人字形面齒輪及具有其的人字形面齒輪副的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于齒輪傳動技術領域，特別涉及一種人字形面齒輪，以及具有該人字形 面齒輪的人字形面齒輪副。
【背景技術】
[0002] 面齒輪，顧名思義，即其輪齒分布于齒輪端面的一種齒輪。面齒輪與傳統錐齒輪的 本質區別主要在于，面齒輪與標準的圓柱齒輪相嚙合，而錐齒輪只能與特殊的錐齒輪相嚙 合。面齒輪由于其齒面形狀復雜，設計難度大，且暫無完善的加工方法。
[0003] 相關技術中，面齒輪主要可以分為直齒面齒輪和斜齒面齒輪兩種類型，斜齒面齒 輪在承載能力、振動噪聲水平等方面要優于直齒面齒輪，但其加工也相對直齒面齒輪較困 難并且斜齒面齒輪副中的圓柱齒輪將承受額外的軸向載荷。
[0004] 為了提高面齒輪傳遞負載的能力、顯著降低面齒輪副中圓柱齒輪所承受的軸向載 荷、提高面齒輪的重合度、降低面齒輪副的振動與噪聲，相關技術中的面齒輪存在改進需 求。
【發明內容】
[0005] 本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的 一個目的在于提出一種人字形面齒輪，該人字形面齒輪可提高面齒輪傳遞負載的能力、顯 著降低面齒輪副中的人字形圓柱齒輪所承受的軸向載荷、提高面齒輪的重合度、降低面齒 輪副的振動與噪聲。
[0006] 本發明的另一個目的在于提出一種具有上述人字形面齒輪的人字形面齒輪副。
[0007] 根據本發明第一方面實施例的人字形面齒輪適于與人字形圓柱齒輪嚙合，且包 括：本體；多個輪齒，所述多個輪齒均設在所述本體的端面上且呈環形排列，每個所述輪齒 包括內側輪齒和外側輪齒，所述內側輪齒和所述外側輪齒分別朝向遠離彼此的方向延伸。
[0008] 根據本發明實施例的人字形面齒輪與人字形圓柱齒輪嚙合，構成人字形面齒輪副 以傳遞運動和動力，由于"人"字形的輪齒的內側輪齒與外側輪齒所承受的軸向力方向相 反，相互抵消，因此能夠顯著降低面齒輪副中的人字形圓柱齒輪所承受的軸向載荷，降低人 字形圓柱齒輪的軸承支撐復雜程度，且人字形面齒輪重合度高，人字形面齒輪副嚙合平穩， 能夠降低振動與噪聲。
[0009] 根據本發明的一些實施例，所述內側輪齒的螺旋角與所述外側輪齒的螺旋角大小 相等且螺旋方向相反。
[0010] 根據本發明的一些實施例，所述內側輪齒的虛擬產形齒輪與所述外側輪齒的虛擬 產形齒輪具有相同的法向模數、齒數和法向壓力角，所述內側輪齒的虛擬產形齒輪為圓柱 齒輪以用于形成所述內側輪齒，所述外側輪齒的虛擬產形齒輪為圓柱齒輪以用于形成所述 外側輪齒。
[0011] 根據本發明的一些實施例，所述端面上設有形成為環形凹槽的退刀槽，所述退刀 槽位于每個所述輪齒的所述內側輪齒與所述外側輪齒之間。
[0012] 根據本發明的一些實施例，所述端面為平面。
[0013] 根據本發明的一些實施例，多個所述內側輪齒與多個所述外側輪齒一體形成在所 述本體的端面上。
[0014] 根據本發明的一些實施例，所述本體包括環狀的輪齒部、環狀的腹板部和環狀的 輪轂，所述腹板部的外周沿與所述輪齒部的內周沿相連，所述腹板部的內周沿與所述輪轂 的外周沿相連，所述多個輪齒形成在所述輪齒部上，所述腹板部為實心結構或者所述腹板 部上設有沿所述腹板部的厚度方向貫穿所述腹板部的孔。
[0015] 根據本發明第二方面實施例的人字形面齒輪副包括第一方面所述的人字形面齒 輪以及與該人字形面齒輪嚙合的人字形圓柱齒輪。
[0016] 根據本發明實施例的人字形面齒輪副，提高傳遞負載能力的同時，人字形圓柱齒 輪所承受的軸向載荷低，有效降低人字形圓柱齒輪的軸承支撐復雜程度，且人字形面齒輪 重合度高，嚙合平穩，振動小且噪聲低。
【附圖說明】
[0017] 圖1是根據本發明實施例的人字形面齒輪的立體結構示意圖；
[0018] 圖2是根據本發明實施例的人字形面齒輪的結構示意圖；
[0019] 圖3是圖2沿A-A向的剖視圖；
[0020] 圖4是根據本發明實施例的人字形面齒輪的結構示意圖。
[0021] 附圖標記：
[0022] 20 :人字形面齒輪；201 :本體；202 :輪齒；21 :內側輪齒；22 :外側輪齒；23 :退刀 槽；24 :腹板部；25 :輪轂；26 :輪齒部；10:人字形圓柱齒輪。
【具體實施方式】
[0023] 下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考 附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0024] 下面結合附圖與【具體實施方式】，對本發明作進一步詳細說明：
[0025] 如圖1-圖4所示，根據本發明實施例的人字形面齒輪20適于與人字形圓柱齒輪 10嚙合。如圖1-圖4所示，根據本發明實施例的人字形面齒輪20包括本體201和多個輪 齒202。多個輪齒202均設在本體201的端面上，且多個輪齒202呈環形排列，即多個輪齒 202排列后均位于一個圓環上且沿圓環的周向間隔設置，每個輪齒202均包括內側輪齒21 和外側輪齒22,內側輪齒21和外側輪齒22分別朝向遠離彼此的方向延伸，即內側輪齒21 和外側輪齒22構成了"人"字形的輪齒202。
[0026] 有利地，內側輪齒21的螺旋角與外側輪齒22的螺旋角大小相等且螺旋方向相反。
[0027] 優選地，內側輪齒21的虛擬產形齒輪與外側輪齒22的虛擬產形齒輪具有相同的 法向模數、齒數和法向壓力角，內側輪齒21的虛擬產形齒輪為圓柱齒輪以用于形成內側輪 齒21，外側輪齒22的虛擬產形齒輪為圓柱齒輪以用于形成外側輪齒22。
[0028] 可以理解的是，加工內側輪齒21的刀具可以與內側輪齒21的虛擬產形齒輪的結 構相同，加工外側輪齒22的刀具可以與外側輪齒22的虛擬產形齒輪的結構相同，當然當外 側輪齒22以及內側輪齒21均采用加工中心加工時，加工中心的刀具所走過的軌跡也可構 成虛擬產形齒輪的輪廓。
[0029] 為了加工方便，如圖1所示，本體201的端面上設有形成為環形凹槽的退刀槽23， 退刀槽23位于每個輪齒202的內側輪齒21與外側輪齒22之間，即在徑向上，退刀槽23設 計在內側輪齒21與外側輪齒22之間。
[0030] 可選地，如圖2所示，端面可以為平面，也就是說，人字形面齒輪20的旋轉軸線與 人字形圓柱齒輪10的旋轉軸線的夾角可以為90°。
[0031] 當然，在本發明的另一些實施例中，端面也可以為錐面。
[0032] 有利地，多個內側輪齒21和多個外側輪齒22 -體形成在本體201的端面上，也就 是說人字形面齒輪20為整體式，并非是將內側輪齒21和外側輪齒22先加工后再連接在一 起的，由此無需后期連接，人字形面齒輪20的結構強度好，節省裝配步驟，生產效率高。
[0033] 在本發明的一個具體的實施例中，本體201包括環狀的輪齒部26、環狀的腹板部 24和環狀的輪轂25,輪轂25適于與軸相連，例如輪轂25與軸可以通過花鍵結構相連，腹板 部24的外周沿與輪齒部26的內周沿相連，腹板部24的內周沿與輪轂25的外周沿相連，多 個輪齒202形成在輪齒部26上。
[0034] 如圖4所示，腹板部24為實心結構，這樣的人字形面齒輪20結構強度高。
[0035] 在一些具體的示例中，腹板部24上可以設有沿腹板部24的厚度方向貫穿腹板部 24的孔，由此可以減輕人字形