[发明专利]齿轮和齿轮组合

说明书

公开了例如在汽车应用中使用的消隙齿轮和消隙齿轮组合。消隙齿轮包含齿轮轮盘和齿轮齿轮轮齿。每个齿轮齿轮轮齿包括第一和第二齿面、顶面和底面，其中对于每个齿轮齿轮轮齿，每个齿面从所述顶面延伸到所述底面，其中所述齿轮齿轮轮齿包括聚合材料，所述聚合材料包括式I的重复单元其中t1和w1各自表示0或1，并且v1表示0、1或2。对于每个齿轮齿轮轮齿，所述齿面中的至少一个包括两个或更多个表面，所述表面被布置成形成沿着所述至少一个所述齿面延伸的单个凸出部使得每个齿轮轮齿的齿厚度在所述齿轮轮齿的所述顶面与所述底面之间在平行于所述齿轮在运行时的旋转轴的方向上变化。所述单个凸出部在使用时可弹性变形以便消除侧隙。

本发明涉及例如用于汽车应用中的齿轮和齿轮组合。

在现代传动装置中，例如当传动载荷脉动时，如当其驱动活塞式发动机中的凸轮轴、往复泵或平衡起重轴时，齿轮可以产生大量噪声、振动和声振粗糙度(NVH)。当齿轮在稳态运行下或由于传动载荷或速度变化而以不同角速度向彼此移动时，可以产生NVH。

这种齿轮敲击的起源在用于防止齿轮轮齿结合的溶液中。当齿轮相啮合时(即，当它们彼此接合时)，所述齿轮必须能够在其容差的框架内工作。不是所有齿轮将被同样地制造。一些将比其它齿轮具有更大的偏心率；一些将具有更大或更小的齿厚度；齿轮到其配对物的中心距将由于制造精度而变化。还重要的是，齿轮可以允许热膨胀。

为了防止这些问题引起齿在其驱动时结合，常规地引入侧隙。侧隙是用于建立如图1中示出的啮合齿之间的一组空隙的术语，其中侧隙1是两个箭头之间的距离。侧隙可以导致齿轮敲击以及随后磨损齿轮轮齿。

在金属齿轮的情况下，这种不期望行为可以通过将齿轮切成两个平行的剪式齿轮并且然后将所述剪式齿轮弹簧加载成抵靠彼此。将弹簧置于两个齿轮薄片之间以保持所述齿轮薄片分离，并且当齿轮被置于与其配对物相啮合时，两个薄片的齿被挤压在一起使得侧隙被占用。在运行期间，只要驱动载荷不超过消隙齿轮的弹簧力，相对的薄片齿轮就将占用侧隙。这对金属齿轮来说表现非常好，但是昂贵且实际上使齿轮的强度减小其针对反转动作变薄的量。

因此，需要减少侧隙的必要性并且解决已知消隙齿轮的问题的齿轮。

根据本发明的第一方面，提供了一种消隙齿轮，其包括：

齿轮轮盘和齿轮轮齿，

其中每个齿轮轮齿包括第一和第二齿面、顶面和底面，

其中对于每个齿轮轮齿，每个齿面从所述顶面延伸到所述底面，

其中所述齿轮轮齿包括聚合材料，所述聚合材料包括式I的重复单元

其中t1和w1各自表示0或1，并且v1表示0、1或2，并且其中对于每个齿轮轮齿：

i)所述齿面中的至少一个包括两个或更多个表面，所述表面被布置成形成沿着所述至少一个所述齿面延伸的单个凸出部使得每个齿轮轮齿的齿厚度在所述齿轮轮齿的所述顶面与所述底面之间在平行于所述齿轮轮盘在运行时的旋转轴的方向上变化，其中所述单个凸出部在使用时可弹性变形以便消除侧隙。

令人惊奇地发现齿轮的齿本身可以充当对齿轮系统的消隙控制。具有本发明的布置的齿轮的单个凸出部能够弹性变形，并且因此当将扭矩施加到齿轮时，所述齿轮可以扭曲以占据全部载荷能力。此外，变形可以局部分布为反抗具有较高杨氏模量的材料。此外，本发明的齿轮不太可能引起贡献于噪声和齿轮轮齿损坏的卡死/结合。

在本发明的以下讨论中，除非相反地声明，否则参数的允许范围的上限或下限的替代值的公开加上指示所述值之一比其它值更加优选将被解释为暗示声明：所述参数的位于所述替代值的更优选与次优选之间的每个中间值本身对所述次优选值以及还对位于所述次优选值与所述中间值之间的每个值来说是优选的。