直齒錐齒輪齒根彎曲應力減緩結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種機械零件的結構改進設計，具體地講，本發明涉及一種齒輪的結構改進設計，特別是一種針對直齒錐齒輪齒根彎曲應力過大而提出的減緩結構。
【背景技術】
[0002]相互嚙合的直齒錐齒輪依靠齒部傳遞扭矩，所以齒部強度指標很重要，它決定直齒錐齒輪承載能力及使用壽命。現有技術制造的直齒錐齒輪齒部均為實心結構，具有足夠的強度，能夠滿足常規機械傳動的要求。可是，一些配套變載荷或低速重載傳送機構的直齒錐齒輪因齒部柔性不足，在傳遞扭矩時產生的彎曲應力得不到及時釋放，造成嚙合沖擊相對較大，其表現形式是產生較大的振動和噪音。汽車差速器屬于典型的變載荷傳動裝置，而且內置的直齒錐齒輪均為實心齒，傳動時產生的振動和噪音主要來源于嚙合的直齒錐齒輪，用常規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，對配套的差速器有更高精度要求，不允許配套的差速器振動和噪音超標。當今，齒輪制造商只有通過設備改造、工藝改進和嚴控制造質量等手段，才可能生產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，能夠達到預期目的，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。
【發明內容】
[0003]本發明主要針對現有技術制造的直齒錐齒輪齒部剛性有余，柔性不足問題，提出一種直齒錐齒輪齒根彎曲應力減緩結構。該結構簡單、制造容易，最重要的是改善了齒根彎曲應力分布，從而實現齒部嚙合減振降噪的目的。
[0004]本發明通過下述技術方案實現技術目標。
[0005]直齒錐齒輪齒根彎曲應力減緩結構，它由直齒錐齒輪的齒部和盲孔組成。其改進之處在于:所述直齒錐齒輪每個齒部的大端面和小端面分別各設一只盲孔，兩只同軸內凹的盲孔中心線位于齒部之齒形對稱平面上，且同軸內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]作為進一步改進方案，所述盲孔直徑D與齒部大端面的齒厚S有關，取值范圍D=0.2S?0.3§，盲孔深度L與齒寬有關，取值范圍L=0.2Β?0.3Β，設在齒部大端面的盲孔中心線與背錐的交點至中軸線垂直距離H與分度圓直徑P有關，取值范圍H=0.45Ρ?
0.55Ρ0
[0007]本發明與現有技術相比，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置盲孔，內置的盲孔構成齒根彎曲應力減緩結構，該結構簡單，制作容易；
2、新設的盲孔雖然損失齒部一點剛性，但大大提高齒部柔性，便于齒部嚙合時產生的彎曲應力充分釋放，使得齒部嚙合沖擊小，從而達到減弱齒部嚙合振動和噪音的目的。
【附圖說明】
[0008]圖1展示所有齒部設有彎曲應力減緩結構的直齒錐齒輪結構示意圖。
[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當量圓柱齒輪的齒形示意圖。
【具體實施方式】
[0011]下面根據附圖并結合實施例，對本發明作進一步說明。
[0012]實施例1
圖1所示的直齒錐齒輪齒根彎曲應力減緩結構應用在轎車差速器中，它以轎車差速器配置的半軸齒輪和行星齒輪為載體。半軸齒輪的有關參數: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°;行星齒輪有關參數: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力減緩結構，它由直齒錐齒輪的齒部I和盲孔2組成，半軸齒輪實為直齒錐齒輪，每個齒部I的大端面和小端面分別各設一只孔徑D=0.3§=1.4mm的內凹盲孔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至中軸線垂直距離H=0.45P=25.65mm。設在大端面上的盲孔2與小端面上的盲孔2同軸，該軸線位于齒部I之齒形對稱平面上，且同軸內凹的盲孔2中心線與中軸線夾角等于該半軸齒輪的分錐角δ。本發明通過在半軸齒輪齒部I設置盲孔2，以此盲孔結構改變齒部I的剛性，并且顯著提高齒部I的柔性，便于齒部I嚙合時產生的彎曲應力充分釋放，使得齒部I嚙合沖擊力小，從而達到減弱齒部I嚙合振動和噪音的目的。
[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主要結構參數相同，故設在行星齒輪上的齒根彎曲應力減緩結構與半軸齒輪相同，僅行星齒輪齒部I大端面的盲孔2中心線與背錐的交點至中軸線垂直距離改成H=0.49P=28mm，其余參數與其配對的半軸齒輪相同，實際應用效果也相似。
[0014]實施例2
本實施例應用于工程車輛差速器中，同樣以內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，工況條件也相對較差，故特別注重考核配套的直齒錐齒輪齒部I強度，對嚙合振動和噪音的考核次于轎車差速器。為此，本實施例在半軸齒輪和行星齒輪中設置的盲孔2孔徑取許可值的小值，盡量避免發生因增加了齒部I的柔性而過多地損失齒部I強度的問題。本實施例盲孔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至中軸線垂直距離H=0.55P。本實施例與實施例1的結構相同，僅參數取值略有不同，其應用效果基本相似。
【主權項】
1.一種直齒錐齒輪齒根彎曲應力減緩結構，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齒部(I)的大端面和小端面分別各設一只盲孔(2)，兩只同軸內凹的盲孔(2)中心線位于齒部(I)之齒形對稱平面上，且同軸內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.根據權利要求1所述的直齒錐齒輪齒根彎曲應力減緩結構，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，取值范圍D=0.2 §?0.3§，盲孔(2)深度L與齒寬B有關，取值范圍L=0.2B?0.3B，設在齒部(I)大端面的盲孔(2)中心線與背錐的交點至中軸線垂直距離H與分度圓直徑P有關，取值范圍H=0.45P?0.55P。
【專利摘要】本發明公開了一種直齒錐齒輪齒根彎曲應力減緩結構，它由直齒錐齒輪的齒部和盲孔組成。所述直齒錐齒輪每個齒部的大端面和小端面分別各設一只盲孔，兩只同軸內凹的盲孔中心線位于齒部齒形對稱平面上，且同軸內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。本發明通過在直齒錐齒輪齒部設置盲孔來改善齒輪應力分布，由此可顯著提高齒部柔性，便于齒部嚙合時產生的彎曲應力充分釋放，使得齒部嚙合沖擊力小，從而達到減弱齒部嚙合振動和噪音的目的。本發明特別適合變載荷和低速重載傳動裝置中的直齒錐齒輪應用。
【IPC分類】F16H55/17, F16H55/16
【公開號】CN105114598
【申請號】CN201510619691
【發明人】焦繼松, 王小乾, 張勇
【申請人】江蘇太平洋齒輪傳動有限公司, 江蘇太平洋精鍛科技股份有限公司
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月25日