曲齿圆锥齿轮及曲齿圆锥齿轮传动结构制造技术

本发明专利技术涉及曲齿圆锥齿轮及曲齿圆锥齿轮传动结构。曲齿圆锥齿轮的轮齿靠近轴线的那一端为小端，反之则为大端，所述大端对应的齿根处和/或所述小端对应的齿根处设置有加强筋；曲齿圆锥齿轮传动结构包括主动轮和从动轮，所述主动轮的齿宽为B1，所述从动轮的齿宽为B2，所述主动轮与所述从动轮中的至少一个的大端齿根处和/或小端齿根处设置有加强筋。通过设置加强筋，能够将轮齿受到的作用力的一部分通过加强筋传递，减小轮齿齿根的受力，从而提高轮齿的抗弯强度，增强承载力，延长齿轮的服役寿命。

【技术实现步骤摘要】
曲齿圆锥齿轮及曲齿圆锥齿轮传动结构
[0001 ] 本专利技术涉及曲齿圆锥齿轮及曲齿圆锥齿轮传动结构。
技术介绍
现有技术中两种典型的曲齿圆锥齿轮传动结构分别如图1和图2所示，包括主动轮910和从动轮920，主动轮910和从动轮920，区别在于齿轮副轮齿宽度和大小端的几何形状。其中图1中主动轮910的齿宽B1大于从动轮920的齿宽B2，图2中主动轮910的齿宽B1等于从动轮920的齿宽B2。上述曲齿圆锥齿轮传动结构以其减速比大、承载能力强、体积小等优点而被广泛应用于许多场合，例如用于汽车的驱动桥作为主减速传动。国内的汽车驱动桥曲齿圆锥齿轮的制造因其轮齿几何形状的复杂性目前仍然采用传统的铣齿工艺为主，采用传统工艺加工的轮齿表面会留下刀痕，在齿面和齿根部位形成应力集中，易形成疲劳源，大大减少了齿轮的使用寿命。汽车驱动桥曲齿圆锥齿轮易断齿失效、可靠性差等因素已经严重影响着国产汽车的竞争力和信誉度，因此对曲齿圆锥齿轮进行抗疲劳制造技术和高强度轮齿结构设计方面的研究尤为重要。精密锻造成形工艺作为一种先进制造技术，是在传统模锻工艺的基础上逐步发展起来的。精密锻造成形工艺目前被普遍接受的定义是“至少锻件的部分表面尺寸精度和形状精度达到可直接用于装配或仅需磨削加工即可装配的程度”。这种工艺克服了切削加工材料利用率低、生产效率低以及切断了金属纤维流线而造成的弯曲强度降低等缺点，符合高效、精密、绿色清洁的21世纪先进制造技术的发展趋势，是未来齿轮加工变革的主要途径之一，国外针对曲齿圆锥齿轮的精密锻造成形技术于20世纪70年代就进行了研究，由最初的热锻发展到冷温锻，锻造出来的齿轮质量有了很大的提高，相关的技术已经在国外获得应用，尤以美国、德国和日本在这方面的研究比较领先，国内对此技术的研究仍处于小批量试制研究阶段。目前美国德纳集团旗下的福建台亚汽车工业有限公司采用国外近净成形出齿形的曲齿圆锥齿轮毛还进行热处理前的齿面精加工。采用粉末冶金压制成形小模数曲齿圆锥齿轮从动轮的技术已经广泛应用于电动工具、摩托车等领域，使用这种方法压制成形的从动轮齿面不再加工，主动轮的加工方法主要采用铣削加工。粉末冶金压制成形齿轮的缺陷在于其轮齿强度比锻造成形的要低，使用过程中轮齿断裂是其主要失效方式。1998年，美国AGMA粉末冶金齿轮委员会发布实施了“粉末冶金齿轮规范”国家标准6008-A98，规范中详细描述了螺旋齿轮和直齿锥齿轮轮齿的几何形状规范，对曲齿圆锥齿轮的几何形状规范未见涉及。专利201020278043.3提供了一种曲齿圆锥齿轮滚轧及精整齿形的设备，此设备的出现，为小模数曲齿圆锥齿轮滚轧成形提供了技术参考。但是，无论是采用传统的铣齿工艺，还是采用精密锻造成形、粉末冶金压制成形等工艺，现有技术中曲齿圆锥齿轮轮齿的结构在齿轮副使用过程中容易出现轮齿断裂失效的现象。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种抗弯强度高的曲齿圆锥齿轮，同时，本专利技术还提供了一种使用该曲齿圆锥齿轮的曲齿圆锥齿轮传动结构。本专利技术中曲齿圆锥齿轮采用的技术方案是:曲齿圆锥齿轮，其轮齿靠近轴线的一端为小端，远离轴线的一端为大端，所述大端对应的齿根处和/或所述小端对应的齿根处设置有加强筋。所述大端对应的齿根处设置有加强筋，所述加强筋的截面为“ J ”形，包括沿所述曲齿圆锥齿轮的周向延伸的加强条和设置在加强条朝向小端的一侧的加强凸部，所述加强凸部设置在加强条的底部与曲齿圆锥齿轮齿槽的槽底之间。所述加强筋延伸方向的两端分别与两相邻的轮齿连接为一体且所述加强筋的底部与曲齿圆锥齿轮齿槽的槽底连接为一体。所述加强筋的加强条沿背锥方向的高度不超过节锥线。所述加强筋的截面为三角形，其背向其所在的大端或小端的一侧具有斜面，所述斜面的顶部向加强筋所在的大端或小端倾斜。所述斜面与相应轮齿齿根之间的夹角不大于30°。本专利技术中曲齿圆锥齿轮传动结构采用的技术方案是:曲齿圆锥齿轮传动结构，包括曲齿圆锥齿轮形式 的主动轮和从动轮，所述主动轮的齿宽为B1,所述从动轮的齿宽为B2,所述主动轮与所述从动轮中的至少一个的大端齿根处和/或小端齿根处设置有加强筋。所述加强筋分为仅用于设置在曲齿圆锥齿轮的大端的第一加强筋和用于设置在曲齿圆锥齿轮的大端和/或小端的第二加强筋，第一加强筋的截面为“』”形，包括沿所述曲齿圆锥齿轮的周向延伸的加强条和设置在加强条朝向小端的一侧的加强凸部，所述加强凸部设置在加强条的底部与曲齿圆锥齿轮齿槽的槽底之间；第二加强筋的截面为三角形，其背向其所在的大端或小端的一侧具有斜面，所述斜面的顶部向第二加强筋所在的大端或小端倾斜。所述主动轮和从动轮通过精密锻造成形、摆辗成形或粉末冶金压制成形；所述主动轮的齿宽B1 >从动轮的齿宽B2并且仅主动轮的大端设有所述第一加强筋，或者所述主动轮的齿宽B1=从动轮的齿宽B2并且主动轮仅在大端设有所述第一加强筋或第二加强筋、从动轮的大端和小端均设有所述第二加强筋。所述主动轮通过滚轧成形；所述主动轮的齿宽B1 >从动轮的齿宽B2并且主动轮的大端和小端均设有所述第二加强筋，或者所述主动轮的齿宽B1=从动轮的齿宽B2并且主动轮和从动轮在各自的大端和小端均设有所述第二加强筋。本专利技术采用上述技术方案，曲齿锥齿轮所述大端对应的齿根处和/或所述小端对应的齿根处设置有加强筋，通过设置上述加强筋，能够对轮齿起到支撑作用，将轮齿受到的作用力的一部分通过加强筋承受，从而减小轮齿齿根的受力，提高轮齿的抗弯强度，增强承载力，延长服役寿命。【附图说明】图1是现有技术中曲齿圆锥齿轮副的装配形式一的示意图(主动轮的齿宽B1大于从动轮的齿宽B2)；图2是现有技术中曲齿圆锥齿轮副的装配形式二的示意图(主动轮的齿宽B1等于从动轮的齿宽B2X图中各附图标记对应的名称为:910主动轮，920从动轮。图3是本专利技术中曲齿圆锥齿轮的第一加强筋的结构示意图； 图4是本专利技术中曲齿圆锥齿轮的第二加强筋的结构示意图； 图5是本专利技术中曲齿圆锥齿轮传动结构的实施例一的结构示意图，也即曲齿圆锥齿轮采用精密锻造成形、摆辗成形或粉末 冶金压制成形工艺加工，并且主动轮的齿宽B1大于从动轮的齿宽B2时加强筋的设置形式示意图； 图6是本专利技术中曲齿圆锥齿轮传动结构的实施例二的结构示意图，也即曲齿圆锥齿轮采用精密锻造成形、摆辗成形或粉末冶金压制成形工艺加工，并且主动轮的齿宽B1等于从动轮的齿宽B2时加强筋的第一种设置形式示意图； 图7是本专利技术中曲齿圆锥齿轮传动结构的实施例三的结构示意图，也即曲齿圆锥齿轮采用精密锻造成形、摆辗成形或粉末冶金压制成形工艺加工，并且主动轮的齿宽B1等于从动轮的齿宽B2时加强筋的第二种设置形式示意图； 图8是本专利技术中曲齿圆锥齿轮传动结构的实施例四的结构示意图，也即主动轮采用滚轧成形工艺加工，并且主动轮的齿宽B1大于从动轮的齿宽B2时加强筋的第一种设置形式示意图； 图9是本专利技术中曲齿圆锥齿轮传动结构的实施例五的结构示意图，也即主动轮采用滚轧成形工艺加工，并且主动轮的齿宽B1大于从动轮的齿宽B2时加强筋的第二种设置形式示意图。图中各附图标记对应的名称为:10主动轮，20从动轮，30第一加强筋，31加强条，32加强凸部，40第二加强筋，41斜面，50轮齿。【具体实施方式】下面结本文档来自技高网...

【技术保护点】
曲齿圆锥齿轮，其轮齿靠近轴线的一端为小端，远离轴线的一端为大端，本权利所描述的轮齿的特征在于：所述大端对应的齿根处和/或所述小端对应的齿根处设置有加强筋。

【技术特征摘要】
1.曲齿圆锥齿轮，其轮齿靠近轴线的一端为小端，远离轴线的一端为大端，本权利所描述的轮齿的特征在于:所述大端对应的齿根处和/或所述小端对应的齿根处设置有加强筋。2.根据权利要求1所述的曲齿圆锥齿轮，其特征在于:所述大端对应的齿根处设置有加强筋，所述加强筋的截面为“』”形，包括沿所述曲齿圆锥齿轮的周向延伸的加强条和设置在加强条朝向小端的一侧的加强凸部，所述加强凸部设置在加强条的底部与曲齿圆锥齿轮齿槽的槽底之间。3.根据权利要求2所述的曲齿圆锥齿轮，其特征在于:所述加强筋延伸方向的两端分别与两相邻的轮齿连接为一体且所述加强筋的底部与曲齿圆锥齿轮齿槽的槽底连接为一体。4.根据权利要求2或3所述的曲齿圆锥齿轮，其特征在于:所述加强筋的加强条沿背锥方向的高度不超过节锥线。5.根据权利要求1所述的曲齿圆锥齿轮，其特征在于:所述加强筋的截面为三角形，其背向其所在的大端或小端的一侧具有斜面，所述斜面的顶部向加强筋所在的大端或小端倾斜。6.根据权利要求5所述的曲齿圆锥齿轮，其特征在于:所述斜面与相应轮齿齿根之间的夹角不大于30°。7.曲齿圆锥齿轮传动结构，包括曲齿圆锥齿轮形式的主动轮和从动轮，所述主动轮的齿宽为B1,所述从动轮的齿宽为B2,其特征在于:所述主动轮与所述从动轮中的至少一个的大端齿根...

【专利技术属性】
技术研发人员：高振山，邓效忠，邓静，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41