齿轮传动装置的齿轮、齿轮副及具有该齿轮副的传动装置的制作方法

文档序号:21734612发布日期:2020-08-05 01:30阅读:329来源:国知局
齿轮传动装置的齿轮、齿轮副及具有该齿轮副的传动装置的制作方法

本发明涉及一种用于应用在齿轮传动装置中的齿轮。此外,本发明涉及一种包括这种齿轮的齿轮副以及一种具有这种齿轮副的齿轮传动装置。



背景技术:

在几乎每个传动系中都使用齿轮传动装置,尤其是当传动系内的转速和扭矩应适配相应的应用情况时。随着传动系的电气化的发展,越来越多地将电动机用作扭矩轴,例如以使两个构件彼此相对移动。然而,通常,电动机以相对较高的转速运转,从而在许多情况下使用齿轮传动装置来如此改变转速,使得可以以期望的速度调节两个构件。在某些情况下,当两个构件应相对于彼此特别慢地移动时,或者当为此需要特别高的扭矩时,使用多级齿轮传动装置。

在许多情况下,使用渐开线作为齿部轮廓。尤其是当处于啮合状态的两个齿轮具有明显不同的热膨胀系数时,啮合是较好还是较差取决于当前主导温度。在下文中,啮合较好应理解为圆周侧隙减小,而啮合较差应理解为圆周侧隙增大。

圆周侧隙表征传动装置的从动轴可以在同时保持驱动轴时相对于该驱动轴旋转的角度。

例如,当一个齿轮由塑料制成,而另一个齿轮由金属制成时,或者当传动装置的各个部件,例如诸如壳体之类的取决于轴线间隔/滚动圆的部件的热膨胀系数具有明显的差异时,在齿部啮合时温度变化的情况下,现有的径向/圆周侧隙存在很大差异。在该情况下,齿部轮廓如此设计,使得在操作中的主导温度下啮合尽可能最佳。但是,在某些应用中,在操作中的主导温度会发生很大的变化,从而产生很大的操作温度范围。由于两个处于啮合状态的齿轮的上述不同的热膨胀系数,不能在整个操作温度范围内最佳地保持啮合。因此,例如在操作温度范围的上限处会产生足够小的圆周侧隙,而在下限处存在不期望的高的圆周侧隙。



技术实现要素:

本发明的实施方式的目的是提供一种齿轮,利用所述齿轮可以用简单且廉价的手段来解决上述情况,并且尤其是在宽的温度范围内将圆周侧隙保持得较小。此外,本发明的实施方案和构成方案所基于的目的是提出一种齿轮副或具有这种齿轮的齿轮传动装置。

该目的使用权利要求1、22和23中规定的特征来实现。有利的实施方式是从属权利要求的主题。

本发明的一个实施方式涉及一种用于应用在齿轮传动装置中的齿轮,其包括:

-基体,所述基体形成齿圈,所述齿圈具有:

-多个第一齿,所述第一齿具有第一变形能力;和

-多个第二齿,所述第二齿具有第二变形能力,其中,

-所述第二变形能力大于所述第一变形能力,

-所述第二齿具有相对于所述第一齿的过盈。

由于变形能力提高,所述第二齿如具有第二弹簧系数的弹簧元件一样起作用,所述第二弹簧系数小于所述第一齿的第一弹簧系数。因此,所述第二齿可以配备有相对于所述第一齿的过盈。

所述第二齿在较大的操作温度范围时,例如在接近操作温度范围的下限的温度下确保较小的圆周侧隙,而所述第一齿在接近操作温度范围的上限的温度下将圆周侧隙保持得较小。由于所述第二齿的变形能力提高,所述第二齿的过盈不会导致处于啮合状态的齿轮的卡住。所需的与功能相关的过盈会根据应用和操作情况进行相应地适配。

根据另一个实施方式,所述第二齿具有相对于所述第一齿在圆周方向上的过盈。过盈可以尤其是表现为所述第二齿相对于所述第一齿在圆周方向上的延伸增加,例如表现为齿侧面上的齿厚度增加。

仅在一个圆周方向上设置过盈就会足够了。尤其是在该情况下,可以利用所述第二齿的非对称设计来实现过盈。

如果过盈仅在圆周方向上延伸,则所讨论的齿轮的所述第二齿的齿顶圆直径保持不变,并且与所述第一齿的齿顶圆直径相对应。由此,改善了所述齿轮在啮合到另外的齿轮中时的跑合性能。尤其地,相对于在径向方向上的过盈防止的是,所述第二齿的齿顶碰撞所述另外的齿轮的两个相邻齿的齿根。由于碰撞而导致噪音形成的增加,尤其是因为所述齿在径向方向上在碰撞时几乎不能避开。如果过盈仅在圆周方向上延伸,则不会发生碰撞,相反在所述第二齿上产生滑动负载,结果,弯矩大约在圆周方向上作用在所述第二齿上。所述第二齿由于其在圆周方向上的弹性比在径向方向上的弹性明显大而可以避开该弯矩,由此进行柔和的啮合。

根据另一个实施方式,所述齿圈在所述第一齿的区域中在圆周方向上无中断地闭合。在该实施方式中,在所述第一齿和所述另外的齿轮之间提供了无中断的啮合。因此,确保了在根据本发明的齿轮与另外的齿轮之间没有中断的、最佳且均匀的啮合,并因此确保了平稳的运转。

在一个改进的实施方式中,所述齿轮可以具有纵向轴线,其中,所述第一齿关于所述纵向轴线在形成轴向间隔的情况下朝所述第二齿偏移地布置。由此,简化了根据本发明的齿轮的制造,尤其是因为可以在所述第一齿和所述第二齿之间插入模制工具,例如滑动件。另外,所述间隔提供了所述第二齿可在其中变形的空间。由于所述第二齿可以变形到该空间中的可能性,过盈不会导致根据本发明的齿轮与另外的齿轮的啮合明显恶化。

在一个改进的实施方式中,所述第一齿可以具有第一宽度,并且所述第二齿可以具有第二宽度,其中,所述第一宽度大于所述第二宽度。所述第二宽度可以如此选择,使得所述第二齿的变形能力沿所述旋转轴线的方向增加。在该实施方式中,所述第二齿的过盈可以不仅在圆周方向上而且在所述旋转轴线的方向上,即轴向地通过变形并且尤其是通过弯曲来如此位移,使得根据本发明的齿轮与另外的齿轮之间的啮合不被干扰。

根据另一个实施方式,所述基体形成毂部段,其中,所述第二齿包括连接腹板,所述连接腹板将所述第二齿与所述毂部段连接。在这里,单个第二齿或多个第二齿可以布置在一个或所有连接腹板上。在这里,所述连接腹板如单侧夹紧的弯曲梁一样起作用,并因此如弹簧元件一样起作用。在将所述第二齿布置在所述连接腹板上的所有实施方式中,所述第二变形能力也应延伸到所述连接腹板或者限制到所述连接腹板。借助横截面和与其相关联的阻力矩以及利用所述连接腹板的长度,可以调节所述第二齿和所述连接腹板的第二变形能力。完全合适地能够仅将所述连接腹板配备有所述第二变形能力并且将所述第二齿设计成与所述第一齿完全相同。

在另一个实施方式中,所述第二宽度关于所述纵向轴线在径向方向上改变。一个改进的实施方式的特征在于,在所述连接腹板上布置有多个肋。在两个实施方式中,尤其是所述连接腹板的弯曲刚度可以在径向方向上改变,从而可以以非常有针对性的方式调节所述第二变形能力。

在另一个实施方式中,所述第二齿可以布置在所述齿轮的扇形区域中。在某些应用中,增加的圆周侧隙仅在从静止位置启动时才起作用。一旦处于啮合状态的齿轮旋转,就可以在这些应用中接受尤其是在操作温度范围的下限处的非最佳啮合。在将静止位置与根据本发明的齿轮的确定旋转位置相关联的情况下,将所述第二齿布置在所述扇形区域中就足够了。在所述扇形区域外,仅所述第一齿啮合,从而在那里所述第二齿不会施加干扰啮合的影响。

一个改进的实施方式的特征在于,所述第一齿的所述第一宽度在所述扇形区域中比在所述扇形区域外小。所述扇形区域中,所述齿圈在所述第一齿内具有回弹部,所述第二齿可以全部或部分地布置在所述回弹部中。在这方面,可以将为所述第一和第二齿所需的轴向结构空间保持得较小,从而可以提供根据本发明的沿纵向轴线的延伸较小的齿轮。

根据另一个实施方式,所述第二齿布置在公共载体上。在将所述第二齿布置在所述公共载体上的所有实施方式中,所述第二变形能力也应延伸到所述公共载体。所述公共载体可以制造成单独构件,并且随后与根据本发明的齿轮连接。由此,可以简化制造。另外,在该情况下,所述载体和所述第二齿可以由与所述齿轮的其余部分不同的材料制成,从而所述第二齿的所述第二变形能力也可以通过该材料根据需要来调节。

另一个实施方式的特征在于,所述齿圈在所述公共载体内的所述第二齿的区域中在圆周方向上无中断。当所述第二变形能力不应选择得太大时,该实施方式是合适的。在该实施方式中,所述第二载体的制造是简单的。

(角度范围)

根据另一个实施方式,所述载体沿所述纵向轴线具有穿通部或凹陷部。由于所述穿通部或所述凹陷部,可以将所述载体的质量保持得低,而不会显著损害所述第二变形能力的可调节性。

在一个改进的实施方式中,所述载体可以具有从所述穿通部或从所述凹陷部出发并径向向外伸展的凹部或者从所述穿通部或从所述凹陷部出发并径向向外伸展的间隙。由于所述间隙或所述凹部,使所述载体有针对性地变薄,由此可以提高所述第二变形能力。

在一个改进的实施方式中,所述载体可以在所述纵向轴线的方向上具有轴向间隔和/或在圆周方向上具有距所述第一齿的圆周间隔。在两种情况下都实现所述载体相对于所述第一齿的运动能力,更确切地说在所述纵向轴线的方向上和/或在圆周方向上的运动能力。由此,可以预先确定所述第二变形能力的方向。

在另一个实施方式中,所述第二齿可以具有齿部轮廓,所述齿部轮廓具有齿顶修改部。利用所述齿顶修改部,可以有针对性地改变所述第二齿向所述另外的齿轮的齿部中的跑合性能。齿顶修改部一方面对增加变形能力不是强制性需要的,另一方面并不一定导致过盈。然而,所述齿顶修改部可以如此设计,使得提供所述第二齿相对于所述第一齿的过盈。尤其地,除了改善跑合性能之外,同时还可以减小圆周侧隙。只要符合目的,所述第一齿也可以设置有齿顶修改部,由此也可以改善跑合性能。

在另一个实施方式中,所述第二齿具有径向向外伸展的凹槽或径向向外伸展的齿槽。尤其是当存在相对于所述第一齿的过盈时,该过盈可以通过所述第二齿的相应变形如此分布,使得防止卡住。

一个改进的实施方式的特征在于,所述齿轮由技术热塑性塑料或高性能热塑性塑料制成。这种热塑性材料的非穷举性例子是pom(聚甲醛),pa(聚酰胺),pk(聚酮),ppa(聚邻苯二甲酰胺),peek(聚醚醚酮)或pps(聚苯硫醚)。此外,可以使用半芳族聚酰胺,例如pa4t,pa6t或pa9t。一方面,这种热塑性塑料允许采用注射成型法制造根据本发明的齿轮,从而可以廉价地大批量制造根据本发明的齿轮。另一方面,这些热塑性塑料提供很高的耐磨能力,从而所述齿轮具有长的使用寿命。然而,可以根据应用建议使用其他塑料,例如热固性塑料来制造根据本发明的齿轮。

在另一个实施方式中,所述齿轮具有1000mpa至3500mpa的弹性模量。利用该弹性模量可以如此调节第二变形能力,使得该第二变形能力具有所提到的尤其是对圆周侧隙的影响。

根据另一个实施方式,所述技术热塑性塑料或所述高性能热塑性塑料是完全或部分自增强或纤维增强的,其中,纤维含量高达35%并且尤其是介于5%和30%之间。为了自增强地实施所述技术热塑性塑料或所述高性能热塑性塑料,可以有针对性地改变其分子结构和结晶度。由此,可以尤其是提高拉伸强度,而无须添加任何其他组分。此外,自增强塑料可以非常坚韧地实施,使得其只有在低于-35℃的温度下才破裂。另外,可以将其他组分添加到自增强塑料中,以便有针对性地改变确定的特性。两种措施均旨在即使对于高负载也能够使用根据本发明的齿轮。

另一个实施方式的特征在于,所述齿轮在所述技术热塑性塑料或所述高性能热塑性塑料是自增强或纤维增强的情况下,具有介于6000mpa和13000mpa之间的弹性模量。这些弹性模量尤其是设定在所述第二齿外和所述连接腹板外。尤其地,所述毂部段配备有这样的弹性模量,以便可以将高扭矩导入到根据本发明的齿轮中。因此,能够为根据本发明的齿轮的确定区域有针对性地尤其是配备其他机械特性,而无须使用其他热塑性塑料。

根据一个改进的实施方式,所述第一齿由第一材料,尤其是第一技术热塑性塑料或第一高性能热塑性塑料制成,并且所述第二齿由第二材料,尤其是第二技术热塑性塑料或第二高性能热塑性塑料制成,其中,所述第二技术热塑性塑料或所述第二高性能热塑性塑料具有比所述第一技术热塑性塑料或所述第一高性能热塑性塑料低的弹性模量和/或低的热膨胀系数。在该实施方式中,所述第一齿和所述第二齿由不同材料制成。尤其是当根据本发明的齿轮由两种不同的热塑性塑料制成时,例如所述第二齿和/或所述连接腹板可以注塑到所述齿轮的其余部分上。还能够将所述第二齿和/或所述连接腹板制造为单独部分,并且在完成所述齿轮的其余部分之后将所述第二齿和/或所述连接腹板与所述齿轮的其他部分连接。如开头所述,在宽温度范围内应将圆周侧隙保持得较小。在该实施例中,所述第二齿在温度升高时不如所述第一齿膨胀得大。因此,当达到操作温度范围时,尽管过盈,也可以防止所述第二齿的干扰性啮合。

由于能够使用具有较低弹性模量的第二技术热塑性塑料或第二高性能热塑性塑料,可以由此单独地提高第二变形能力,而无须为所述第二齿和/或所述连接腹板设置特殊的几何形状。

根据另一个实施方式,所述齿轮具有直齿部或斜齿部,所述斜齿部具有高达15°的螺旋角β。因此,根据本发明的齿轮不仅可以用于具有直齿部的齿轮传动装置,而且可以用于具有斜齿部的圆柱齿轮传动装置。

与斜齿轮相比,具有斜齿部的圆柱齿轮传动装置的特征在于,由于纵向重合度提高,因而其运行性能与直齿部相比更平稳。

本发明的一个实施方案涉及一种齿轮传动装置的齿轮副,其包括:根据前述实施方式中任一项所述的齿轮;以及至少一个另外的齿轮,所述另外的齿轮与所述齿轮可啮合或啮合。在这里,所述另外的齿轮尤其是由金属制成,而根据本发明的齿轮由塑料制成,从而产生塑料和金属的材料配对。

本发明的一个构成方案涉及一种齿轮传动装置,其包括根据先前公开的实施方案的齿轮副。使用根据本发明的齿轮副和使用根据本发明的齿轮传动装置可以实现的技术效果和优点对应于针对本发明的齿轮所讨论的技术效果和优点。总之,应指出的是,可以尤其是在较大的操作温度范围时在上限和下限将圆周侧隙保持得较小。

附图说明

下面参考附图更详细地说明本发明的示例性实施方式。在附图中:

图1a至图1c以各种视图示出了根据本发明的齿轮副的第一实施例;

图2以原理性剖视图示出了根据本发明的齿轮的第二实施例;

图3以原理性剖视图示出了根据本发明的齿轮的第三实施例;

图4a和图4b以各种视图示出了根据本发明的齿轮副的第四实施例;

图4c示出了根据第四实施例的齿轮副的齿轮的单独的立体图;

图5a至图5c以各种视图示出了根据本发明的齿轮副的第五实施例;

图5d示出了根据第四实施例的齿轮副的齿轮的单独的未按比例的示图;

图6示出了根据本发明的齿轮副的第六实施例的单独的俯视图,其中,仅部分示出了根据本发明的齿轮;

图7a和图7b示出了可以在根据本发明的齿轮副中应用的齿部轮廓的原理图;

图8a示出了具有根据本发明的齿轮副的齿轮传动装置的原理图;以及

图8b示出了根据第七实施例的齿轮副的齿轮的单独的未按比例的示图。

具体实施方式

在图1a至图1c中以各种视图示出了根据本发明的齿轮副101的第一实施例。在这里,图1a示出了立体图,而图1b示出了俯视图,并且图1c示出了沿图1b中限定的截面x-x的剖视图。齿轮副101包括根据本发明的根据第一实施例的齿轮121和另外的齿轮14,其中,齿轮121和另外的齿轮14彼此啮合。在第一实施例中,齿轮121和另外的齿轮14实施为具有直齿部的圆柱齿轮。

齿轮121具有基体16(见图1c),该基体16形成齿圈18。齿圈18包括多个第一齿20和多个第二齿22。在第一实施例中,第一齿20和第二齿22的数量相同,但是数量也可以彼此不同(见图4至图6)。不仅第一齿20而且第二齿22都均匀地分布布置在根据本发明的齿轮121的整个圆周上。在第一齿20的区域中,齿圈18在圆周方向上无中断地闭合。

如尤其是从图1c中可以看出,基体16形成圆柱形的毂部段24。第二齿22包括杆状的连接腹板26,第二齿22利用该连接腹板26与毂部段24连接。在这里,连接腹板26从毂部段24出发大致径向向外伸展。在第一实施例中,第二齿22各自均包括一个连接腹板26,使得连接腹板26的数量等于第二齿22的数量。

第一齿20通过由基体16形成的盘状的连接部段28与毂部段24连接,,其中,连接部段28具有环形凹陷部30。环形凹陷部主要用于通过注塑技术优化齿轮121,例如以避免在根据本发明的齿轮121的制造时形成齿槽。另外,可以节省材料。

第一齿20具有第一变形能力v1,并且第二齿22具有第二变形能力v2。由于第一齿20和第二齿22的几何设计和/或材料参数的选择,第二变形能力v2高于第一变形能力v1。

根据本发明的齿轮121具有纵向轴线l(参见图1c),齿轮121可在操作准备状态下围绕该纵向轴线l旋转。关于纵向轴线l,第二齿22布置成朝毂部段24上的第一齿20偏移,从而在轴向方向上在第一齿20和第二齿22之间构成间隔aa。

第一齿20具有第一宽度b1,并且第二齿22具有第二宽度b2,其中,第一实施例中的连接腹板26也具有第二宽度b2。在这里,第一宽度b1大于第二宽度b2。在两个相邻的连接腹板26之间保持径向向外增大的间隔as(见图1a),从而齿圈18在第二齿22的区域中在圆周方向上与第一齿20的区域相比不闭合。

在第一实施例中,齿轮121由技术热塑性塑料或高性能热塑性塑料制成。这种热塑性塑料的例子是:pom(聚甲醛),pa(聚酰胺),pk(聚酮),ppa(聚邻苯二甲酰胺),peek(聚醚醚酮)或pps(聚苯硫醚)。在整个齿轮121中存在1000mpa至3500mpa的弹性模量e。根据所使用的热塑性塑料以及根据期望的弹性模量e,该热塑性塑料可以是自增强或纤维增强的。在该情况下,齿轮121可以局部地配备有不同的弹性模块e。例如,除了连接腹板26和第二齿22之外,整个齿轮121可以用自增强或纤维增强的热塑性塑料制成,从而连接腹板26和第二齿22具有增大的第二变形能力v2,而齿轮121在其余区域中具有减小的第一变形能力v1。

尤其是从图1b中可以看出,第二齿22相对于第一齿20如此布置,使得在圆周方向上实现过盈。在第一实施例中,第二齿22如此设计,使得产生关于图1b中的图示相对于第一齿20在逆时针方向上的单侧过盈,其中,齿轮121也可以如此设计,使得产生在顺时针方向上的单侧过盈。由此清楚的是,可以仅从第二齿22相对于第一齿20的布置来提供过盈。单侧过盈可以足以实现对圆周侧隙的期望效果。因此,并不强制性要求齿侧面具有两侧增厚部。

在图2中以剖视图示出了根据本发明的齿轮122的第二实施例,该剖视图遵循图1b的截面x-x。根据第二实施例的齿轮122的基本结构与根据第一实施例的齿轮121的结构相同,从而下面仅对不同之处加以探讨。毂部段24、连接部段28和第一齿20由第一技术热塑性塑料或第一高性能热塑性塑料制成,而第二齿22和连接腹板26由第二技术热塑性塑料或第二高性能热塑性塑料制成。在这里,第一技术热塑性塑料或第一高性能热塑性塑料具有第一弹性模量e1,并且第二技术热塑性塑料或第二高性能热塑性塑料具有第二弹性模量e2,其中,第一弹性模量e1高于第二弹性模量e2。

替代地或累加地,第一技术热塑性塑料或第一高性能热塑性塑料具有第一热膨胀系数α1,并且第二技术热塑性塑料或第二高性能热塑性塑料具有第二热膨胀系数α2,其中,第一热膨胀系数α1高于第二热膨胀系数α2。

另外,在连接腹板26上布置有多个肋32,该多个肋32从毂部段24出发大致径向向外伸展。

在图3中也以剖视图示出了根据本发明的齿轮123的第三实施例,该剖视图遵循图1b的截面x-x。在第三实施例中,连接腹板26的第二宽度b2如此改变,使得第二宽度b2从毂部段24开始径向向外减小。

在图4a和图4b中以立体图或仰视图示出了根据本发明的齿轮副104的第四实施例,其具有根据本发明的根据第四实施例的齿轮124。在图4c中以立体图单独地示出了根据本发明的齿轮124。在第四实施例中,第二齿22在圆周方向上均匀分布地布置在圆形扇形区域s中。结果,齿圈18仅在扇形区域s中而不在整个圆周上具有第二齿22。

从图4b中可以看出,第二齿22如也在第一实施例中那样如此设计,使得第二齿22提供相对于第一齿20的单侧过盈。关于图4b中的示图,布置有相对于第一齿20在逆时针方向上的过盈。也可以设想相对于第一齿20在顺时针方向上的过盈。

如尤其是从图4c可以看出,第一齿20的第一宽度b1在扇形区域s内比在扇形区域s外小。扇形区域s在圆周方向上由具有较大的第一宽度b1的第一齿20界定。同样,在第一齿20和第二齿22之间保持轴向间隔aa。如也在上述三个实施例中那样,在两个相邻的连接腹板26之间保持径向增加的间隔as,从而齿圈18在扇形区域s中的第二齿22内不闭合。

在图5a至图5c中以各种示图示出了根据本发明的齿轮副105的第五实施例,该齿轮副105具有根据第五实施例的齿轮125,其中,图5a是立体图,图5b是仰视图,并且图5c是俯视图。在图5d中以未按比例的俯视图单独地示出了根据第五实施例的齿轮125。在第五实施例中,第二齿22布置在公共载体36上,该公共载体36布置在扇形区域s内。而且,在第五实施例中,第一齿20在扇形区域s内具有比在扇形区域s外小的第一宽度b1。同样,扇形区域s在圆周方向上由具有较大的第一宽度b1的第一齿20界定。

公共载体36具有穿通部38或凹陷部,尤其是为了增加第二变形能力v2并减少齿槽形成。公共载体36可以构成为单独的构件并且可以被推到毂部段24上。尤其是当公共载体36构成为单独的构件时,采用已经提到的第二技术热塑性塑料或第二高性能热塑性塑料来制造公共载体36是合适的。总体上,三个第二齿22布置在公共载体36上,但是该三个第二齿22与根据前面讨论的实施例的齿轮12的第二齿22不同,没有中断地彼此转入。原则上,仅设置第二齿22就足以实现根据本发明的效果,这将在后面更详细地探讨。

从图5b和图5c可以看出,在第五实施例105中也仅存在单侧过盈。关于图5b,第二齿22如此设计,使得它们各自提供相对于第一齿20在逆时针方向上的一个过盈和在顺时针方向上的两个过盈。关于顺时针方向的过盈的定向的其他组合也是可能的。

从图5d中可以看出,布置在公共载体36上的第二齿22沿纵向轴线l具有轴向间隔aa,并且在圆周方向上在两侧具有圆周间隔au。然而,同样能够将公共载体36在轴向方向上布置在第一齿20的前方或后方,从而无需设置扇形区域s。

在图6中以俯视图示出了根据本发明的齿轮副106的第六实施例,其在很大部分上与根据第五实施例的齿轮副105相同。因此,出于图示原因,仅示出了第六实施例的齿轮126的公共载体36。公共载体36从凹陷部或穿通部38开始具有间隙40,该间隙40也可以设计成凹部。结果,公共载体36针对性地变薄,使得公共载体36以及因此还有第二齿22具有增加的第二变形能力v2。尤其地,第二齿22的中间由此获得增加的径向运动能力。

在图7a和图7b中以原理图示出了具有第一齿部轮廓421的第一齿20或具有第二齿部轮廓422的第二齿22。图7a所示的第一齿部轮廓421限定渐开线齿部。第二齿部轮廓422也基于图7a所示的渐开线齿部,不过第二齿部轮廓422具有齿顶修改部44,从而第二齿部轮廓422比图7a所示的第一齿部轮廓421更尖锐地向外渐缩。替代地或附加地,第二齿22可以尤其是至少在齿侧面之一上具有增大的齿厚度。

此外,设置有第二齿部轮廓422的第二齿22具有径向向外伸展的凹槽或同样径向向外伸展的齿槽46,该齿槽46轴向完全贯通第二齿22。由此可以增加第二变形能力v2。不仅第一齿20而且第二齿22都关于中心线m对称地伸展。尤其是参照图1a、图4a和图4c,很明显,第二齿部轮廓422不必一定关于中心线m对称地构造,以便可以实现根据本发明的效果。

在图8a中以原理性剖视图示出了齿轮传动装置48,该齿轮传动装置48具有根据本发明的根据第七实施例的齿轮副107。在所示的齿轮传动装置48中,根据本发明的齿轮127与驱动轴50连接,而另外的齿轮14与从动轴52连接。驱动轴50与扭矩源51连接,例如与电动机连接。

驱动轴50和从动轴52被支承在壳体54中,该壳体54包围空腔56,齿轮127和另外的齿轮14如此布置在该空腔56中,使得它们啮合。在这里,根据本发明的齿轮127由已经提到的技术热塑性塑料或高性能热塑性塑料制成,而另外的齿轮14由金属制成。但是,另外的齿轮14也可以由塑料制成。在图8b中以原理性俯视图示出了根据本发明的根据第七实施例的齿轮127,该齿轮127应用在图8a所示的齿轮传动装置48中。与前面提出的实施例不同,根据第七实施例的齿轮127具有斜齿部58,该斜齿部58具有螺旋角β,该螺旋角β高达15°并且尤其是介于1°和10°之间。另外的齿轮14具有相应设计的斜齿部(未示出)。

根据本发明的齿轮传动装置48以下列方式操作:在出于图示原因而在图8a中未示出的静止位置处,齿轮127的不仅第一齿20而且第二齿22都与另外的齿轮14啮合。在静止位置处,齿轮127和另外的齿轮14具有初始温度,例如室温,根据应用,该初始温度位于齿轮传动装置48的操作温度范围的下限处。

由于第二变形能力v2增加,第二齿22可以配备有相对于第一齿20的过盈,该过盈可以例如表现为增加的齿厚度。第二齿22在大的操作温度范围时,例如在接近操作温度范围的下限的温度下确保小的圆周侧隙,而第一齿20在接近操作温度范围的上限的温度下将圆周侧隙保持得较小。在尤其是随着扭矩源51的激活而开始的齿轮传动装置48的操作中,齿轮121和另外的齿轮14变热。但是,齿轮121和第二齿轮14的变热也可以由操作中发生的外部影响引起,例如当在齿轮传动装置48的紧邻环境中进行使用水蒸气的热处理时。还存在这样的应用,其中齿轮传动装置48由于在操作中发生的影响而冷却,例如在紧邻环境中执行的冷处理时,或者当齿轮传动装置48在操作中在较冷的环境中移动时,例如在轿车或飞机中会是这种情况。

然而,在下文中考虑了齿轮传动装置48在操作中变热的情况。如上所述,通常在操作温度范围的下限的初始温度下的第一齿20的啮合不是最佳的,不过随着温度的升高,第一齿20的啮合得到改善,以便例如在操作温度范围的上限实现其最佳。由于第二齿22的第二变形能力v2增加,当达到操作温度范围的上限时,第二齿22的过盈不会导致处于啮合状态的齿轮的卡住。

参考特征清单

10齿轮副

101-106齿轮副的第一至第六实施例

12齿轮

121-126齿轮的第一至第六实施例

14另外的齿轮

16基体

18齿圈

20第一齿

22第二齿

24毂部段

26连接腹板

28连接部段

30环形凹陷部

32肋

36公共载体

38穿通部

40间隙

42齿部轮廓

421第一齿部轮廓

422第二齿部轮廓

44齿顶修改部

46齿槽

48齿轮传动装置

50驱动轴

51扭矩源

52从动轴

54壳体

56空腔

58斜齿部

aa轴向间隔

as连个第二齿之间的间隔

au圆周间隔

b宽度

b1第一宽度

b2第二宽度

e弹性模量

e1第一弹性模量

e2第二弹性模量

l纵向轴线

m中心线

s扇形区域

v1第一变形能力

v2第二变形能力

α1第一热膨胀系数

α2第二热膨胀系数

β螺旋角

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