[发明专利]弧齿锥齿轮齿部强化结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种齿轮结构设计，具体地讲，本发明涉及一种弧齿锥齿轮齿部强化结构。

背景技术

弧齿锥齿轮是一种具有承载能力强，传动平稳，啮合噪声小等特点的机械传动零件，广泛应用在车辆驱动桥中作为主减速齿轮驱动两侧车轮。车辆行驶过程中受路况、载重等因素影响弧齿锥齿轮的负荷，特别在低速重载条件下弧齿锥齿轮齿部受到较大的冲击力和扭矩。一旦发生的冲击力和扭矩超过弧齿锥齿轮齿部设计弯曲强度或剪切强度，便可能造成齿部发生塑性弯曲或断齿事故。常规设计的弧齿锥齿轮的齿根为平底结构，即齿根圆与两侧齿面角连接。尽管此连接结构简单、易实现加工，但角连接的齿根处是应力集中最大区域，易诱发出齿部塑性弯曲变形或断齿事故。

发明内容

本发明主要针对现有弧齿锥齿轮齿部结构强度不足的问题，在不改变材质和不增加制造成本的前提下，提出一种弧齿锥齿轮齿根部强化结构，通过强化结构设计可显著提高弧齿锥齿轮的使用寿命。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

弧齿锥齿轮齿部强化结构，其改进之处在于：它由位于相邻两齿面之间的圆弧与两侧齿面相切构成的圆过渡结构。所述圆弧线中点与齿根圆相切，圆弧的半径R值由三个共同相切点确定。

上述结构中，由圆过渡结构形成的过渡圆直径大于或等于齿根槽宽。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、齿根处设计成圆过渡结构，力学性能好，可提升齿根抗弯曲和抗断裂强度，并且显著降低应力集中程度；

2、齿根处圆过渡结构，便于采用精锻成形工艺，锻压时金属纤维顺着齿形高度方向连续分布，齿部呈纵向金属纤维组织，有效提高齿面滑移性能和齿部抗冲击性能；

3、因齿根处圆过渡结构，结构中无死角，便于对齿根部进行喷丸强化处理。

附图说明

图1是本发明中两只相邻齿结构主视示意图。

图2为本发明通过精锻成形后齿部形成纵向金属纤维组织的立体示意图。

具体实施方式

下面根据附图对本发明作进一步说明。

图1所示的弧齿锥齿轮齿部强化结构，它由位于相邻两齿面之间的圆弧与两侧齿面相切构成的圆过渡结构。所述圆弧线中点与齿根圆相切，圆弧的半径R值由三个共同相切点确定。本实施例是斯太尔重型卡车驱动桥弧齿锥齿轮，其主要结构参数：模数10.36mm，齿数28，压力角22.5°，齿槽根部宽4.8mm，由半径R3.6mm圆角构成的过渡圆直径Φ=7.2mm，该尺寸大于齿根槽宽2.4mm。本发明因齿根处设计成圆过渡结构，力学性能好，本实施例可提升齿根抗弯曲和抗断裂强度30%以上，并且显著降低应力集中程度。

本发明除产生上述技术效果外，还可从另两个方面进一步实施强化措施，一是齿根处圆过渡结构便于采用精锻成形工艺，锻压时金属纤维顺着齿形高度方向连续分布，齿部呈纵向金属纤维组织，有效提高齿面滑移性能和齿部抗冲击性能。二是齿根处圆过渡结构无死角，便于对齿部作喷丸强化处理。