由第一和第二材料制成的齿轮的制作方法
【专利说明】
[0001]
技术领域相关申请的交叉引用 根据35U.S.C§ 119(e)，此非临时申请要求2014年7月2日提交的名称为"GEARMADE FROMFIRSTANDSECONDMATERIALS(由第一和第二材料制成的齿轮）"的美国临时专利申 请No. 62/019962的优先权，该申请通过引用而整体地结合在本文中。
【背景技术】
[0002] 齿轮包括本体，本体具有齿或嵌齿，它们可与另一个带齿部件晒合，W便传输扭 矩。一前一后地工作的两个或更多个齿轮可通过齿轮比来产生机械优点。齿轮装置可改变 功率源的速度、扭矩和方向。
【发明内容】
[0003] 在一个实施例中，本发明设及齿轮，其包括由第一材料制成的穀，W及由第二材料 制成且安装到穀上的多个齿轮齿，W及其中，第一材料备选地比第二材料更有延展性。
[0004] 技术方案1. 一种齿轮（10,110,210)，包括： 由第一材料制成的穀（12,112, 212, 300, 304) 及 多个齿轮齿（14,114, 214, 310, 314)，其由第二材料制成，并且安装到所述穀（12,112， 212, 300, 304)上； 其中，所述第一材料比所述第二材料更有延展性。
[0005] 技术方案2.根据技术方案1所述的齿轮（10，110,210)，其特征在于，所述第一材 料包括下者中的至少一个：金属、金属基质复合物、聚合物基质复合物或聚合物塑料。
[0006] 技术方案3.根据技术方案2所述的齿轮（10，110,210)，其特征在于，所述第二材 料包括陶瓷基质复合物、陶瓷、金属、金属基质、聚合物基质复合物或聚合物塑料。
[0007] 技术方案4.根据技术方案3所述的齿轮（10，110,210)，其特征在于，所述第一材 料包括所述聚合物基质复合物，并且所述第二材料包括所述陶瓷基质复合物。
[0008] 技术方案5.根据技术方案3所述的齿轮（10，110,210)，其特征在于，所述第一材 料包括所述聚合物基质复合物，并且所述第二材料包括所述金属基质复合物。
[0009] 技术方案6.根据技术方案1所述的齿轮（110)，其特征在于，所述多个齿轮齿 (114)包括离散齿轮齿区段（122)，其安装到所述穀（112)上。
[0010] 技术方案7.根据技术方案6所述的齿轮（110)，其特征在于，所述多个齿轮齿 (114)包括安装到所述穀（112)上的齿轮齿环。
[0011] 技术方案8.根据技术方案1所述的齿轮（10，110,210)，其特征在于，所述多个齿 轮齿（14,114, 214, 310, 314)包括安装到所述穀（12,112, 212, 300, 304)上的齿轮齿环。
[0012] 技术方案9.根据技术方案8所述的齿轮（10,110,210)，其特征在于，所述齿轮齿 环和所述穀（12,112, 212, 300, 304)包括对应的销孔（130,134, 220, 222)。
[0013] 技术方案10.根据技术方案8所述的齿轮（10,110,210)，其特征在于，所述穀 (12,112, 212, 300, 304)包括用于将所述穀（12,112, 212, 300, 304)栓接到转子组件上的栓 接圆盘（126)。
[0014] 技术方案11.根据技术方案8所述的齿轮（10,110,210)，其特征在于，所述第二 材料包括基于环圈的纤维叠层弧（312)或基于交叉叠层的纤维叠层带（316)。
[0015] 技术方案12.根据技术方案1所述的齿轮（10,110,210)，其特征在于，所述第一 材料包括基于环圈的纤维缠绕叠层（302)或基于径向的纤维叠层带（306)。
【附图说明】
[001引 在图中： 图1示出根据本发明的实施例的具有穀和齿的齿轮的透视图。
[0017]图2是根据本发明的另一个实施例的具有穀和齿的齿轮的透视图。
[001引图3A是图2的齿轮的多个齿的透视图。
[0019] 图3B是图2的齿轮的穀的透视图。
[0020] 图4A是根据本发明的实施例的又一个齿轮的透视图。
[0021] 图4B是图4A的齿轮的横截面图。
[0022] 图5A和5B示出可用来形成图1和2中的齿轮的穀的叠层型式。
[0023] 图6A和6B示出可用来形成图1和2中的齿轮的齿轮齿的的叠层型式。
[0024] 部件列表 10齿轮 12穀 14齿轮齿 16销 110齿轮 112穀 114齿轮齿 122离散齿轮齿区段 126栓接圆盘 销 130销孔 134销孔 136开日 210齿轮 212穀 214齿轮齿 220销孔 222销孔 230凹部 232突起 234空间 300穀 302基于环圈的纤维缠绕叠层 304穀 306基于径向的纤维叠层带 310齿轮齿节段 312基于环圈的纤维叠层弧 314齿轮齿节段 316基于交叉叠层的纤维叠层带。
【具体实施方式】
[0025] 齿轮、齿轮系和行星齿轮系统在航空电子设备中是普遍的。例如，仅仅在燃气满轮 发动机中，在附属齿轮箱的内部齿轮系中包括齿轮，在用于促动喷嘴的促动链接驱动器中 包括齿轮，在风扇驱动器行星齿轮组等中包括齿轮。运样的齿轮通常由金属锻造而成，已经 对金属进行了热处理，W通过提高对于位置而言特定的强度和耐磨性来改进它们的运行性 能。金属齿轮重且需要高水平的润滑来在金属齿接触面上保持足够的齿轮寿命。难W对较 大的金属齿轮组进行热处理，运是由于金属材料的热容的原因，运会限制在制造过程期间 快速冷却材料W便在齿和穀区域中实现理想的材料属性的能力。另外，对传统的金属齿轮 进行热处理的费用非常高。可使用添加到金属齿轮齿上的耐磨涂层来改进齿耐磨寿命，但 不会降低齿轮组重量。
[0026] 本发明的实施例包括可用来产生重量轻的齿轮组且提供所需对于结构而言特定 的强度的齿轮。将理解的是，W上示例只是本发明的实施例的一个环境，而且虽然减轻重量 在航空电子设备中重要的，但运样的齿轮可在多种环境中使用，包括汽车变速齿轮系、活塞 发动机定时齿轮传动件、风力满轮齿轮箱、电动马达传动系等。
[0027] 图1示出根据本发明的实施例的示例性齿轮10。齿轮10包括由第一材料制成的 穀12和由第二材料制成的多个齿轮齿14。穀12的第一材料备选地比多个齿轮齿14的第 二材料更有延展性。多个齿轮齿14可形成齿轮齿环，齿轮齿环安装到穀12上。多个齿轮 齿14可按任何适当的方式安装到穀12上。在示出的示例中，多个齿轮齿14用多个销16 联接到穀12上，多个销16延伸通过穀12和多个齿轮齿14。销16可由任何适当的材料形 成。照运样，可形成由多种材料制成的齿轮，W提供期望的对于结构而言特定的强度。
[002引图2示出根据本发明的第二实施例的备选示例性齿轮110。齿轮110类似于前面 描述的齿轮10,并且因此，相同部件将用增大了 100的相同的标号表示，要理解的是，对齿 轮10的相同部件的描述也适用于齿轮110,除非另有指示。将理解的是，像在齿轮10中那 样，穀112由第一材料制成，并且多个齿轮齿114由第二材料制成。
[0029]一个区别在于，已经将多个齿轮齿114示为包括安装到穀112上的离散齿轮齿区 段122。离散齿轮齿区段122可形成齿轮齿环，齿轮齿环安装到穀112上。多个齿轮齿114 可按任何适当的方式安装到穀112上。在示出的示例中，多个齿轮齿114用多个销128联接 到穀112上，多个销128可由任何适当的材料形成。已经显示了仅一个离散齿轮齿区段122 通过销128联接；但将理解的是，所有离散齿轮齿区段122都可按此方式联接。如图3A中 较好地示出的那样，离散齿轮齿区段122包括销孔130,而且如图3B中示出的那样，穀112 包括对应的销孔134。穀112还包括开口 136。栓接圆盘（puck) 126 (图2)可通过开口 136 插入，并且可用来将穀112栓接到转子组件（未显示）上。
[0030] 图4A示出根据本发明的第Ξ实施例的又一个备选示例性齿轮210。齿轮210类似 于前面描述的齿轮10,并且因此，相同部件将用增大了 200的相同标号表示，要理解的是， 对齿轮10的相同部件的描述也适用于齿轮210,除非另有指示。将理解的是，像在齿轮10 中那样，穀212由第一材料制成，并且多个齿轮齿214由第二材料制成。
[0031] 一个区别在于，穀212和齿轮齿214在形状上设置成与齿轮10中的那些不同。更 特别地，如图4B中更清楚地示出的那样，穀212插入到齿轮齿214的一部分中。如示出的 那样，穀212可与齿轮齿214齐平。另外，为了有利于将穀212固持在齿轮齿214内，W及 /或者将齿轮210联接到转子组件上等等，已经将穀212示为包括销孔220,而且已经将齿 轮齿示为具有销孔222。在示出的示例中，还已经将穀212示为包括凹部230。齿轮齿214 的突起232可接收在凹部230内。运可允许在穀212的一部分和齿轮齿214之间产生空间 2：