用於錐齒輪傳動裝置的錐齒輪的製作方法
2023-05-11 10:25:21 3
專利名稱：用於錐齒輪傳動裝置的錐齒輪的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種錐齒輪傳動裝置的錐齒輪，該錐齒輪的各齒分別具有ー個負載齒面和一個背齒面，並且本發明涉及一種對於錐齒輪的製造方法。
背景技術：
錐齒輪的齒幾何結構總是關於穿過齒輪中心沿徑向穿過齒延伸的對稱軸線對稱。其中的原因在於，齒輪通常對於兩個運行方向(向前和向後)相同地構造和製造。當前的傳統製造方法在加工自由度方面受限制並且如此進行優化，使得能夠同時加工一個齒輪的多個齒。根據運行方向，單個齒在轉矩傳遞時具有一個負載 齒面和一個背齒面，該負載齒面處於嚙合中並且將轉矩傳遞到配合齒的負載齒面上。只要沒有轉動方向反向，齒的背齒面在齒輪旋轉時和與其嚙合的齒輪的跟隨的配合齒部分地接觸或者根本不接觸。齒輪的構造和製造一般對於兩個轉動方向與實際的應用無關地進行。而在實踐中，在齒輪傳動裝置中常常沒有必要使轉動方向反向。儘管如此，齒輪的各個齒的齒面在製作中對於兩個轉動方向被製作和進ー步加工。在此不加考慮的是，背齒面在向後的轉動方向情況下不必強制地具有與相應齒的負載齒面相同的功能特性。在此，在齒輪製造時通常在背齒面的那側與在負載齒面的那側去除相同的材料量。接著，相同程度地、部分成本密集地精加工兩個齒面，也就是說,也將背齒面完全硬化或表面調質處理。
發明內容
本發明的目的在幹，這樣改進開頭所述類型的錐齒輪，使得需要較低的加工費用和由此產生較低的用以製造進行嚙合的背齒面的成本。此外，本發明的目的還在於，能實現對於齒體和負載齒面的擴展的構造可能性，以降低磨損和滾動噪聲。該目的按照本發明這樣來實現，S卩，背齒面得到與預期負載適配的、優化的嚙合區域。齒面的不被需要的表面部分「凹迸」，也就是說，不被需要的表面通過三維的材料去除的方法以如此程度被去除，使得該表面不再和與其嚙合的齒輪的跟隨的配合齒進入接觸。所期望/需要的齒面表面因此相對於被去除的區域突起。減小的內部的突起區域在此包括總齒面表面的10%至40%、優選20%至30%。這種在加工的早期階段產生的突起表面的優點為，針對實際負載優化的減小的嚙合表面(承載圖)儘可能早地製成。在加工的早期階段中，比在精加工步驟如齒面硬化結束後能更簡單地進行齒的粗輪廓改變。通過製造最小需要的嚙合表面(承載圖)，使實際進入嚙合的接觸表面最小並由此降低滾動噪聲。特別有利的是，只對關於總齒表面減小的最小哨合區域進行精加工。這意味著，在高精度的精加工時只還對每個齒的實際所需要的區域進行精加工，例如硬化或拋光。這降低了加工中的生產成本。進ー步地也有利的是，其他的進行表面精整的後續加工步驟、例如「硬銑」同樣只還在齒輪的背齒面的突起區域上進行。這導致加工中的時間節省並且由於縮短的加工持續時間但也由於降低的工具磨損而導致成本節約。特別是該方法也縮短了齒面的自動或手工的精加工過程，該齒面在硬化之後具有齒面幾何結構的硬化變形。也有利的是，由於優化的嚙合表面尺寸(承載圖)，減小的剰餘的突起區域能夠較快地手工拋光或機器研磨。
在附圖中以部分視圖示出並且在下面詳細描述本發明的一個實施例。
具體實施方式
錐齒輪在其截錐包絡面上具有多個在圓周上分布的齒1，這些齒分別具有ー個負載齒面和一個背齒面2。因為對於齒輪針對轉矩傳遞設有ー個優先轉動方向，所以負載齒面和背齒面具有不同的功能，所述不同的功能與不同的幾何結構相關聯。齒面的形狀在此原則上是任意的。但是針對ー個齒面所選擇的形狀確定了配合齒輪上配合齒面的形狀。在兩個齒輪嚙合吋，在此兩個齒面從來沒有完全進入嚙合。只有整個齒面BO的一部分可用作為最大可能可利用的嚙合區域BI。背齒面的包圍可利用的嚙合區域BI的剰餘的外部區域B2不與配合齒進入接觸。負載齒面在向前轉動方向的情況下在正常運行中承擔轉矩傳遞並且在結構上設計有大的嚙合表面(承載圖)。該可利用的嚙合區域BI —般儘可能大地加工，以便在齒表面上允許的表面壓カ情況下達到最大的轉矩傳遞。背齒面2，如果情況確實如此的話，只用來在向後轉動方向上傳遞小的轉矩。因此，原始的嚙合區域BI的表面高度已經在加工的早期階段中圍繞外部邊緣區域B3這樣程度地被降低，使得該外部邊緣區域始終保持無接觸。具有嚙合區域優化的齒面形貌的內部的突起區域B4剩下。突起區域B4是背齒面2的剰餘的減小的嚙合區域，該嚙合區域與配合齒進入嚙合。背齒面2的該減小的內部區域B4在總齒面表面B1+B2的10%至40%、優選20%至30%之間。在此，背齒面2的最大需要的嚙合區域取決於最大要承受的轉矩和最大允許的表面壓力。優化的齒面形貌的製造要求沿著齒廓和齒面進行三維的材料去除。材料去除，特別是通過銑削或磨削齒1，在此高精度地進行。背齒面2的所不期望的區域以如此程度被去除，使得這區域即使在硬化之後由於出現的硬化變形也不會與配合齒面進入接觸。三維的材料去除的大小也進ー步這樣確定，即，在齒面的由負載引起的變形情況下只有背齒面2的所期望的減小的內部區域B4進入嚙合，而背齒面2的其餘區域不進入嚙合。為了加工齒I的背齒面2的該特定的齒面形貌，採用多維的(四軸和更多軸、特別是五軸的)統床。為了使剩下的突起區域B4光滑，在硬化之後藉助多維的(四軸和更多軸、特別是五軸的)銑床將表面硬銑或磨削。
在錐齒輪加工中最終的精整步驟是，對齒面的 剩下的突起區域B4手工拋光或機器研磨。
權利要求
1.錐齒輪傳動裝置的錐齒輪，所述錐齒輪的各齒分別具有一個負載齒面和一個背齒面，其中，所述背齒面具有用於進行嚙合的齒輪的背齒面的嚙合區域，其特徵在於，背齒面的包圍原始的最大可能可利用的通常進入嚙合的嚙合區域(BI)的外部區域(B2)以及原始的嚙合區域(BI)的外部邊緣區域(B3)在它們的表面高度方面以如此程度降低，使得這些降低的區域(B2和B3)始終保持為無接觸的並且只有剩餘的減小的內部的突起區域(B4)進入接觸中。
2.按照權利要求I所述的錐齒輪，其特徵在於，減小的內部區域(B4)為總齒面表面(B1+B2)的 10% 至 40%、優選 20% 至 30%。
3.用於製造按照上述權利要求之一所述的錐齒輪的方法，其特徵在於 一由鋼將坯件澆鑄成圓形的輪； 一然後將齒廓銑削和/或磨削到尚未硬化的材料中(=宏觀幾何結構)； 一接著代替硬化，通過高精度的材料去除、尤其是通過銑削或磨削、以四軸或更多軸方法，使外部區域(B2)和邊緣區域(B3)以如此程度降低，使得這些降低的表面或區域不再能(並且因此即使在硬化變形之後也不再能)接觸， —此後硬化齒輪、齒或剩下的內部的突起區域(B4 )。
4.按照權利要求3所述的方法，其特徵在於，在硬化之後，對剩下的突起區域(B4)進行硬銑或磨削，以使所述突起區域光滑。
5.按照上述權利要求之一所述的方法，其特徵在於，對剩下的突起區域(B4)手工拋光或機器研磨。
全文摘要
本發明涉及一種錐齒輪傳動裝置的錐齒輪，該錐齒輪的各齒分別具有一個負載齒面和一個背齒面，其中，背齒面具有用於進行嚙合的齒輪的背齒面的嚙合區域，背齒面的包圍原始的最大可能可利用的通常進入嚙合的嚙合區域的外部區域以及原始的嚙合區域的外部邊緣區域在它們的表面高度方面以如此程度降低，使得這些降低的區域始終保持為無接觸的並且只有剩餘的減小的內部的突起區域進入接觸中。
文檔編號F16H55/08GK102713359SQ201180005218
公開日2012年10月3日 申請日期2011年4月8日 優先權日2010年5月27日
發明者M·波茨, M·黑爾 申請人:施奧泰爾有限公司