齿轮、用于制造齿轮的方法以及用于测量齿轮的方法技术

本发明专利技术涉及一种齿轮，该齿轮具有目标几何结构，该齿轮具有叠加在所述目标几何结构上的呈从齿到齿变化的齿距和/或形貌的形式的修改，其中，在所述齿轮的总齿数上观察，所述齿距和/或形貌的由所述修改预设的变化相应于至少两个谐波函数的叠加，所述至少两个谐波函数在一个参数或多个参数、例如谐波函数的幅值、频率或相移上彼此不同。本发明专利技术还涉及用于制造齿轮的方法以及用于测量齿轮的方法。轮的方法以及用于测量齿轮的方法。轮的方法以及用于测量齿轮的方法。

【技术实现步骤摘要】
齿轮、用于制造齿轮的方法以及用于测量齿轮的方法


[0001]本专利技术涉及一种齿轮，该齿轮具有目标几何结构，并且该齿轮具有叠加在该目标几何结构上的呈从齿到齿变化的齿距和/或形貌的形式的修改。此外，本专利技术涉及一种用于制造齿轮的方法以及一种用于测量齿轮的方法。

技术介绍

[0002]在具有纯电动机驱动或具有混合驱动的现代机动车辆中，变速器噪声不再被完全掩盖或不太强烈地被马达噪声掩盖，因为其马达与纯内燃机驱动(如常规柴油或汽油总成)的马达相比以更低的噪声工作。因此，车辆乘客会注意到变速器噪声并且将其感知为恼人的。
[0003]变速器的噪声行为主要由相互啮合的齿轮对的齿啮合中的激励引起。开头提到的、叠加在目标几何结构上的呈从齿到齿变化的齿距和/或形貌的形式的修改导致齿啮合频率及其谐波分裂为相邻频率，以便改进齿轮在变速器中的主观噪声行为。
[0004]例如，在2021年5月发行的杂志“GearSolutions”中出现的公布内容“通过对磨削锥齿轮应用形貌散射来降低齿轮噪声的音调”中描述了这种方法。这里，在所提供的公差类别的限制内，呈随机齿距误差轮廓和随机形貌齿面修改形式的随机修改被施加于锥齿轮齿部，以便改进相关齿部的主观噪声行为。
[0005]在此，主观噪声行为涉及人对噪声的感知。因此，例如，具有相同音量的两个噪声可以被人感知为不同地恼人，更确切而言取决于组成相关噪声的频率以及与相关噪声的噪声分量相比这些频率作为整体如何主导。改善变速器的主观噪声行为也被称为变速器噪声的心理声学优化。变速器噪声的这种心理声学优化的目的是，增加变速器噪声的噪声分量并降低变速器噪声频谱的音调。
[0006]在来自杂志“GearSolutions”的上述文章中已知的在齿轮上提供随机分布的修改的方法具有以下缺点：在测量这种齿轮相对于预设的、非噪声优化的目标几何结构的几何结构时，根据齿轮的哪些齿已被测量，可能识别到大的偏差。因此，通常仅测量齿轮的在齿轮圆周上分布的三个或四个齿或间隙并且确定来自这些测量的平均偏差，以导出用于制造过程的校正。因此，随机分布的修改可能导致，基于少数齿的测量而识别到大的平均偏差，这些偏差不代表整个齿轮并且不必被校正。因此，不能可靠地执行校正方法。
[0007]为了在此允许进行合理的测量(尽管是随机分布的修改)，必须为每个齿轮进行所有齿或间隙的测量，或者如果如通常那样仅测量少数齿，则精确的特定于齿或间隙的噪声优化的目标几何结构必须在测量机器中提供其相应的特定于齿或间隙的修改，并且偏差的测量和评估必须特定于齿或间隙地相对于这个特定于齿或间隙的噪声优化的目标几何结构进行。该方法伴随高耗费并且仅具有有限的实用性。

技术实现思路

[0008]在此背景下，本专利技术基于的技术问题在于，提供一种齿轮，该齿轮具有叠加在目标
几何结构上的呈从齿到齿变化的齿距和/或形貌的形式的修改，该齿轮具有改进的主观噪声行为并且其质量可以基于相对于其目标几何结构的测量来检查，而无需对修改进行特定于齿或间隙的考虑。此外，应提供用于制造这种齿轮的方法和用于测量这种齿轮的方法。
[0009]根据第一方面，本专利技术涉及一种齿轮，该齿轮具有目标几何结构，并且该齿轮具有叠加在目标几何结构上的呈从齿到齿变化的齿距和/或形貌的形式的修改。该齿轮的特征在于，在齿轮的总齿数上观察，齿距和/或形貌的由修改预设的变化相应于至少两个谐波函数的叠加，该至少两个谐波函数在一个参数或多个参数(例如谐波函数的幅值、频率或相移)上彼此不同。
[0010]当在本文中谈及目标几何结构时，则其在此是齿轮的没有叠加在目标几何结构上的修改的目标几何结构。当在本文中谈及噪声优化的目标几何结构时，则其在此是齿轮的具有叠加在目标几何结构上的修改的目标几何结构。
[0011]根据本专利技术的修改引起齿轮的改善的噪声行为，其中，齿轮的质量可以基于相对于其目标几何结构的测量来检查，而无需特定于齿或间隙地考虑所述修改。即，尽管所述修改叠加在目标几何结构上，齿轮偏差仍然可以相对于目标几何结构并且不相对于噪声优化的目标几何结构被确定，使得噪声优化的目标几何结构不必可供测量机器使用。
[0012]由于使用至少两个谐波函数的叠加以便预设变化，因此可以实现：由于修改导致的例如相对于目标几何结构的平均偏差可以小于该叠加的幅值或总幅值的25％，更确切而言无关于在观察该齿轮的例如3或4个齿的过程中该齿轮的哪些齿或间隙被评估。因此，取决于所测量齿或间隙的选择而产生的测量结果的分散非常小，使得可以测量和评估任何齿或间隙，并且仍然可以基于这些平均偏差而确定用于制造过程的校正参数。
[0013]根据叠加函数的数量和它们的频率，在总齿数上观察，如果仅观察叠加的与总齿数相关的局部，则可以产生看起来与随机变化相当的变化。
[0014]可以规定，预设这些叠加的谐波函数的幅值或总幅值，该幅值或总幅值在该齿轮的预设公差范围内，其中，该总幅值被分配在这些叠加的谐波函数的幅值上。因此可以确保，该齿轮可以在预设的公差限制内可靠地制造。
[0015]根据该齿轮的一个实施例可以规定，这些叠加的谐波函数各自就其幅值以及其频率以及其相移而言彼此不同。
[0016]根据该齿轮的一个实施例可以规定，这些叠加的谐波函数各自就其频率和其相移而言彼此不同。
[0017]例如可以规定，叠加恰好三个谐波函数。
[0018]当在当前情况下谈及谐波函数时，则这些谐波函数可以是例如可描述谐波振荡的函数，如三角函数等，特别是正弦函数和/或余弦函数。
[0019]特别是，可以预设该修改，其中每个齿配设有作为叠加的谐波函数的函数值的偏差。
[0020]可以规定，这些叠加的谐波函数是正弦函数，其中，每个齿配设有作为根据以下公式的函数值f(x)的偏差：其中，K
max
相应于齿部参数或过程参数的最大偏差，其中，“i”相应于运行指数，其中，“n”相应于预设的叠加正弦函数的数量，其中，变量“Z”相应于齿轮的总齿数，其中，变量“A
i”相应于相应的第
“
i”个正弦函数的预设幅值，其中，变量“φ
i”相应于相应的第“i”个正弦函数的预设相移，其中，变量“ω
i”相应于相应的第“i”个正弦函数的预设频率，并且其中，变量“x”是自然数，x＝1至x＝Z，其中，“x”此外相应于从1增加至Z的相关齿的号数，并且其中这些齿依次地顺时针或逆时针编号。因此，对于从x＝1到x＝Z(包括x＝1和x＝Z)的每个自然数x，函数f(x)限定待配设给相应齿的偏差。
[0021]在这种情况下，K
max
可以是例如齿距偏差、螺旋角误差、或直接限定齿轮或锥齿轮的几何结构的其他齿部参数。在这种情况下，K
max
可以是例如在齿轮制造期间切齿机的轴线位置的偏差或在锥齿轮设计的背景下的径向偏差，即，间接限定齿轮或锥齿轮的几何结构的过程参数。
[0022]当然，偏差可补充地或替代地配设给齿轮的间隙，而不是齿轮的齿。这是因为关于齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种齿轮，
‑
所述齿轮(100，400)具有目标几何结构，
‑
所述齿轮(100，400)具有叠加在所述目标几何结构上的呈从齿(105，410)到齿(105，410)变化的齿距和/或形貌的形式的修改，其特征在于，
‑
在齿轮(105，410)的总齿数上观察，所述齿距和/或形貌的由所述修改预设的变化相应于至少两个谐波函数的叠加，所述至少两个谐波函数在一个参数或多个参数、例如谐波函数的幅值、频率或相移上彼此不同。2.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于，预设所述修改，其中每个齿配设有作为叠加的谐波函数的函数值的偏差。3.根据权利要求2所述的齿轮，其特征在于，
‑
所述叠加的谐波函数是正弦函数，其中，每个齿配设有作为根据以下公式的函数值f(x)的偏差：
‑
其中，K
max
相应于齿部参数或过程参数的最大偏差，
‑
其中，“i”相应于运行指数，
‑
其中，“n”相应于预设的叠加的正弦函数的数量，
‑
其中，变量“Z”相应于齿轮的总齿数，
‑
其中，变量“A
i”相应于相应第“i”个正弦函数的预设幅值，
‑
其中，变量“φ
i”相应于相应第“i”个正弦函数的预设相移，
‑
其中，变量“ω
i”相应于相应第“i”个正弦函数的预设频率，并且
‑
其中，变量“x”是自然数，x＝1至x＝Z，其中，变量“x”相应于从1增加至Z的相关齿的号码，并且这些齿被依次地顺时针或逆时针编号。4.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮，其特征在于，在齿轮(100，400)的总齿数上观察，所述齿距和/或形貌的由所述修改预设的变化相应于恰好三个正弦函数的叠加。5.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮，其特征在于，由叠加在所述目标几何结构上的所述修改产生的并且在齿轮(100，400)的两个或更多个齿(105，410)上求平均的与所述目标几何结构的偏差小于所述至少两个谐波函数的叠加的总幅值的30％，特别是小于所述至少两个谐波函数的叠加的总幅值的25％。6.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮，其特征在于，在齿总数上观察相应于相应谐波函数循环数量的相应谐波函数频率小于齿轮(100，400)的总齿数。
7.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮，其特征在于，对于齿轮(100，400)的至少一个齿(105，410)或者对于齿轮(100，400)的恰好一个齿(105，410)，各叠加的谐波函数的幅值相互抵消，并且对于齿轮(100，400)的这个齿(105，410)的修改为零。8.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮，其特征在于，所述目标几何结构具有齿部修改、如凹陷、凸面或类似物，和/或所述齿轮是锥齿轮(400)、特别是通过单式分度制造的锥齿轮(400)。9.一种用于制造齿轮的方法，具有以下方法步骤：
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预设齿轮(100，400)的目标几何结构；
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预设叠加在所述目标几何结构上的呈从齿到齿(105，410)变化的齿距和/或形貌的形式的修改；
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通过切齿机(500)制造齿轮(100，400)；其特征在于，
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【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：克林格伦贝格股份公司，
类型：发明
国别省市：