由冠形齿轮和小齿轮组成的齿轮对及差动补偿传动装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种由具有９０度轴交角的冠形齿轮（１）和作为直齿圆柱齿轮的小齿轮（２）组成的齿轮对。根据本发明专利技术，为降低冠形齿轮（１）的齿（５）的根切，小齿轮（２）的齿（３）的压力角在相对于冠形齿轮（１）的径向方向上从外向内增加，或在恒定压力角的情况下小齿轮（２）的齿（３）的齿廓变位在相对于冠形齿轮（１）的径向方向上从外向内减小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种由轴交角为90度的冠形齿轮和作为直齿圆柱齿轮的小齿轮组成 的齿轮对以及一种差动补偿传动装置，该差动补偿传动装置包括至少两个根据本专利技术的带 有彼此相对的冠形齿轮的齿轮对。
技术介绍
此类的齿轮对以及由其制造的差动补偿传动装置在DE 101 47 681 Al中披露。虽 然其中描述的冠形齿轮传动装置在许多方面中优于在差动补偿传动装置中普遍使用的锥 齿轮，特别是考虑到它们的小轴向深度以及高齿根过载安全性，但冠形齿轮因持续运行强 度的原因至今不能在车辆领域内用于差动补偿。 在差动补偿传动装置中，非常大的载荷，特别是冲击载荷可能作用于传动装置轮 齿。此类由冠形齿轮和构成为直齿圆柱齿轮的小齿轮组成的齿轮对至今还不能满足此高载 荷。上述冠形齿轮轮齿的极限条件基本上由冠形齿轮的轮齿确定。由于几何条件决定的短 的径向接触线，因而业已证明，冠形齿轮的齿的齿面承载能力对于这样的齿轮对的运行强 度是尤其关键性的，而相反，齿根承载能力由于冠形齿轮上的齿的完全平面的端面构造而 是非关键性的。然而，此外也必须总是注意小齿轮及其轮齿要具有足够的强度。
技术实现思路
基于上述的现有技术，本专利技术所要解决的技术问题是改进由冠形齿轮和小齿轮组 成的齿轮对的强度，特别是改进齿面承载能力。 这一技术问题由本专利技术这样解决在由冠形齿轮和小齿轮组成的此类的齿轮对 中，为降低冠形齿轮的齿的根切，根据第一种方案使小齿轮的齿的压力角在相对于冠形齿 轮的径向方向上从外向内增加，或根据第二种方案在恒定的压力角的情况下使小齿轮的齿 具有从外向内减小的齿廓变位。根据本专利技术的由冠形齿轮和小齿轮组成的齿轮对的轮齿如 通常的那样在承载齿面区域内相互配合地构造。基于根据本专利技术的小齿轮的齿的预先确定 的几何形状，可以例如通过对小齿轮的轮齿的滚动过程的数值计算而计算出与根据本专利技术 的小齿轮的齿的布置相配合的冠形齿轮的齿的几何形状。 根据上述两种方案通过共同的专利技术构思相互联系，使得以相对于冠形齿轮的径向 实现的小齿轮轮齿的几何形状变化而实现冠形齿轮的齿的径向内侧所需要的根切的降低， 且由此允许了径向向内延长冠形齿轮的齿的承载齿面。 压力角和齿廓变位的概念按照用于齿轮对的典型类型和方式限定，例如可引自 DIN 3960。其中压力角表示在节点处分度圆内的平面法线与分度圆上的切线之间的角度。 齿廓变位指基准齿廓的齿廓基线(齿廓中线)距分度圆的距离，该距离的绝对值是无量纲的齿廓变位系数与齿轮模数的乘积。齿廓变位的减小因此导致齿厚的减小，特别是齿顶厚 的减小。 小齿轮的齿的压力角的增加与齿廓变位的减小分别根据上述两种方案在相对于冠形齿轮的径向扩展的径向方向上从外向内实现。这对应于小齿轮的轴向方向。这由于缺少由小齿轮与冠形齿轮的相对位置预先确定的方向基准而不能用所述限定的参考坐标系。 通过根据本专利技术的由冠形齿轮和小齿轮组成的齿轮对的特别地有利的轮齿布置，与现有技术相比可以在更大的径向宽度上利用冠形齿轮的齿的齿面。这一方面通过小齿轮的齿的压力角在径向方向从外向内增加来实现，以此获得了否则将出现的冠形齿轮的齿的齿面根切的降低。以此可以使用冠形齿轮的齿的齿面的更大的部分来用于主动地传递力。另一方面，在压力角恒定的情况下，也通过在径向上从外向内减小的齿廓变位而以最有利的方式实现了主动地在更大的径向宽度上利用冠形齿轮的齿。有力地提高了冠形齿轮轮齿的接触线长度和总重合。 根据由冠形齿轮和小齿轮组成的根据本专利技术的齿轮对的一种有利的布置，规定在 小齿轮的轮齿的压力角径向向内增加的情况下小齿轮的齿进一步构造有变化的齿廓变位。 在此，齿廓变位可以在一方面有利地在径向上从外向内减小，如上文已对于恒定的压力角 所描述。然而另一方面在压力角向内侧增加时也可以规定向内侧增加的齿廓变位，使得可在一定的范围内补偿小齿轮的齿所出现的齿顶过尖(tJberspitzung )。利用此布置，与此类 的齿轮对相比也有利地可实现更长的接触线与更高的总重合。 对于每一种前述情况，根据其它优选的布置另外规定，小齿轮的齿沿径向从外向 内具有在齿顶圆直径后移的意义上、即齿高后移的意义上的齿顶縮短(Kopfktozimg)。因此可以以最有利的方式再次减少冠形齿轮的齿的根切以及在理想情况中完全避免根切。 根据本专利技术的此类的齿轮对的布置特别地用于这样的使用情况中，即其中冠形齿 轮的齿数超出根切极限条件，对于根切极限条件，在带有恒定齿廓变位、恒定压力角和恒定 齿高的齿具有通常几何形状的情况下，冠形齿轮的齿会受到有害的根切。根据本专利技术的齿 轮对将对根切极限条件产生积极的影响，即在每种情况中都得以将冠形齿轮的承载齿面沿 径向向内扩展。因此以有利的方式一方面避免了非承载齿面区域且另一方面活化了目前不 可使用的齿面区域；将扩大冠形齿轮和小齿轮的齿面的总重合。在根据本专利技术的齿轮对的 布置中应有利地注意通常的轮齿极限条件，特别是在其以上各轮齿将发生齿顶过尖的所谓 的尖锐极限(Spitzengrenze)，以及干涉极限。 因此，以优选的方式将压力角和/或齿廓变位的内侧极限值和外侧极限值选择为 使得在径向外侧满足冠形齿轮的齿的尖锐极限且在径向内侧满足小齿轮的齿的尖锐极限。 根据本专利技术的优选布置，在压力角从外向内增加的情况下，为压力角选择一个在 径向上较靠外侧的极限值，其处于冠形齿轮的齿的尖锐极限处或附近；并为压力角选择一 个在径向上较靠内侧的极限值，其处于小齿轮的齿的尖锐极限处或附近。因此，对于根据本 专利技术的齿轮对的有利的布置，根据输出不同的输出数据以绝对值的形式给出压力角在齿宽 上直至大约5度、优选也仅直至大约2度的变化。 根据本专利技术的齿轮对的另一优选布置为变化的齿廓变位的径向外侧和内侧极限 值规定了相同的极限条件(外侧处于冠形齿轮的齿的尖锐极限处或附近；内侧处于小齿 轮的齿的尖锐极限处或附近)。因此，对于根据本专利技术的齿轮对的相应的布置，根据不同的4输出数据以绝对值的形式给出无量纲的齿廓变位系数在齿宽上直至大约0. 4，优选地也仅 至大约0.2的变化值。 在向内增加的压力角和变化的齿廓变位的情况下，以上述的极限条件为压力角和 齿廓变位的各个内侧和外侧极限值给出一种对于适合于减小否则将出现的根切的、相互依 赖的数值对的特定选择。这也说明在压力角向内增加时，小齿轮的齿的向内减小的以及向 内增加的齿廓变位体现了本专利技术的可能和有利的布置。 在此类的带有轴偏距的齿轮对中，在小齿轮轴向方向上引起的齿的不对称形式导 致在小齿轮相对于冠形齿轮左侧运行和右侧运行时的不对称的承载能力。因此根据另一种 有利的布置，特别是考虑到根据本专利技术的齿轮对在差动补偿传动装置中的使用目的，规定 根据本专利技术的齿轮对不具有轴偏距。 为此根据本专利技术的齿轮对的另一种有利布置提供了辅助装置，该辅助装置实现了 对小齿轮在冠形齿轮上的轴向引导。在根据本专利技术的齿轮对的优选的实施例中，小齿轮为 此在位于相对于冠形齿轮的径向内侧和/或外侧的侧面上具有环形或盖形止挡，该止挡以 特别地有利的方式与小齿轮的轮齿一体地构成。在所得的由冠形齿轮和具有径向向内增加 的齿顶縮短的小齿轮组成的齿轮对的运行强度中，此实施例具有非常有利的相互作用的效 果。特别是在径向内侧实现的小齿轮的盖因此显著地提高了小齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由轴交角为９０度的冠形齿轮（１）和作为直齿圆柱齿轮的小齿轮（２）组成的齿轮对，其特征在于：为降低冠形齿轮（１）的齿（５）的根切，小齿轮（２）的齿（３）在恒定的压力角的情况下在相对于冠形齿轮（１）的径向方向上具有从外向内减小的齿廓变位。

【技术特征摘要】
DE 2004-12-23 102004062379.1一种由轴交角为90度的冠形齿轮(1)和作为直齿圆柱齿轮的小齿轮(2)组成的齿轮对，其特征在于为降低冠形齿轮(1)的齿(5)的根切，小齿轮(2)的齿(3)在恒定的压力角的情况下在相对于冠形齿轮(1)的径向方向上具有从外向内减小的齿廓变位。2. 根据权利要求1所述的齿轮对，其特征在于小齿轮(2)的齿(3)还具有在径向上从外向内增加的齿顶縮短(4)，使得完全避免了冠形齿轮(1)的齿(5)的根切。3. 根据权利要求l所述的齿轮对，其特征在于小齿轮(2)的齿(3)的变化的齿廓变位在径向外侧的极限值位于冠形齿轮(1)的齿(5)的尖锐极限处或附近，且齿廓变位在径向内侧的极限值位于小齿轮(2)的齿(3)的尖锐极限处或附近。4. 根据权利要求l所述的齿轮对，其特征在于小齿轮(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得格特曼，海因里希斯特廷格，弗兰克泽林，
申请(专利权)人：赛森克鲁普精锻有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]