齿轮联轴节及其制造方法技术

本发明专利技术提供允许较大的相对位移且能实现较大动力传递和较小振动噪音的低造价的齿轮联轴节及其制造方法。在由两个外齿轮(4a、4b)和与两个外齿轮(4a、4b)啮合的内齿轮(5a、5b)构成的齿轮联轴节中，使外齿轮(4a、4b)及内齿轮(5a、5b)的基准断面齿形呈齿数比外齿轮(4a、4b)及内齿轮(5a、5b)的齿数多的渐开线齿轮齿形，针对外齿轮(4a、4b)，通过成形加工法实施相对于齿宽中央为对称的凸形加工。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及允许两个转动轴沿轴向和径向相对位移以进行转动轴彼此间的顺利动力传递的。
技术介绍
齿轮联轴节可以通过设置在分别与两个转动轴相连接的毂上的外齿轮和设置在套筒上的内齿轮的相互啮合而允许转动轴沿轴向和径向相对位移，以便正确传递动力。此时，外齿轮和内齿轮利用分别由相对位移产生的倾斜角进行啮合，若相对位移变化，则倾斜角也会变化。这样，由于外齿轮和内齿轮在各种倾斜角下啮合，因此必须赋予两个齿轮或任一个齿轮的齿面以圆弧状鼓胀。赋予该齿面以鼓胀称为凸面加工，一般，如附图说明图19所示是对外齿轮实施这种凸面加工。凸面加工如在非专利文献1中记载的那样，为左右齿轮联轴节性能的最重要的设计因素，其必须考虑允许的倾斜角或传递动力来确定。以往，以将所用的齿轮制成渐开线齿轮为前提，提出了几种凸面加工方法。例如，在专利文献1中记载了 将与两根转动轴连接的外齿轮的节圆附近的齿面作为在齿宽中央在齿高方向上以最大允许倾斜角在齿宽端附近接触的齿面，并且沿指数函数曲线在外齿轮上实施凸面加工。另外，在专利文献2中，在齿宽中央附近形成齿宽中央的圆弧Rl和与齿宽中央的圆弧Rl相接的圆弧R2的拐点，以形成减小圆弧Rl相对于齿宽所占的比例的外齿轮，其中所述齿宽中央的圆弧Rl构成由多个圆弧形成的外齿轮的节圆上的齿向曲线。但是，对于齿轮联轴节中的齿面凸面加工而言，其附加量极大，其加工几乎是通过滚齿机等实现的范成加工进行的。因此，如也在非专利文献2中记载的那样，被加工的凸面齿面相对于齿轮齿宽中央是非对称的，从而具有会导致在齿轮联轴节中产生振动噪音的问题。专利文献专利文献1 特开平10-231849号公报专利文献2 特开2001-132765号公报非专利文献非专利文献1 中岛克洋，“歯車形軸継手O歯面接触状態i負荷分布”，日本机械学会论文集(C编)，社团法人日本机械学会，昭和63年6月，第M卷，第502号，第 1302-1307 页。非专利文献2 箱崎义英、岛地重幸，“ ￥ \力y -J >夕‘· If 二才> Θ才、y切<0偏差”，日本机械学会论文集(C编)，社团法人日本机械学会，2003年5月，第69卷，第681号， 第 1381-1387 页
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供允许较大相对位移并且能实现较大动力传递和较小振动噪音的低造价的。为完成上述目的，本专利技术的齿轮联轴节由两个外齿轮、与两个外齿轮啮合的内齿轮构成，其特点是，该外齿轮和该内齿轮的基准断面齿形为齿数比该外齿轮和该内齿轮的齿数多的渐开线齿轮齿形。作为常识，在以往的齿轮联轴节中使用的外齿轮和内齿轮的基准断面齿形呈齿数与外齿轮和内齿轮的齿数相同的渐开线齿形，在普通齿轮场合中，采用不同齿数的渐开线齿形理论上是不可行的。但在本专利技术的齿轮联轴节中，采用了齿数比外齿轮及内齿轮的齿数多的渐开线齿轮齿形。因此，在本专利技术的齿轮联轴节中，对所有的倾斜角均可实现只能通过以往设定的相对位移(倾斜角)而变得良好的齿接触。另外，将齿数比外齿轮及内齿轮的齿数多的渐开线齿轮齿形称为获得误差以上的形状差异的齿数的渐开线齿轮齿形。在这里，在使外齿轮及内齿轮的齿数无限大的情况下，外齿轮及内齿轮的基准断面齿形制成梯形。虽然在以往齿轮联轴节中使用的齿轮齿形呈渐开线齿形为常识，但在本专利技术的齿轮联轴节中，采用了在普通齿轮中肯定无法啮合的梯形齿形。过去，齿轮联轴节的外齿轮通过由滚齿机实现的范成加工来实施凸面加工。但是， 这种外齿轮的齿面相对于齿宽中央是非对称的，从而成为引发振动的原因。因此，在本专利技术中，通过成形加工法形成外齿轮及内齿轮的齿面，其中所述外齿轮及所述内齿轮使基准断面齿形呈齿数比外齿轮以及内齿轮的齿数多的渐开线齿轮齿形。另外，在本专利技术的齿轮联轴节中，由于通过成形加工法在外齿轮上形成凸面齿面， 因此与以往由滚齿机实现的范成加工不同，刀具对齿轮材料的切入相对于齿宽中央是对称的，从而形成相对于齿宽中央是对称的凸面齿面。专利技术效果(1)由于外齿轮及内齿轮的基准断面齿形为齿数比外齿轮及内齿轮的齿数多的渐开线齿轮齿形，因此，无论相对位移大小如何，均可实现理想的齿接触，从而允许较大的相对位移并且够实现较大动力传递及较小振动噪音。(2)特别是，通过使外齿轮及内齿轮的基准断面齿形呈齿数无限大时的齿形即梯形，从而在齿轮加工中使用的工具形状也制成梯形。因此，工具制造容易，相应地能够提高加工精度和加工效率。特别是，在以增加齿轮联轴节的传递动力为目的、对外齿轮及内齿轮实施淬火处理的情况下，必须通过磨削对齿轮进行精加工，而在本专利技术的齿轮联轴节中，由于使基准断面齿形呈梯形，因此磨石的形状也形成梯形。因而易于实现磨石的整形，从而提高齿轮的加工精度和加工效率，相应地能够提高齿轮联轴节的性能并降低成本。(3)使基准断面齿形形成齿数比外齿轮和内齿轮的齿数多的渐开线齿轮，通过成形加工法加工出的外齿轮的凸面齿面与使基准断面齿形呈渐开线齿形的情况相比，具有减小在齿宽端断面的齿形压力角的变化并沿齿高方向增大齿接触的效果。因此，难以产生异常磨损和烧结，能提高承载强度和抗擦伤强度(耐烧结性能)，增大传递动力。另外，由于通过成形加工法加工出的凸面齿面没有实施范成式运动，因此，在齿轮的齿根处不会发生根切，从而能够增大齿的抗弯强度，相应地增大传递动力。(4)在本专利技术的齿轮联轴节中，由于在外齿轮上形成相对于齿宽中央是对称的凸面齿面，因此，能够在齿轮联轴节的外周上的对角位置的两处产生均等的接触，从而能够相应地降低振动噪音。 附图简介图1为本专利技术实施形式的齿轮联轴节的剖面图。图2为示出图1的齿轮联轴节的转动轴的位移状态的剖面图。图3示出图1的齿轮联轴节的外齿轮及内齿轮的基准断面齿形。图4示出基准断面齿形为梯形的齿轮联轴节的外齿轮及内齿轮的基准断面齿形。图5为示出本实施形式中的具有对称凸面齿面的外齿轮及内齿轮的啮合状态的说明图。图6为说明图，示出了以往具有非对称凸面齿面的外齿轮及内齿轮的啮合状态。图7(a)为示出毂与套筒的倾斜角δ和转动角θ的透视图。图7(b)为示出最小间隙位置的说明图。图8示出在以往具有非对称凸面齿面(模数3. 5，Ntl = 40)的外齿轮及内齿轮中由转动角度形成的最小间隙的变化。图9示出在具有根据实施例的对称凸面齿面(模数3. 5，N0 = 40)的外齿轮以及内齿轮中由转动角度形成的最小间隙的变化。图10示出根据实施例的模数3. 5,N0 = 40,N = 200、倾斜角δ = Γ (最接近位置)的齿面间间隙。图11示出根据实施例的模数3. 5、NQ = 40、N = 200、倾斜角δ = 5° (最接近位置)的齿面间间隙。图12示出根据实施例的模数3. 5、NQ = 40、N = 200、倾斜角δ = 8° (最接近位置)的齿面间间隙。图13示出根据在模数3. 5、N0 = 40的情况下使基准断面齿形呈齿数N = 130的渐开线形状的实施例的倾斜角δ =8° (最接近位置)的齿面间间隙。图14示出根据在模数3. 5、N0 = 40的情况下使基准断面齿形呈齿数N = 500的渐开线形状的实施例的倾斜角δ =8° (最接近位置)的齿面间间隙。图15示出根据在模数1. 5、N0 = 40的情况下使基准断面齿形呈齿数N = 700的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉野英弘，大岛史洋，平田进，
申请(专利权)人：株式会社九州哈赛库，
类型：发明
国别省市：