人字形面齿轮及具有其的人字形面齿轮副的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于齿轮传动技术领域，特别涉及一种人字形面齿轮，以及具有该人字形 面齿轮的人字形面齿轮副。
【背景技术】
[0002] 面齿轮，顾名思义，即其轮齿分布于齿轮端面的一种齿轮。面齿轮与传统锥齿轮的 本质区别主要在于，面齿轮与标准的圆柱齿轮相啮合，而锥齿轮只能与特殊的锥齿轮相啮 合。面齿轮由于其齿面形状复杂，设计难度大，且暂无完善的加工方法。
[0003] 相关技术中，面齿轮主要可以分为直齿面齿轮和斜齿面齿轮两种类型，斜齿面齿 轮在承载能力、振动噪声水平等方面要优于直齿面齿轮，但其加工也相对直齿面齿轮较困 难并且斜齿面齿轮副中的圆柱齿轮将承受额外的轴向载荷。
[0004] 为了提高面齿轮传递负载的能力、显著降低面齿轮副中圆柱齿轮所承受的轴向载 荷、提高面齿轮的重合度、降低面齿轮副的振动与噪声，相关技术中的面齿轮存在改进需 求。
【发明内容】
[0005] 本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的 一个目的在于提出一种人字形面齿轮，该人字形面齿轮可提高面齿轮传递负载的能力、显 著降低面齿轮副中的人字形圆柱齿轮所承受的轴向载荷、提高面齿轮的重合度、降低面齿 轮副的振动与噪声。
[0006] 本发明的另一个目的在于提出一种具有上述人字形面齿轮的人字形面齿轮副。
[0007] 根据本发明第一方面实施例的人字形面齿轮适于与人字形圆柱齿轮啮合，且包 括：本体；多个轮齿，所述多个轮齿均设在所述本体的端面上且呈环形排列，每个所述轮齿 包括内侧轮齿和外侧轮齿，所述内侧轮齿和所述外侧轮齿分别朝向远离彼此的方向延伸。
[0008] 根据本发明实施例的人字形面齿轮与人字形圆柱齿轮啮合，构成人字形面齿轮副 以传递运动和动力，由于"人"字形的轮齿的内侧轮齿与外侧轮齿所承受的轴向力方向相 反，相互抵消，因此能够显著降低面齿轮副中的人字形圆柱齿轮所承受的轴向载荷，降低人 字形圆柱齿轮的轴承支撑复杂程度，且人字形面齿轮重合度高，人字形面齿轮副啮合平稳， 能够降低振动与噪声。
[0009] 根据本发明的一些实施例，所述内侧轮齿的螺旋角与所述外侧轮齿的螺旋角大小 相等且螺旋方向相反。
[0010] 根据本发明的一些实施例，所述内侧轮齿的虚拟产形齿轮与所述外侧轮齿的虚拟 产形齿轮具有相同的法向模数、齿数和法向压力角，所述内侧轮齿的虚拟产形齿轮为圆柱 齿轮以用于形成所述内侧轮齿，所述外侧轮齿的虚拟产形齿轮为圆柱齿轮以用于形成所述 外侧轮齿。
[0011] 根据本发明的一些实施例，所述端面上设有形成为环形凹槽的退刀槽，所述退刀 槽位于每个所述轮齿的所述内侧轮齿与所述外侧轮齿之间。
[0012] 根据本发明的一些实施例，所述端面为平面。
[0013] 根据本发明的一些实施例，多个所述内侧轮齿与多个所述外侧轮齿一体形成在所 述本体的端面上。
[0014] 根据本发明的一些实施例，所述本体包括环状的轮齿部、环状的腹板部和环状的 轮毂，所述腹板部的外周沿与所述轮齿部的内周沿相连，所述腹板部的内周沿与所述轮毂 的外周沿相连，所述多个轮齿形成在所述轮齿部上，所述腹板部为实心结构或者所述腹板 部上设有沿所述腹板部的厚度方向贯穿所述腹板部的孔。
[0015] 根据本发明第二方面实施例的人字形面齿轮副包括第一方面所述的人字形面齿 轮以及与该人字形面齿轮啮合的人字形圆柱齿轮。
[0016] 根据本发明实施例的人字形面齿轮副，提高传递负载能力的同时，人字形圆柱齿 轮所承受的轴向载荷低，有效降低人字形圆柱齿轮的轴承支撑复杂程度，且人字形面齿轮 重合度高，啮合平稳，振动小且噪声低。
【附图说明】
[0017] 图1是根据本发明实施例的人字形面齿轮的立体结构示意图；
[0018] 图2是根据本发明实施例的人字形面齿轮的结构示意图；
[0019] 图3是图2沿A-A向的剖视图；
[0020] 图4是根据本发明实施例的人字形面齿轮的结构示意图。
[0021] 附图标记：
[0022] 20 :人字形面齿轮；201 :本体；202 :轮齿；21 :内侧轮齿；22 :外侧轮齿；23 :退刀 槽；24 :腹板部；25 :轮毂；26 :轮齿部；10:人字形圆柱齿轮。
【具体实施方式】
[0023] 下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考 附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0024] 下面结合附图与【具体实施方式】，对本发明作进一步详细说明：
[0025] 如图1-图4所示，根据本发明实施例的人字形面齿轮20适于与人字形圆柱齿轮 10啮合。如图1-图4所示，根据本发明实施例的人字形面齿轮20包括本体201和多个轮 齿202。多个轮齿202均设在本体201的端面上，且多个轮齿202呈环形排列，即多个轮齿 202排列后均位于一个圆环上且沿圆环的周向间隔设置，每个轮齿202均包括内侧轮齿21 和外侧轮齿22,内侧轮齿21和外侧轮齿22分别朝向远离彼此的方向延伸，即内侧轮齿21 和外侧轮齿22构成了"人"字形的轮齿202。
[0026] 有利地，内侧轮齿21的螺旋角与外侧轮齿22的螺旋角大小相等且螺旋方向相反。
[0027] 优选地，内侧轮齿21的虚拟产形齿轮与外侧轮齿22的虚拟产形齿轮具有相同的 法向模数、齿数和法向压力角，内侧轮齿21的虚拟产形齿轮为圆柱齿轮以用于形成内侧轮 齿21，外侧轮齿22的虚拟产形齿轮为圆柱齿轮以用于形成外侧轮齿22。
[0028] 可以理解的是，加工内侧轮齿21的刀具可以与内侧轮齿21的虚拟产形齿轮的结 构相同，加工外侧轮齿22的刀具可以与外侧轮齿22的虚拟产形齿轮的结构相同，当然当外 侧轮齿22以及内侧轮齿21均采用加工中心加工时，加工中心的刀具所走过的轨迹也可构 成虚拟产形齿轮的轮廓。
[0029] 为了加工方便，如图1所示，本体201的端面上设有形成为环形凹槽的退刀槽23， 退刀槽23位于每个轮齿202的内侧轮齿21与外侧轮齿22之间，即在径向上，退刀槽23设 计在内侧轮齿21与外侧轮齿22之间。
[0030] 可选地，如图2所示，端面可以为平面，也就是说，人字形面齿轮20的旋转轴线与 人字形圆柱齿轮10的旋转轴线的夹角可以为90°。
[0031] 当然，在本发明的另一些实施例中，端面也可以为锥面。
[0032] 有利地，多个内侧轮齿21和多个外侧轮齿22 -体形成在本体201的端面上，也就 是说人字形面齿轮20为整体式，并非是将内侧轮齿21和外侧轮齿22先加工后再连接在一 起的，由此无需后期连接，人字形面齿轮20的结构强度好，节省装配步骤，生产效率高。
[0033] 在本发明的一个具体的实施例中，本体201包括环状的轮齿部26、环状的腹板部 24和环状的轮毂25,轮毂25适于与轴相连，例如轮毂25与轴可以通过花键结构相连，腹板 部24的外周沿与轮齿部26的内周沿相连，腹板部24的内周沿与轮毂25的外周沿相连，多 个轮齿202形成在轮齿部26上。
[0034] 如图4所示，腹板部24为实心结构，这样的人字形面齿轮20结构强度高。
[0035] 在一些具体的示例中，腹板部24上可以设有沿腹板部24的厚度方向贯穿腹板部 24的孔，由此可以减轻人字形