直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械零件的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，具體地講，本發(fā)明涉及一種齒輪的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)，特別是一種針對(duì)直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力過(guò)大而提出的減緩結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]相互嚙合的直齒錐齒輪依靠齒部傳遞扭矩，所以齒部強(qiáng)度指標(biāo)很重要，它決定直齒錐齒輪承載能力及使用壽命?，F(xiàn)有技術(shù)制造的直齒錐齒輪齒部均為實(shí)心結(jié)構(gòu)，具有足夠的強(qiáng)度，能夠滿足常規(guī)機(jī)械傳動(dòng)的要求?？墒牵恍┡涮鬃冚d荷或低速重載傳送機(jī)構(gòu)的直齒錐齒輪因齒部柔性不足，在傳遞扭矩時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力得不到及時(shí)釋放，造成嚙合沖擊相對(duì)較大，其表現(xiàn)形式是產(chǎn)生較大的振動(dòng)和噪音。汽車差速器屬于典型的變載荷傳動(dòng)裝置，而且內(nèi)置的直齒錐齒輪均為實(shí)心齒，傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音主要來(lái)源于嚙合的直齒錐齒輪，用常規(guī)手段難以做到有效減振降噪。轎車是一種講究乘坐舒適度的交通工具，對(duì)配套的差速器有更高精度要求，不允許配套的差速器振動(dòng)和噪音超標(biāo)。當(dāng)今，齒輪制造商只有通過(guò)設(shè)備改造、工藝改進(jìn)和嚴(yán)控制造質(zhì)量等手段，才可能生產(chǎn)出符合轎車差速器配套的直齒錐齒輪。盡管齒輪制造商采取上述措施有效、可行，能夠達(dá)到預(yù)期目的，但是高精度的直齒錐齒輪制造難度顯然加大，由此增加制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)制造的直齒錐齒輪齒部剛性有余，柔性不足問(wèn)題，提出一種直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易，最重要的是改善了齒根彎曲應(yīng)力分布，從而實(shí)現(xiàn)齒部嚙合減振降噪的目的。
[0004]本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)技術(shù)目標(biāo)。
[0005]直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)，它由直齒錐齒輪的齒部和盲孔組成。其改進(jìn)之處在于:所述直齒錐齒輪每個(gè)齒部的大端面和小端面分別各設(shè)一只盲孔，兩只同軸內(nèi)凹的盲孔中心線位于齒部之齒形對(duì)稱平面上，且同軸內(nèi)凹的盲孔中心線與中軸線夾角等于該直齒錐齒輪的分錐角δ。
[0006]作為進(jìn)一步改進(jìn)方案，所述盲孔直徑D與齒部大端面的齒厚S有關(guān)，取值范圍D=0.2S?0.3§，盲孔深度L與齒寬有關(guān)，取值范圍L=0.2Β?0.3Β，設(shè)在齒部大端面的盲孔中心線與背錐的交點(diǎn)至中軸線垂直距離H與分度圓直徑P有關(guān)，取值范圍H=0.45Ρ?
0.55Ρ0
[0007]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下積極效果:
1、在直齒錐齒輪的齒部大端面和小端面上分別設(shè)置盲孔，內(nèi)置的盲孔構(gòu)成齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作容易；
2、新設(shè)的盲孔雖然損失齒部一點(diǎn)剛性，但大大提高齒部柔性，便于齒部嚙合時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力充分釋放，使得齒部嚙合沖擊小，從而達(dá)到減弱齒部嚙合振動(dòng)和噪音的目的。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1展示所有齒部設(shè)有彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)的直齒錐齒輪結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2是圖1A-A尚]面不意圖。
[0010]圖3展示直齒錐齒輪大端參數(shù)當(dāng)量圓柱齒輪的齒形示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面根據(jù)附圖并結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0012]實(shí)施例1
圖1所示的直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)應(yīng)用在轎車差速器中，它以轎車差速器配置的半軸齒輪和行星齒輪為載體。半軸齒輪的有關(guān)參數(shù):齒寬B=28mm，齒部大端面的齒厚§=4.71mm，分度圓直徑P=177mm，分錐角δ =72.15°’壓力角α =24°;行星齒輪有關(guān)參數(shù):齒寬B=28mm，齒厚§=4.71臟，分度圓直徑？=57111111，分錐角δ =17.85°’壓力角α =24°。所述直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)，它由直齒錐齒輪的齒部I和盲孔2組成，半軸齒輪實(shí)為直齒錐齒輪，每個(gè)齒部I的大端面和小端面分別各設(shè)一只孔徑D=0.3§=1.4mm的內(nèi)凹盲孔2，孔深L=0.25B=7mm，半軸齒輪齒部I大端面的盲孔2中心線與背錐的交點(diǎn)至中軸線垂直距離H=0.45P=25.65mm。設(shè)在大端面上的盲孔2與小端面上的盲孔2同軸，該軸線位于齒部I之齒形對(duì)稱平面上，且同軸內(nèi)凹的盲孔2中心線與中軸線夾角等于該半軸齒輪的分錐角δ。本發(fā)明通過(guò)在半軸齒輪齒部I設(shè)置盲孔2，以此盲孔結(jié)構(gòu)改變齒部I的剛性，并且顯著提高齒部I的柔性，便于齒部I嚙合時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力充分釋放，使得齒部I嚙合沖擊力小，從而達(dá)到減弱齒部I嚙合振動(dòng)和噪音的目的。
[0013]轎車差速器中的行星齒輪是與半軸齒輪配對(duì)嚙合的直齒錐齒輪，盡管行星齒輪體積比半軸齒輪體積小一些，但齒部I主要結(jié)構(gòu)參數(shù)相同，故設(shè)在行星齒輪上的齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)與半軸齒輪相同，僅行星齒輪齒部I大端面的盲孔2中心線與背錐的交點(diǎn)至中軸線垂直距離改成H=0.49P=28mm，其余參數(shù)與其配對(duì)的半軸齒輪相同，實(shí)際應(yīng)用效果也相似。
[0014]實(shí)施例2
本實(shí)施例應(yīng)用于工程車輛差速器中，同樣以內(nèi)置的半軸齒輪和行星齒輪為載體。因工程車輛載荷大，傳遞的扭矩大，工況條件也相對(duì)較差，故特別注重考核配套的直齒錐齒輪齒部I強(qiáng)度，對(duì)嚙合振動(dòng)和噪音的考核次于轎車差速器。為此，本實(shí)施例在半軸齒輪和行星齒輪中設(shè)置的盲孔2孔徑取許可值的小值，盡量避免發(fā)生因增加了齒部I的柔性而過(guò)多地?fù)p失齒部I強(qiáng)度的問(wèn)題。本實(shí)施例盲孔2孔徑D=0.2§，孔深L=0.2B，大端面的盲孔2中心線與背錐的交點(diǎn)至中軸線垂直距離H=0.55P。本實(shí)施例與實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)相同，僅參數(shù)取值略有不同，其應(yīng)用效果基本相似。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)，它由直齒錐齒輪的齒部(I)和盲孔(2)組成；其特征在于:所述直齒錐齒輪每個(gè)齒部(I)的大端面和小端面分別各設(shè)一只盲孔(2)，兩只同軸內(nèi)凹的盲孔(2)中心線位于齒部(I)之齒形對(duì)稱平面上，且同軸內(nèi)凹的盲孔中心線與中軸線夾角等于該直齒錐齒輪的分錐角S。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述盲孔(2)直徑D與齒部(I)大端面的齒厚§有關(guān)，取值范圍D=0.2 §?0.3§，盲孔(2)深度L與齒寬B有關(guān)，取值范圍L=0.2B?0.3B，設(shè)在齒部(I)大端面的盲孔(2)中心線與背錐的交點(diǎn)至中軸線垂直距離H與分度圓直徑P有關(guān)，取值范圍H=0.45P?0.55P。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種直齒錐齒輪齒根彎曲應(yīng)力減緩結(jié)構(gòu)，它由直齒錐齒輪的齒部和盲孔組成。所述直齒錐齒輪每個(gè)齒部的大端面和小端面分別各設(shè)一只盲孔，兩只同軸內(nèi)凹的盲孔中心線位于齒部齒形對(duì)稱平面上，且同軸內(nèi)凹的盲孔中心線與中軸線夾角等于該直齒錐齒輪的分錐角δ。本發(fā)明通過(guò)在直齒錐齒輪齒部設(shè)置盲孔來(lái)改善齒輪應(yīng)力分布，由此可顯著提高齒部柔性，便于齒部嚙合時(shí)產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力充分釋放，使得齒部嚙合沖擊力小，從而達(dá)到減弱齒部嚙合振動(dòng)和噪音的目的。本發(fā)明特別適合變載荷和低速重載傳動(dòng)裝置中的直齒錐齒輪應(yīng)用。
【IPC分類】F16H55/17, F16H55/16
【公開(kāi)號(hào)】CN105114598
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510619691
【發(fā)明人】焦繼松, 王小乾, 張勇
【申請(qǐng)人】江蘇太平洋齒輪傳動(dòng)有限公司, 江蘇太平洋精鍛科技股份有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月2日
【申請(qǐng)日】2015年9月25日