[实用新型]一种曲齿圆锥齿轮及曲齿圆锥齿轮传动结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种曲齿圆锥齿轮及曲齿圆锥齿轮传动结构。 

背景技术

现有技术中两种典型的曲齿圆锥齿轮传动结构分别如图1和图2所示，包括主动轮910和从动轮920，主动轮910和从动轮920，区别在于齿轮副轮齿宽度和大小端的几何形状。其中图1中主动轮910的齿宽B₂大于从动轮920的齿宽B₁，图2中主动轮910的齿宽B₂等于从动轮920的齿宽B₁。上述曲齿圆锥齿轮传动结构以其减速比大、承载能力强、体积小等优点而被广泛应用于许多场合，例如用于汽车的驱动桥作为主减速传动。国内的汽车驱动桥曲齿圆锥齿轮的制造因其轮齿几何形状的复杂性目前仍然采用传统的铣齿工艺为主，采用传统工艺加工的轮齿表面会留下刀痕，在齿面和齿根部位形成应力集中，易形成疲劳源，大大减少了齿轮的使用寿命。汽车驱动桥曲齿圆锥齿轮易断齿失效、可靠性差等因素已经严重影响着国产汽车的竞争力和信誉度，因此对曲齿圆锥齿轮进行抗疲劳制造技术和高强度轮齿结构设计方面的研究尤为重要。 

精密锻造成形工艺作为一种先进制造技术，是在传统模锻工艺的基础上逐步发展起来的。精密锻造成形工艺目前被普遍接受的定义是“至少锻件的部分表面尺寸精度和形状精度达到可直接用于装配或仅需磨削加工即可装配的程度”。这种工艺克服了切削加工材料利用率低、生产效率低以及切断了金属纤维流线而造成的弯曲强度降低等缺点，符合高效、精密、绿色清洁的21世纪先进制造技术的发展趋势，是未来齿轮加工变革的主要途径之一，国外针对曲齿圆锥齿轮的精密锻造成形技术于20世纪70年代就进行了研究，由最初的热锻发展到冷温锻，锻造出来的齿轮质量有了很大的提高，相关的技术已经在国外获得应用，尤以美国、德国和日本在这方面的研究比较领先，国内对此技术的研究仍处于小批量试制研究阶段。目前美国德纳集团旗下的福建台亚汽车工业有限公司采用国外近净成形出齿形的曲齿圆锥齿轮毛坯进行热处理前的齿面精加工。 

采用粉末冶金压制成形小模数曲齿圆锥齿轮从动轮的技术已经广泛应用于电动工具、摩托车等领域，使用这种方法压制成形的从动轮齿面不再加工，主动轮的加工方法主要采用铣削加工。粉末冶金压制成形齿轮的缺陷在于其轮齿强度比锻造成形的要低，使用过程中轮齿断裂是其主要失效方式。1998年，美国AGMA粉末冶金齿轮委员会发布实施了“粉末冶金齿轮规范”国家标准6008-A98，规范中详细描述了螺旋齿轮和直齿锥齿轮轮齿的几何形状规范，对曲齿圆锥齿轮的几何形状规范未见涉及。专利201020278043.3提供了一种曲齿圆锥齿轮滚轧及精整齿形的设备，此设备的出现，为小模数曲齿圆锥齿轮滚轧成形提供了技术参考。但是，无论是采用传统的铣齿工艺，还是采用精密锻造成形、粉末冶金压制成形等工艺，现有技术中曲齿圆锥齿轮轮齿的结构在齿轮副使用过程中容易出现轮齿断裂失效的现象。 

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种抗弯强度高的曲齿圆锥齿轮，同时，本实用新型还提供了一种使用该曲齿圆锥齿轮的曲齿圆锥齿轮传动结构。 

本实用新型中的一种曲齿圆锥齿轮采用的技术方案是：一种曲齿圆锥齿轮，其轮齿靠近轴线的一端为小端，远离轴线的一端为大端，所述大端对应的齿根处和/或所述小端对应的齿根处设置有加强筋。 

所述大端对应的齿根处设置有加强筋，所述加强筋的截面为“』”形，包括沿所述曲齿圆锥齿轮的周向延伸的加强条和设置在加强条朝向小端的一侧的加强凸部，所述加强凸部设置在加强条的底部与曲齿圆锥齿轮齿槽的槽底之间。 

所述加强筋延伸方向的两端分别与两相邻的轮齿连接为一体且所述加强筋的底部与曲齿圆锥齿轮齿槽的槽底连接为一体。 

所述加强筋的加强条沿背锥方向的高度不超过节锥线。 

所述加强筋的截面为三角形，其背向其所在的大端或小端的一侧具有斜面，所述斜面的顶部向加强筋所在的大端或小端倾斜。 

所述斜面与相应轮齿齿根之间的夹角不大于30°。 

本实用新型中的一种曲齿圆锥齿轮传动结构采用的技术方案是：一种曲齿圆锥齿轮传动结构，包括曲齿圆锥齿轮形式的主动轮和从动轮，所述主动轮的齿宽为B₂，所述从动轮的齿宽为B₁，所述主动轮与所述从动轮中的至少一个的大端齿根处和/或小端齿根处设置有加强筋。