆柱齿轮。根据锥形渐开线法，可实现0°至约15°之间的轴间角，该方法根据比值可形成0°至约7.5°之间的齿轮节锥角，或在一圆锥齿轮与一常规圆柱齿轮组合的情况下，所需的最大节锥角可能高达约15°。

第二种可能性是应用斜交螺旋锥齿轮。大多数实际应用中的比值接近产生0°至约7.5°之间的节锥角的斜接(miter)。

所述斜交螺旋锥齿轮组主要用在汽车传动情况中，以将转动和扭矩从传动装置的输出轴传递到全轮驱动车辆的前轴。

锥形圆柱齿轮(锥形渐开线法)或斜交螺旋锥齿轮的机械功能都是在两轴的轴线限定的平面内提供两轴之间的角度。在关于全轮驱动车辆的大多数情况下，仍然需要两个恒速接头或两个万向接头(驱动轴的每端有一个)，从而将齿轮箱的输出轴与前轴的通常具有不同垂向位置的输入轴连接。

为了连接空间中的两点，就像传动箱的输出与前轴输入之间的推进轴的情况那样，必需提供一个角度和线性偏置或垂直平面内的两个角度。准双曲面锥齿轮提供了这种在三维空间内输入/输出轴定向的常规有效的技术方案。但是，迄今已知的准双曲面齿轮的特征并未覆盖小轴间角且高偏置量的情况。目前应用的不同的准双曲面理论不允许设计具有任何偏置量的小轴间角锥齿轮。准双曲面理论基于作为基本设定和刀具参数计算基础的平坦或圆锥产形齿轮。接近且包括90°的轴间角与2.5及2.5以上的比值组合产生约68°及68°以上的齿轮节锥角和约22°及22°以下的小齿轮节锥角。这产生锥度接近平面的典型环齿轮，节锥的切平面非常接近与接触线相邻的节锥。这种结构允许应用根据常规准双曲面理论在节锥切平面内产生的一定量的准双曲面偏置量。

但是，常规理论不适用高准双曲面偏置量(接近或等于环齿轮直径的一半)的情况。常规准双曲面理论也不适用于低比值(接近于1.0)的情况。在高偏置量的情况下，蜗轮驱动可用于实现90°的轴间角和一半的齿轮直径加上一半的蜗轮直径的偏置量(类似于圆柱齿轮装置的中心矩)。在低比值的情况下，相交的斜齿轮可用于实现任何所要求的轴间角与等于这些相交斜齿轮的中心矩的偏置量的组合。

在本发明方法的教示下能够实现任何小轴间角(例如大于0°至30°)与零至两构件平均节圆直径一半的总和的任何偏置量组合的自由度。

发明内容

本发明涉及一种包括小轴间角和偏置的锥齿轮的齿轮组，以及用于齿轮组制造的方法，该方法包括确定适当的齿轮和小齿轮齿侧和用于其制造的基本的机床设定。

附图说明

图1示出包括小齿轮件和齿轮件的螺旋锥齿轮组，示出本发明的步骤1和2。

图2是图1的齿轮组的侧视图，示出节锥角、轴间角和交点。

图3示出由于沿图1的步骤1方向移动造成的扩大的小齿轮直径而产生的新交点R2。

图4示出由于沿图1的步骤1方向移动产生的齿轮的变化的节锥角而产生的分锥顶的位置的位移。

图5示出由于图1中小齿轮轴线(步骤2)的移动产生的新交点R3。

图6是偏置齿轮对构件的三维示意图。

图7示出用于定义制造机床设置和齿轮组的非展成齿轮件的运动学的基本机床设置。

图8示出用于定义制造机床设置和齿轮组的展成小齿轮件的运动学的基本机床设置。

图9示出对小齿轮件的切削刃压力角的调节以消除不合要求的小齿轮与齿轮齿之间的不匹配。

具体实施方式

本发明现将参照仅用于示例地表示本发明的附图进行讨论。在本申请的上下文中，术语“小齿轮”和“齿轮”用于表示齿轮组或齿轮对的匹配构件。还应当指出，记载的诸如“水平”、“垂向”、“向下”、“右”和“左”仅用于参考目的，且这些方向是相对于呈现各图的纸页的方向。

在齿轮的生产，尤其是包括准双曲面齿轮在内的锥齿轮的生产中，通常采用两种工艺，展成工艺和非展成工艺。