螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮(10)，其具有至少一个齿隙(11)，其中：齿隙(11)由齿侧面(12.1、12.2)限定；每个齿侧面(12.1、12.2)具有外摆线形式的侧面纵向线，并且齿隙(11)具有恒定的齿隙基部宽度(efn)。
【专利说明】
螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮
技术领域
[0001] 本实用新型的主题是螺旋齿锥齿轮和双曲面齿轮。
【背景技术】
[0002] 有多种类型的锥齿轮和双曲面齿轮。
[0003] 螺旋齿锥齿轮和螺旋齿双曲面齿轮使用锐削或磨削的方法生产。所谓锐头用于锐 削的情况下，而所谓杯形磨轮用于磨削的情况下。在运种情况下已知有各种大大不同的方 法，其为单分度(通过锐削或磨削)或连续分度(仅锐削）。
[0004] 圆弧齿锥齿轮的制造，是W例如单分度方法(也称为间歇分度方法或，在螺旋锥齿 轮的情况下，端面锐削）而进行的。在单分度方法中，在锥齿轮需要产生的一个间隙被制成 时，锐头的刀具完成圆形移动。为了制造其它齿隙，锐头缩回，工件W分度角度旋转(称为分 度旋转）。然后相应地制成下一个间隙。所W，总是同时只能制造一个齿隙。
[0005] 通过使用锐头锐削的方式，可生产具有可变齿高度的锥齿轮，即，齿高度沿齿宽度 连续变化，或具有恒定的齿高度。在运种情况下，可变齿高度为更典型的齿的形状。在运种 情况下，在所谓的冠齿轮上获得的侧面线为圆弧。
[0006] 与此相反，外摆线齿锥齿轮通过连续分度而制造，即通过连续分度方法(称为连续 分度方法，或者，在螺旋锥齿轮的情况下，称为端面滚削法)而制造。在此连续分度方法中， 锐头和工件均W禪合方式在运动序列中旋转，其时间顺序相互适应。分度因此连续地进行， 并且各个齿隙和相应的齿基本同时地产生。
[0007] 如果齿轮齿W连续分度方法锐削，则外摆线齿锥齿轮的侧面线是外摆线。因此，也 可产生延长或缩短的外摆线侧面线。在当前应用连续分度方法的情况下，齿总是体现为具 有恒定齿高度。
[000引因此，决定几何尺寸的制造锥齿轮或双曲面齿轮的各个变量，从所选择的方法形 成。运些变量例如是:侧面纵向线的轮廓、沿齿宽度的齿高度的轮廓、头部锥角和基部锥角 的大小，W及齿隙基部宽度及其轮廓。
[0009] 通常具有恒定齿高度和圆弧或如侧面纵向线形状的外摆线的锥齿轮和双曲面齿 轮具有锥形齿隙基部，即，齿隙基部宽度是可变的。
[0010] 在具有可变齿高度锥齿轮的情况下，一般情况下齿隙也是圆锥形的。
[0011] 然而，如果基部锥角和头部锥角适当地调节(所谓双重圆锥，见IS010 300;其中指 定的公式仅适用于单分度方法），齿隙基部宽度在法向截面中是恒定的。运具有的优点是， 运样的锥齿轮的齿隙可使用为凹凸侧面而设置的机器在一次切削（one cut)中制成。该方 法也被称为完成(completing)。在此情况下，所需的基部锥角依赖于例如所选择的平均螺 旋角和刀具半径。在运种情况下，最大可能的齿基部倒圆可W在整个齿宽度上生成。齿基部 倒圆也由刀具的倒圆半径确定。如果齿隙现在为圆锥形，则该刀具的头部宽度的大小W及 因此刀具上的该倒圆半径将面向最窄间隙。
[0012] 总之，可W说，具有圆弧状侧面纵向线（在冠齿轮上）的锥齿轮通常体现为具有可 变齿高度和锥形或恒定齿隙，而具有外摆线侧面纵向线(在冠齿轮上）的锥齿轮，如在连续 方法的情况下出现的那样，体现为具有恒定的齿高度和锥形齿隙。
[0013] 进一步的可能性是，利用球锐刀或端锐刀或使用截头圆锥形式的滚刀，W自由形 式锐削制造。在后一种方法中，所产生的齿轮齿具有如侧面纵向线那样的渐开线并具有恒 定齿高度。 【实用新型内容】
[0014] 本实用新型的目的是提供一种锥齿轮和双曲面齿轮，其生产是简单的和/或有效 的，并且其将会尽可能地耐用。
[0015] 本实用新型设及具有螺旋齿锥齿轮和双曲面齿轮。
[0016] 本实用新型相应的锥齿轮和双曲面齿轮是由保护性的权利要求1的特征而明确。
[0017] 根据本实用新型，选择或确定基部锥角和头部锥角，使得在法向截面中齿隙基部 宽度、W及因此在法向截面中的间隙基部中的外摆线的距离是恒定的，从凹凸侧面起算。运 种情况也适用于加长和缩短的外摆线。
[0018] 根据本实用新型，外摆线侧面纵向线的优点（即，在连续方法中的可生产性)与恒 定间隙宽度的优点相结合。恒定间隙宽度使得能够形成最大齿基部半径。
[0019] 在使用锐头锐削的情况下，外摆线的形状W及其它相同锥齿轮几何参数，依赖于 锐头半径和锐头的锐头齿轮数量。运意味着，根据本实用新型，基部锥角和头部锥角可W根 据锐头半径和锐头齿轮数量确定。或者，使用预定义的锥角，锐头的所需的锐头可W确定。
[0020] 本实用新型的锥齿轮和双曲面齿轮的一个优点是，它们是相对稳定的。齿经常在 齿轮齿基部处折断。根据本实用新型的齿轮基部承载能力更高，运是由于能够形成更大的 齿基部倒圆。
[0021 ]进一步优选的实施方式可从相应的从属权利要求进行推断。
【附图说明】
[0022] 本实用新型的进一步的细节和优点在示例性实施例的基础上并参考附图在下文 描述。
[0023] 图1示出了本实用新型的螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮的两个齿和一个齿隙的示意 图，其中齿隙通过串联大量的法向截面被人为确定；
[0024] 图2示出了本实用新型的锥小齿轮或双曲面小齿轮的立体图；
[0025] 图3示出了本实用新型的斜角冠齿轮或双曲面冠齿轮的立体图；
[0026] 图4A示出了在20%齿宽度处通过产生的冠齿轮的示意性法向截面图；
[0027] 图4B示出了在50%齿宽度处通过产生的冠齿轮的示意性法向截面图；
[00%]图4C示出了在80%齿宽度处通过产生的冠齿轮的示意性法向截面图；
[0029] 图5A示出了在20%齿宽度处通过产生的本实用新型的小齿轮的齿隙的示意性横 截面图；
[0030] 图5B示出了在50%齿宽度处图5A的小齿轮的齿隙的示意性横截面图；
[0031] 图5C示出了在80%齿宽度处图5A的小齿轮的齿隙的示意性横截面图。
【具体实施方式】
[0032] 术语被用于结合本说明书，也用在相关的出版物和专利中。然而，要注意的是，使 用运些术语仅是为更好的理解。本实用新型的概念和专利权利要求的保护范围，不应被由 术语的特定选择限制其解释。本实用新型可W容易地转移到其它术语系统和/或技术领域。 术语将在其它技术领域相应的应用。
[0033] 本实用新型设及具有螺旋齿的锥齿轮和双曲面齿轮10。为简单起见，有时在下文 中只称为齿轮10。
[0034] 在本实用新型的含义中，设计为轴向偏移地安装在传动装置中的锥齿轮被称为双 曲面齿轮。双曲面齿轮为螺旋锥齿轮的一种形式。双曲面齿轮10的小齿轮和冠齿轮轴并不 在一个点一起运行。各轴在锥齿轮的情况下不相交，而在双曲面齿轮的情况下相交。
[0035] 螺旋齿轮齿为侧面纵向线具有弯曲轮廓的齿轮齿。侧面纵向线的曲率半径优选小 于齿宽度的20倍，也就是说，其曲率相应较大。
[0036] 齿宽度定义为锥齿轮10的齿的内外端面之间的分度锥护套线的部分。
[0037] 对于线性齿锥齿轮，横截面与法向截面相同。然而，因为本实用新型设及具有螺旋 齿的锥齿轮和双曲面齿轮10,横截面也不同于法向截面。
[0038] 图1示意性示出了锥齿轮10的齿轮齿，其在齿隙11的左右两侧具有两个齿。图1的 图示是从IS023509标准衍生的。为了能够W此种形式描述本实用新型的螺旋齿轮齿，螺旋 齿轮齿通过计算机分解为非常大量的法向截面，运些法向截面W横截面的样式前后顺序排 列。下列术语按照运个标准限定如下：齿厚度Zd;齿高度Zh;冠齿轮齿基部中的齿隙基部宽 度efn;分度圆锥面中的齿隙宽度et。分度圆锥和分度圆锥面是锥齿轮10的重要参考变量。因 此，例如，齿厚度Zd在分度圆上限定，如图1所示。
[0039] 齿侧面12.1、12.2的轮廓或形状由侧面纵向线描绘。在本实用新型中，锥齿轮齿轮 齿的相应产生冠齿轮的侧面纵向线具有外摆线形式或者它是从外摆线衍生而成。所产生的 冠齿轮10.3的齿隙11在图4A至4C中示出，其中，图4A示出20%齿宽度处的齿隙11，图4B示出 50%齿宽度处（即，在齿中间）的齿隙11，而图4C示出80%齿宽度处的齿隙11。可W在图4A至 4C的基础上确认:冠齿轮10.3的齿隙基部宽度wn在每个齿宽度位置处的法向截面中是相等 的。即，下关系适用：efn20%二 efn日0%二 efhSO%。
[0040] 所产生的冠齿轮10.3为斜角冠齿轮，它可用于与相对的轮配对，代替运里观察到 的锥齿轮10。
[0041] 在图5A-5C中，运种情况已被转移至本实用新型的齿轮10.1的齿隙，其中，运些附 图示出在20%齿宽度、50%齿宽度(即，在齿中间）W及在80%齿宽度的横截面。由于小齿轮 10.1具有螺旋齿轮齿，横截面与法向截面不同。在法向截面中，进一步的事实是:齿隙基部 宽度是t旦定的日化。即，W下关系适用：efn20%=efn日日％ = 6化8日％。在横截面中，与此相反，齿隙基 部宽度ef不同，具体如下：ef2〇%<ef日0%<ef80%。
[0042] 双曲面齿轮的齿轮齿的对应冠齿轮10.3的侧面纵向线具有外摆线形式或者从外 摆线衍生而成。
[0043] 如可从图1、图2、图3和图5A-5讶隹知的那样，本实用新型设及锥齿轮或双曲面齿轮 10,其具有具备至少一个齿隙11的螺旋齿轮齿。该至少一个齿隙11由齿侧面12.1、12.2限 定。凸齿侧面在附图中用12.1指代，而凹齿侧面用12.2指代。根据本实用新型，每个齿侧面 12.1、12.2具有呈外摆线形式的侧面纵向线。此外，齿隙11具有的齿隙基部宽度em是不变 的，如业已在图1的基础上述及的那样。
[0044] 根据本实用新型，齿轮10基部锥角和头部锥角被有意地选择或确定，W使得齿隙 基部宽度efn在法向截面中是恒定的。通过选择或确定合适的基部锥角和头部锥角，而获得 齿轮10,其中，齿隙11的间隙基部中的凹侧面12.2和凸侧面12.1的外摆线的距离在法向截 面中是恒定的。运种情况也适用于加长和缩短的外摆线。
[0045] 齿轮10的齿隙11由具有圆锥齿形的齿限定，如可从图中认知的那样。
[0046] 根据本实用新型的齿轮10的齿具有的齿高度Zh可W沿着齿宽度而变化。然而，齿 高度Zh在特定情况下也可W是恒定的。
[0047] 根据本实用新型，可W使用W碎片移除方式而制造锥齿轮或双曲面齿轮工件的至 少一个齿隙的方法，其是W连续分度方法执行。
[0048] 分度因而连续地进行，并且基本同时地产生齿轮10的所有齿隙。由于刀具和工件 的运些联接动作，外摆线的结果是将要产生的齿轮10的冠齿轮10.3侧面纵向线。
[0049] 本实用新型也可W被转移到锥齿轮或双曲面齿轮上，将要产生的齿轮的冠齿轮 10.3上其侧面纵向线为内摆线。
[(K)加]附图标记
[0化1 ]
【主权项】
1. 一种螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮(10)，其具有至少一个齿隙（11)，其特征在于： -齿隙（11)由齿侧面(12.1、12.2)限定， -每个齿侧面(12.1、12.2)具有外摆线形式的侧面纵向线，并且 -齿隙（11)具有恒定的齿隙基部宽度(efn)。2. 根据权利要求1的螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮（10)，其特征在于，所述齿隙（11)由具 有圆锥齿形的齿限定。3. 根据权利要求2的螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮(10)，其特征在于，所述齿具有齿高度 轮廓，该齿高度轮廓确定为使得锥齿轮或双曲面齿轮（10)能够与斜角冠齿轮或双曲面冠齿 轮(10)配对。4. 根据权利要求2的螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮(10 )，其特征在于，所述齿具有的齿高 度(Zh)沿齿宽度变化。5. 根据权利要求1或2的螺旋齿锥齿轮或双曲面齿轮（10)，其特征在于，在法向截面中 的齿隙基部宽度(efn)在齿宽度的不同位置是相等的。
【文档编号】F16H55/17GK205559725SQ201521145018
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2015年11月12日
【发明人】H·穆勒, C·亨内克
【申请人】克林格伦贝格股份公司