CN101085482A - 用于制造具有锥形齿轮齿的齿轮构件的拉削装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造内齿轮构件的拉削机器。该拉削机器包括具有中心轴的一拉刀。该拉刀包括仅用于切削多个齿轮齿的第一侧面部分的第一套拉削齿；和仅用于切削多个齿轮齿的第二侧面部分的第二套拉削齿。加工该多个齿轮齿以使得每个齿轮齿的第一和第二侧面部分在第一端部和第二端部之间形成锥形。该拉削机器也包括以一可选速率和一可选方向绕中心轴旋转所述拉刀的电机。还提供了一种用于制造内齿轮构件的相应方法。

Description

用于制造具有锥形齿轮齿的齿轮构件的拉削装置和方法
技术领域
[0001]本发明是关于用于制造具有锥形齿轮齿的齿轮构件的一拉削装置和方法。
背景技术
[0002]当行星齿轮组在负载下时，即使是在通常经历的齿动噪声情况中的轻负载下时，行星齿轮支座可能偏斜，并且不是完全刚性的行星小齿轮轴承可能发生轻微的偏移。结果，在负载下该行星齿轮组的齿轮不能保持完全平行。换句话说，在实际运行情况下，完全符合啮合原理的齿轮可能彼此间在一点接触，该点并不是齿根面中央的中心。
[0003]为了改善材料特性，例如强度或刚度，对齿轮构件进行热处理是熟知的方法。在某种情况下，热处理过程可以变化或改变齿根面的几何形状，其可以引起啮合的齿轮构件的齿间错位。这个错位，或来自于行星齿轮支座偏转或来自于热处理过程，可能改变齿轮的齿上的负荷分配，从而增加齿轮噪音并且降低了使用寿命。
发明内容
[0004]本发明提供了一制造内齿轮构件的拉削机器。该拉削机器包括具有一中心轴的一拉刀。该拉刀包括仅用于切削多个齿轮齿的第一侧面部分的第一套拉削齿；和仅用于切削多个齿轮齿的第二侧面部分的第二套拉削齿。加工多个齿轮齿以使得每个齿轮齿的第一和第二侧面部分在第一端部和第二端部之间形成锥形。该拉削机器也包括使拉刀以一可选速率和一可选方向绕中心轴旋转的电机。
[0005]该拉刀可能也包括能切削多个齿轮齿的第一侧面和第二侧面的第三套拉削齿。
[0006]本发明也提供了用于加工具有多个齿轮齿的内齿轮的方法。该方法包括提供具有第一套拉削齿和第二套拉削齿的一拉刀，并且提供具有一内孔的齿轮毛坯。该拉刀通过齿轮毛坯的内孔加工齿轮齿。当拉刀通过齿轮毛坯的内孔时，拉刀以第一预定速率旋转，以便第一套拉削齿仅切削各齿的第一侧面部分。当拉刀通过齿轮毛坯的内孔时，拉刀以第二预定速率旋转，以便第二套拉削齿仅切削各齿的第二侧面部分。
[0007]从用于实现本发明的最优方式的下列详细说明并结合附图，显然容易得到本发明的上述特色和优点及其他特色和优点。
附图说明
[0008]图1是根据本发明的拉削机器的示意图；
[0009]图2是根据本发明的方法制造的内齿轮构件的透视图；
[0010]图3a是在拉削成型的第一阶段，与图1中所示的拉削齿啮合的图2中齿轮构件的局部剖视图；
[0011]图3b是在拉削成型的第二阶段，与图1中所示的拉削齿啮合的图2中齿轮构件的局部剖视图；及
[0012]图3c是在拉削成型的第三阶段，与图1中所示的拉削齿啮合的图2中齿轮构件的局部剖视图。
具体实施方式
[0013]参照附图，其中相同的附图标记表示相同的元件，图1图示了根据本发明所述的拉削机器6。如以下详述中所说明的一样，拉削机器6包括可选择性地绕轴18旋转拉刀10的电机8。拉刀10包括胫12、多个拉削齿14和端部16。该多个拉削齿14在图1中未明确图示出，而是示意性地用一系列环形肋条或凸缘表示。该领域的技术人员应该懂得包括一凹口(未示出)序列的每个环形肋条形成一单独拉削齿14。多个拉削齿14包括第一部分齿20、第二部分齿22和第三部分齿24。
[0014]参照图2，图示了按照本发明的方法制造的齿轮构件26。齿轮构件26最好由具有一中心定位孔28的环形齿轮毛胚加工而成。如以下详述，拉刀10通过孔28拉削以加工多个内齿轮齿30。每个齿轮齿30具有第一端部32、第二端部34、第一侧面36和第二侧面38。该齿轮齿30是锥形的，其意味着第一和第二侧面36、38是不平行的。根据最优方式，第一端部32大致平行于第二端部34，并且第二端部34比第一端部32要宽。第一和第二侧面36、38的锥形结构与平行的第一和第二端部32、34结合，构造成如图2所示的关于齿30的梯形横断面。
[0015]当拉刀拉过孔28切削齿轮齿30时，齿轮构件26最好是被支承的。根据优选实施方式，齿轮构件26最好是被刚性地支承的，且当拉刀10拉过孔28时，拉刀10是可选择性地绕其轴18旋转的。根据一替换实施方式，在一非旋转方式中，齿轮构件26当拉刀10拉过孔28时可以旋转。根据另一个替换实施方式，当拉刀10拉过孔28时，齿轮构件26和拉刀10两者都可以旋转。
[0016]图3a-3c图解了在齿轮构件26加工期间的步骤或阶段序列。更确切地说，图3a图示了第一阶段，其中齿轮构件26a通过拉削齿20加工，图3b图示了第二阶段，其中齿轮构件26b通过拉削齿22加工，和图3c图示了第三阶段，其中齿轮构件26c通过拉削齿24加工。应该意识到，图3a-3c的序列的图示只用于说明性的目的，而且这些阶段可能按任何顺序执行。图3a-3c中所使用的相同的附图标记参见图1和图2中的相同元件。例如，被加到附图标记后的后缀“a”是在加工的第一阶段期间表示同一类元件。同样地，被加到附图标记后的后缀“b”和“c”是在加工的第二和第三阶段期间分别表示同一类元件。
[0017]参照图3a，图示了在第一加工阶段期间齿轮构件26a的一剖面图。如图所示，按传统方式，拉削齿20啮合第一和第二侧面36a、38a以加工多个大致成矩形的齿轮齿30a。在第一加工阶段期间制造的齿轮齿30a大致是平行的，其意味着每个齿轮齿30a的第一和第二侧面36a、38a大致是平行的。第一和第二端部32a、34a最好是大致平行的，且基本上具有相同长度。
[0018]参照图3b，图示了在第二加工阶段期间齿轮构件26b的一剖面图。在这阶段，拉刀10(如图1所示)是关于它的中心轴18(图1所示)按逆时针方向旋转的，以便拉削齿22开始与每个齿30b的第二侧面38b啮合。如图所示，当利用拉削齿22对第二侧面38b进行切削时，每个齿30b的第二侧面38b相对于第一侧面36b变成“锥形”或非平行的形状。拉刀10旋转速率是可选择的以控制第二侧面38b的锥度。第一和第二端部32b、34b最好大致平行，并且端部之一(例如，第一端部32b)比另一端部(例如，第二端部34b)更窄。
[0019]参照图3c，图示了在第三加工阶段期间齿轮构件26c的一剖面图。在这阶段，拉刀10(如图1所示)是关于其中心轴18(图1所示)按顺时针方向旋转的，以便拉削齿24开始与每个齿30c的第一侧面36c啮合。如图所示，当利用拉削齿24对第一侧面36c进行切削时，每个齿30c的第一侧面36c相对于第二侧面38c变成“锥形”或非平行的形状。拉刀10旋转速率是可选择的以控制第一侧面36c的锥度。第一和第二端部32c、34c最好大致平行，并且端部之一(例如，第一端部32c)比另一端部(例如，第二端部34c)更窄。
[0020]除了如图2所示制造具有矩形齿轮齿的齿轮构件外，本发明的方法也可以应用于生产螺旋齿轮构件(未图示)，比如那被用于行星齿轮组的齿轮构件。为了生产螺旋齿轮构件，螺旋状的拉刀(未示出)通常仅按一个方向旋转，而其旋转速率是变化的。
[0021]有利的是，按照本发明制造的齿轮构件的锥形几何形状能适合于适应负载下的行星齿轮组(未示出)支座的偏转。因此，利用锥形齿轮齿能改进行星齿轮组中齿轮构件的对准性，以便降低齿轮噪声和增加寿命。同样地，已经很明显，锥形齿轮齿的几何形状适合于适应因热处理过程产生的齿根面变形。换句话说，齿轮齿可能通过成一定的锥形以补偿热处理导致的齿根面变形，并改善啮合的齿轮构件的齿的对准性。
[0022]当已经对实施本发明的最佳方式进行了详细说明时，那些熟悉本发明相关技术的人员用于实施本发明的各种替代设计和实施方式均在附加的权利要求的范围内。

Claims (12)

1.一种用于加工具有多个齿轮齿的内齿轮的方法，包括：
提供一拉刀，具有第一套拉削齿和第二套拉削齿；
提供一具有一内孔的齿轮毛坯；
使所述拉刀通过所述齿轮毛坯的所述内孔；
当所述拉刀通过所述齿轮毛坯的所述内孔时，以第一预定速率旋转所述拉刀，以便第一套拉削齿仅切削多个齿轮齿的第一侧面部分；及
当所述拉刀通过所述齿轮毛坯的所述内孔时，以第二预定速率旋转所述拉刀，以便第二套拉削齿仅切削多个齿轮齿的第二侧面部分；
其中，所述拉刀旋转充分，以便各齿轮齿的第一和第二侧面部分在第一端部和第二端部之间形成锥形，以致所述端部之一比所述端部的另一个更窄。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述提供拉刀的步骤包括提供具有第三套拉削齿的拉刀。
3.如权利要求2所述的方法，当所述拉刀通过所述齿轮毛坯的所述内孔时，以第三预定速率旋转所述拉刀，以便第三套拉削齿切削多个齿轮齿的第一侧面部分和第二侧面部分。
4.如权利要求3所述的方法，还包括当所述多个齿轮齿的第一侧面部分被切削时，在一方向上旋转拉刀，并当所述多个齿轮齿的第二侧面部分被切削时，在一相反的方向上旋转拉刀。
5.一种构制成加工内齿轮构件的拉刀，包括：
构制成仅切削多个齿轮齿的第一侧面部分的第一套拉削齿；及
构制成仅切削多个齿轮齿的第二侧面部分的第二套拉削齿；
其中，所述拉刀加工所述多个齿轮齿，以便各齿轮齿的第一和第二侧面部分在第一端部和第二端部之间形成锥形，以致所述端部之一比所述端部的另一个更窄。
6.如权利要求5所述的拉刀，还包括构制成切削多个齿轮齿的第一侧面部分和第二侧面部分的第三套拉削齿。
7.如权利要求6所述的拉刀，还包括一胫。
8.如权利要求7所述的拉刀，还包括一端部。
9.一种制造内齿轮构件的拉削机器，包括：
一限定中心轴的拉刀，包括：
构制成仅切削多个齿轮齿的第一侧面部分的第一套拉削齿；及
构制成仅切削多个齿轮齿的第二侧面部分的第二套拉削齿；
其中，所述拉刀加工所述多个齿轮齿，以便各齿轮齿的第一和第二侧面部分在第一端部和第二端部之间形成锥形，以致所述端部之一比所述端部的另一个更窄；及
一电机，构制成以一可选择速率和按一可选择的方向绕着所述中心轴旋转所述拉刀以加工所述锥形侧面部分。
10.如权利要求9所述的拉削机器，其中所述拉刀包括构制成切削所述多个齿轮齿的第一侧面和第二侧面部分的第三套拉削齿。
11.如权利要求10所述的拉削机器，其中所述拉刀包括一胫。
12.如权利要求11所述的拉削机器，其中所述拉刀包括一端部。
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