齿轮齿廓制造技术

本发明专利技术公开了一种齿轮和一种制造该齿轮的方法。所述齿轮具有一个与齿轮的基准刀具齿廓配合的齿轮齿廓，所述齿轮齿廓包括一个具有一凸出部分的齿顶和一个具有一凹陷部分的齿根，所述凸出部分在非常接近节线处具有一个齿顶点，所述凹陷部分在非常接近节线处具有一个齿根点。凸起部分与啮合齿轮的基准刀具齿廓的齿根上的相应部分互补。凹陷部分与啮合齿轮的基准刀具齿廓的齿顶上的相应部分互补。齿顶点和齿根点之间的过渡区具有预定的宽度。所述齿轮基准刀具齿廓在节线处具有一个预定的半节距间隙，且在齿顶点处的轮廓和斜面具有连续性。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉参考本专利技术涉及2002年4月22日申请的美国临时专利申请第60/374,655号，并要求享有该临时申请的申请日，所述临时申请的内容通过引用并入本申请。
技术介绍
本专利技术涉及一组齿轮，所述齿轮具有大部分齿根、齿顶和过渡区配合的齿廓，所述过渡区位于在节距圆处不发生接触的齿根和齿顶之间。而且，本专利技术还涉及一种用于制造具有特定齿廓的齿轮的方法，所述齿廓在大部分齿根和齿顶处相配合，在过渡区不配合。在早期的Wildhaber-Novikov齿轮中，如Chironis在“Novikov齿轮的设计”中所述，(“Gear Design and Application(齿轮设计和应用)”中的一章，McGraw-Hill，1967，124-135页)，小齿轮是全齿顶形，齿轮齿是全齿根形。小齿轮横切面的齿廓是凸面圆弧形，而齿轮横切面的齿廓是具有略大半径的凹面圆弧形。这些轮廓是不配合的。仅仅在每个横切面的一个点上发生接触，通常是在接近轮廓中间的位置。因此，在节点处不发生接触。Wildhaber-Novikov齿轮的改进版，又称作“圆弧”齿轮，它的轮廓位于节距圆的内侧和外侧。已知这些轮廓是双啮合式的。在每个齿轮中，齿顶是凸起的，呈圆形或接近圆形，齿根是凹陷的，呈圆形或接近圆形。圆弧齿轮的横切面的轮廓不是严格的圆形，因为它们被制造成与基准刀具相配合，所述基准刀具的齿廓在横切面或正截面上是圆弧形的。在这样的齿轮副中，小齿轮和齿轮不相互配合。在每个横切面发生的接触仅发生在齿顶的一点和齿根的一点。美国专利3533300(Studer)和美国专利3855874(Honma)中公开了这些类型的齿轮的典型实例。Studer中公开的圆弧形齿轮被称作“非配合型”，而Honma中公开的圆弧形齿轮被称作“所谓的点接触型”。一方面来说，Studer或者Honma型齿轮与美国专利第6101892(′892号专利)号中公开的Convoloid齿轮是相似的，在这里通过引用将其并入本申请，相似的原因是它们在节距圆处都不发生接触。但是，从另一方面来说，Convoloid齿轮在大部分齿顶和齿根处是配合的，在节距圆处只有很小的不配合部分，在那里不发生接触；然而，Wildhaber-Novikov和圆弧形齿轮在它们轮廓的任何部分都不发生配合，而且仅在每个横切面上的一点或两点处发生接触。′892号专利描述了全深度(full-depth)Convoloid齿轮，并且公开了设计具有特定相对曲率的配合齿轮齿廓的方法。而且，′892号专利公开了在节距圆处存在每个轮廓的一部分，即横切面，在那里不发生接触。横切面是必需的，因为在节点处配合的轮廓的相对曲率由Euler-Savary方程式给出，而不能由轮廓设计者指定。可以使用以下方式设计配合的齿廓。每个齿的齿根可被指定为任何凹曲线，啮合齿轮的齿顶可被设计成相应的配合轮廓。例如，齿根可以具有y＝Axb的形式，其中y轴沿齿空间中心线，原点位于根部。另一个例子是公知的摆线齿轮，其中齿根是内摆线，齿顶是外摆线。在这些例子中，可以选择齿根轮廓为凹曲线，使得配合的齿顶是凸起的。其相对曲率通常小于渐开线齿轮的相对曲率，即使其相对曲率未被轮廓设计者直接指定。上述设计中存在的一个问题是在接近节点处相对曲率增大地特别快，由于在节点处存在低压角，因此该节点处的曲率值非常大。对于摆线齿轮，相对曲率在理论上是无穷大的。这样，为了使这些轮廓有利，它们的节距圆处需要一个过渡区，与′892号专利中的轮廓相似。′892号专利将过渡区描述成该轮廓的一个非配合部分，它不与啮合齿轮接触。′892号专利旨在提供大部分齿根和齿顶配合的任何齿廓，但是所述齿廓在节距圆处具有很小的无接触区。但是，设计由′892号专利所教导的、能够被传统的齿轮切割机切割的齿廓是很困难的。虽然在节距圆处具有一个小突起的滚刀或成型切割机有可能切割在其节距圆处不配合的齿轮，但是这种滚刀或成型切割机也会从下方切割大部分配合的齿轮齿廓，导致轮廓不可用。因此，需要这样一种齿轮，其具有一个带过渡区的齿廓，所述齿廓在节距圆处是不配合的，且容易用传统的滚刀或成型切割机制造。
技术实现思路
简言之，本专利技术的一个具体实施方式针对一种用于与具有多个啮合齿轮齿的啮合齿轮啮合的齿轮，每个齿都有一个与啮合齿轮的基准刀具齿廓配合的啮合齿轮齿廓，所述啮合齿轮的基准刀具齿廓包括一个啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根、一个啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶和一个啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区，所述过渡区位于上述齿顶和齿根之间。齿轮包括多个具有齿廓的齿轮齿，所述齿廓包括齿轮齿廓的齿根、齿轮齿廓的齿顶和齿轮齿廓的过渡区，所述过渡区位于上述齿顶和齿根之间。齿轮齿廓与齿轮的基准刀具齿廓配合，齿轮的基准刀具齿廓在齿轮的基准刀具节点处与齿轮的基准刀具节线交叉。齿轮的基准刀具齿廓包括一个齿轮基准刀具齿廓的齿根、一个齿轮基准刀具齿廓的齿顶和一个齿轮基准刀具齿廓的过渡区。齿轮基准刀具齿廓的齿顶在位于齿轮基准刀具节线末端处具有一个顶点。齿轮基准刀具齿廓的齿顶与齿轮齿廓的齿根配合，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根互补。齿轮基准刀具齿廓的凸出部分位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶内。齿轮基准刀具齿廓的凸出部分在非常接近齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿顶点。齿轮基准刀具齿廓的齿根在位于齿轮基准刀具节线的末端处具有一个极限点。齿轮基准刀具齿廓的齿根与齿轮齿廓的齿顶配合，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶互补。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分位于齿轮基准刀具齿廓的齿根内。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分在非常接近齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿根点。齿轮基准刀具齿廓的过渡区位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶点及齿根点之间。齿轮基准刀具齿廓的过渡区具有预定的齿轮基准刀具齿廓过渡区的宽度。所述齿轮基准刀具齿廓在齿轮基准刀具节线处具有一个预定的齿轮基准刀具齿廓的半节距间隙(halfpitch relief)，且在齿轮基准刀具齿廓的齿顶点处的轮廓和斜面具有连续性。本专利技术还针对一种齿轮基准刀具，其用于制造可与啮合齿轮啮合的齿轮，所述啮合齿轮具有多个啮合齿轮齿，每个齿具有一个啮合齿轮的齿廓，所述齿廓与啮合齿轮基准刀具齿廓相配合，啮合齿轮基准刀具齿廓包括一个啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根、一个啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶和一个啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区，所述过渡区位于上述齿顶和齿根之间。齿轮基准刀具包括多个具有齿轮基准刀具齿廓的齿轮基准刀具齿，所述齿廓在齿轮基准刀具节点处与齿轮的基准刀具节线交叉。齿轮基准刀具齿廓包括齿轮基准刀具齿廓的齿顶、齿轮基准刀具齿廓的齿根和齿轮基准刀具齿廓的过渡区。齿轮基准刀具齿廓的齿顶在位于齿轮基准刀具节线的末端处具有一个顶点。齿轮基准刀具齿廓的齿顶与齿轮齿廓的齿根配合，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根互补。齿轮基准刀具齿廓的凸出部分位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶内。齿轮基准刀具齿廓的凸出部分在非常接近齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿顶点。齿轮基准刀具齿廓的齿根在位于齿轮基准刀具节线的末端处具有一个极限点。齿轮基准刀具齿廓的齿根与齿轮齿廓的齿顶配合，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶互补。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分位于齿轮基准刀具齿廓的齿根内。齿轮基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于与具有多个啮合齿轮齿的啮合齿轮啮合的齿轮，所述每个齿都具有与啮合齿轮基准刀具齿廓配合的啮合齿轮齿廓，啮合齿轮基准刀具齿廓包括一个啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶、一个啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根，以及一个啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区，所述过渡区位于啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶和啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根之间，所述齿轮包括多个具有齿轮齿廓的齿轮齿，所述齿廓包括：一个齿轮齿廓的齿顶；一个齿轮齿廓的齿根；以及一个位于齿轮齿廓的齿顶和齿轮齿廓的齿根之间的齿轮齿廓 过渡区，其中，齿轮齿廓与齿轮基准刀具齿廓配合，齿轮基准刀具齿廓在齿轮基准刀具的节点处与齿轮基准刀具的节线交叉，所述齿轮基准刀具齿廓包括：在齿轮基准刀具节线的末端具有一个顶点的齿轮基准刀具齿廓的齿顶，所述齿顶与齿轮齿廓的齿根配 合；位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶内、与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根的相应部分互补的齿轮基准刀具齿廓的凸出部分，所述凸出部分在非常接近齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿顶点；在齿轮基准刀具节线的末端具有一个极限点的齿 轮基准刀具齿廓的齿根，所述齿根与齿轮齿廓的齿顶配合；位于齿轮基准刀具齿廓的齿根内、与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶的相应部分互补的齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分，所述凹陷部分在非常接近齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿根点；以 及位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶点和齿轮基准刀具齿廓的齿根点之间的齿轮基准刀具齿廓的过渡区，所述过渡区具有预定的齿轮基准刀具齿廓过渡区的宽度，其中，齿轮基准刀具齿廓在齿轮基准刀具的节线处具有预定的齿轮基准刀具齿廓的半节距间隙，且 在齿轮基准刀具齿廓的齿顶点处的轮廓和斜面具有连续性。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰R科尔伯恩，
申请(专利权)人：创世纪合伙有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]