单向传递扭矩的齿轮传动装置制造方法及图纸

一种齿轮传动装置(10)，所述齿轮传动装置(10)包括具有不同的直径的彼此啮合的多个齿轮，至少一个第一驱动齿轮(11)绕着其自身的轴线(12)以旋转(M)致动并且至少一个第二从动齿轮(13)与所述第一驱动齿轮(11)啮合，所述齿是非对称的，所述驱动侧(15)彼此共轭，所述齿轮(11,13)的齿(14)的被动侧(16)彼此不共轭，并且其中，所述被动侧(16)构造成使得穿过齿(14)的尖端的半径(L)大体上与所述被动侧(16)相切或者与其相交。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有单向操作的齿轮传动装置，除了相对于现有技术具有很大的优点的其它方面之外，该齿轮传动装置对于相同齿轮尺寸就耐用性和可靠性而言还具有特别地关于适于传递的功率的很高的效率。
技术介绍
该类型的齿轮传动装置通常被应用于将产生成机械能的旋转轴机器与用户机器、例如发电机相连接。在这些机械机组中，机械传动装置的可靠性尤为关键，机械传动装置总是必须包括齿轮传动装置以将作为马达或机械能发生器来运行的机器的速度调配成以机械能用户来运行的机器所需要的速度。这些传动齿轮通常在高速气体涡轮机作为马达时使用这些传动齿轮的情况下被要求作为减速齿轮来运行，或者相反地在马达相对很慢时、例如在它们由风力涡轮机来致动的情况下作为超速齿轮来运行。齿轮传动装置的维修操作或更换操作需要将整个机组停止持续相对长的时间，并因此除了传动齿轮的更换或者维修的成本之外还引起相当大的经济损失。该问题在致动发电机的风力涡轮机中尤为重要。除了上述提到的问题之外，到达布置在塔顶处的传动齿轮也是很困难的。在风力涡轮机中的超速齿轮传动装置遭受不利地的问题，从而即使对于传动齿轮必须相对很轻并具有小的体积的这样的事实也需要频繁维护，同时需要在运动传递中具有很大的规律性，并且已经发现齿轮的齿的主动侧的表面损坏以不希望的频率发生，损坏是如此常见以致于已经成立了专门的公司用于维修这些昂贵的齿轮的主动侧。为了使这些齿轮可靠并足够耐用，从这个角度来看，所属领域的技术人员通常认为被优化且被要限制的第一个参数是赫兹压力(Hertzpressure)。己知的沃勒曲线(Wohlercurve)告诉我们传动装置运行的耐用性通过降低在接合的齿之间的接触面上的负载而在该曲线中所存在的所谓的“拐弯”之后产生非限定的耐用性来延长。然而，该曲线(同时在ISO6336版和AGMA版中)在拐弯之后具有进一步地倾斜，该倾斜表示在一些情况下损坏还在高数量的周期期间发生，这些周期在达到它们时曾经被认为是“安全的”，从而意味着将排除齿的驱动表面的进一步的损坏。根据现有技术的该教导，即使齿轮已经达到十亿次周期，可能仍然存在表面损伤。假设该类型的损伤与表面粗糙度、润滑油的杂质、负载的施加方式以及通常触发局部损伤的所有因素有关，所述局部损伤甚至发展成通常称为“点蚀”的表面损伤，这种现象通常来自应力。还已知的是，润滑油在表面现象中起着非常重要的作用。当然真实的情况是，上一代的添加剂EP和增塑剂具有相当大的优点并且已知的另一理论教导了弹性流体动压(EHD)油膜的更大厚度如何提高了齿轮的预期寿命。在目前供公众使用的于1985年出版的NASA文件参考出版物1152-AVISCOM技术报告84-C-15“传动装置”中，示出了齿轮的使用寿命取决于一参数，该参数的数值由润滑油膜的厚度和粗糙度的均方根之间的比值构成。由于粗糙度不能低于工业应用值，因此该参数由于在制造成本方面的显而易见的原因在工业减速齿轮的制造中存在限制。为了增加EHD油膜厚度，人们能够想到的是增加润滑油的粘度，但该设置受制于经常性的低温和随着粘度增加而增加的能量损失，这些装置(特别在风力涡轮机中)在该经常性的低温下必须能够启动。此外，这些重要的齿轮装置几乎一直通过泵和分配器来润滑，这些重要的齿轮装置在太高的粘性下不能良好的运行。特别是，在这种应用中，大气条件发生极端变化引起非常高的温度变化，所述温度变化当润滑油在大气条件变化以及由于该使用而所谓的多级润滑油甚至是不适合的时不能改变时使得粘度优化的问题更为关键。
技术实现思路
因此，现有技术水平已经使设计者努力致力于通过以下方式朝着获得紧凑且轻便的减速齿轮和超速齿轮的以下目的：-减少赫兹压力-增加EHD油膜的厚度-(例如珩磨)获得具有低粗糙度并且具有有利的轮廓的表面。现有技术水平在具有常规配置的传动齿轮中以与工业规模的生产和可接受的成本相兼容的方式获得这些参数中的尝试中已经取得了令人满意的结果。由于已知的是赫兹压力越低，可靠性随着时间推移越高，因此本专利技术进一步地目的是找到一种对于由齿轮所传递的相同动力而言在不增加齿轮箱的体积并可能地减少齿轮箱的体积、甚至在不增加传动装置在齿轮的配置上运行的运行时间的情况下降低该应力的问题的解决方案。为了减少赫兹压力，必须增加接触表面的曲率半径，但是该增加隐含着在其它因素相同的情况下存在着操作压力角的增加。然而这与保持高端面覆盖范围的需要相冲突，所述高的端面覆盖范围是必须的，因为它至少对于在曲率半径是不利的位置处将负载分布在一个以上的触点上的作用区段的一部分而言也降低了赫兹压力，并且因为它有助于以基本的方式将运动有规律地传递。应该记住的是，运动的不规律引起振动，所述振动在所传递的动力越大时越高，通常在能量生成中动力传递非常高。为了增加压力角，必须限制齿的高度，所述齿很快变“尖的”并且因此端面覆盖范围也受到限制。操作压力角能够通过增加冠的校正系数来增大，但是由于齿的高度不能增大，该设置甚至将导致同样的限制覆盖范围的问题，从而减少了作用区段的长度。该解决方案可在低速减速齿轮中被接受，从而引起校正系数的总和>0，然而牺牲了有利于承载能力的高覆盖范围的需求。引起校正系数的总和>0的压力角增大、例如从20°增大至23°的变化可增加曲率半径，但是限制了端面覆盖范围，然而，期望的是由于以上所示的原因而增加端面覆盖范围。根据本专利技术，传动齿轮的齿轮啮合可假定成例如允许增大压力角，同时增大端面覆盖范围等级并显著降低齿上的负载的配置。根据本专利技术，这些目的通过制成如在权利要求1中所限定的齿轮传动装置而获得。根据本专利技术的齿轮传动装置的进一步的特征将在从属权利要求中强调。附图说明根据本专利技术的齿轮传动装置的特征和优点参考所附的示意性的附图根据以下示例性且非限制性的描述将变得更清楚，在附图中:-图1示出了具有两个齿轮的齿轮传动装置的示意图；-图2示出了在己知的齿轮的齿和根据本专利技术的齿轮的齿之间的比较；-图3以示意性方式示出了己知的传动齿轮的齿轮的对称齿和本专利技术的传动齿轮的轮的齿之间在齿距上的差异；-图4示出了根据本专利技术的两个齿轮的接合部分的放大的细节；-图5示出了己知的传动齿轮的齿和根据本专利技术的齿轮的齿的进一步地比较；-图6示意性地示出了包括两个外齿轮和一内齿冠的传动齿轮的接合状态；以及-图7以示意性方式示出了由根据本专利技术的齿轮啮合的配置所得到的作用区段的长度。具体实施方式对于通过齿轮传动或者齿轮传动装置所描述的本专利技术的目的，我们将展示在马达或者驱动构件和从动或者用户构件之间的机械能传动装置，其中，第一构件的运动通常以一定速度变化传递至第二构件。特别地，马达或者驱动构件和用户或者从动构件由旋转轴制成，其中，第一构件(马达或者驱动轴)可与产生机械能的机器联接并且第二构件可与使用机械能的机器联接。即，用户或者从动构件具有输出部，该输出部可连接至使用动力的机器。使用机械能的机器例如是产生电能的机器。正如从以下描述将变得更清楚的，根据本专利技术的传动装置使用具有非对称齿的齿轮，这非对称齿对运行特性具有重要的技术上的影响。参考图1，大体上由附图标记10示出的根据本专利技术的齿轮传动装置通过简单地示出包括在其中的齿轮而示意性地示出，每个齿轮安装在轴上并且是可旋转的，根据本身是已知的总体布置，一个轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮传动装置(10)，所述齿轮传动装置(10)包括具有不同的直径的彼此啮合的多个齿轮，其中，所述多个齿轮中的至少一个第一驱动齿轮(11)绕着其自身的轴线(12)以旋转(M)的方式致动并且至少一个第二从动齿轮(13)与所述第一驱动齿轮(11)啮合，所述齿轮(11，13)的每个齿(14)包括主动驱动侧(15)和被动侧(16)，每个齿(14)的所述主动驱动侧(15)和所述被动侧(16)相对于彼此是非对称的，所述齿轮(11，13)的对应的齿(14)的驱动侧(15)彼此共轭，其特征在于，所述被动侧(16)构造成使得相应的齿轮(11，13)的穿过每一个齿(14)的头部(40)的半径(L)大体上与所述被动侧(16)相切或者与所述被动侧(16)相交。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.17 IT MI2014A0010931.一种齿轮传动装置(10)，所述齿轮传动装置(10)包括具有不同的直径的彼此啮合的多个齿轮，其中，所述多个齿轮中的至少一个第一驱动齿轮(11)绕着其自身的轴线(12)以旋转(M)的方式致动并且至少一个第二从动齿轮(13)与所述第一驱动齿轮(11)啮合，所述齿轮(11，13)的每个齿(14)包括主动驱动侧(15)和被动侧(16)，每个齿(14)的所述主动驱动侧(15)和所述被动侧(16)相对于彼此是非对称的，所述齿轮(11，13)的对应的齿(14)的驱动侧(15)彼此共轭，其特征在于，所述被动侧(16)构造成使得相应的齿轮(11，13)的穿过每一个齿(14)的头部(40)的半径(L)大体上与所述被动侧(16)相切或者与所述被动侧(16)相交。2.根据权利要求1所述的齿轮传动装置(10)，其特征在于，所述半径(L)在两个点(17，18)处与所述被动侧(16)相交，从而限定在所述齿(14)的外部的部分(L′)。3.根据权利要求1所述的齿轮传动装置(10)，其特征在于，当与所述被动侧的相切达不到与所述齿(14)的头部(40)的尺寸相当的较短距离时，所述半径(L)不接触所述被动侧(16)。4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的齿轮传动装置(10)，其特征在于，所述被动侧(16)包括与所述齿(14)的具有喉部的第二连接部分(16\)共轭的第一尖端部分(16′)和与相应的反向齿轮的相对的齿(14)的被动侧的相应的部分不共轭的第二连接部分(16\)。5.根据权利要求4所述的齿轮传动装置(10)，其特征在于，所述被动侧(16)的所述第二连接部分(16\)是凹形的并相对于所述驱动侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里奥·安东尼奥·莫尔塞利，
申请(专利权)人：马里奥·安东尼奥·莫尔塞利，
类型：发明
国别省市：意大利;IT