CN101641528B - 具有制齿的轴-毂连接件 - Google Patents

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Abstract

在一种制造轴-毂连接件、尤其是位于斜齿的小齿轮(2)和毂(6)之间的轴-毂连接件的方法中，在毂中与齿的轮廓相轴向对准地切割出部分段的时候，小齿轮的斜齿传动制齿(4)的该部分段(3)在与毂相连接时用作切削加工的切割工具。此外，为该方法描述了合适的小齿轮-毂连接件(1)及各自的特别应用。

Description

具有制齿的轴-毂连接件
技术领域
本发明涉及一种制造位于斜齿的小齿轮和毂之间的轴-毂连接件的方法、及合适的轴-毂连接件和它的用途。
名称“轴-毂连接件”在本发明中用作一般的定义并且包括不同的变形如用于轴的如小齿轮、螺栓、杆等等或者如用于毂的例如插接套管、行星齿轮支座等等。
已被公开的是，通过具有直齿的或者特别滚花的部分段的小齿轮杆同心地被压入到接受件的孔内的方法，使具有杆的小齿轮这样地被固定在接受件上，其中在这种情况下，在孔壁内切割出带齿的部分段。在DE19517258A1中例如描述了一种这样的小齿轮固定件。但是，在这种情况下，该原来的小齿轮不是与它的传动制齿一起加入到毂连接件中，而是仅与小齿轮杆一起加入到该毂连接件中，这表示，小齿轮/小齿轮杆的直径之间的尺寸比例明显不同。在这种连接中所追求的对中精确度在这种情况下通过下面的方法来得到，即小齿轮杆的直齿段在压入到接受件的相应孔中时同时在该段的前面和后面同心地被引导到该孔中。
一种这样的轴-固定件绝对是可靠的，但是以一定的小齿轮/小齿轮杆的直径比例为前提，以获得足够的抗扭强度。
与此相对，本发明的目的在于尤其为具有相对较小的齿顶圆直径即＜150mm的斜齿小齿轮提供一种用来制造具有毂的连接件的方法，该方法一方面确保该无间隙的固定具有更高的精确度，及另一方面确保较高的抗扭强度。此外，提供了一种合适的、特别的小齿轮-毂连接件。
根据本发明，第一部分目的通过下面方法以简单的方式来实现，即通过在毂中沿着轴向与齿的轮廓相对准地切割出该部分段的方法，小齿轮的斜齿传动制齿的部分段在与毂相连接时用作切割加工的切割工具。
在这种情况下，在该部分段被引导地压入或者插入到毂中时，在小齿轮的斜齿传动制齿的该部分段和毂之间这样地产生了连接，其中由于斜齿的斜率使得下面这些是有利的，即可旋转地实行该压入或者插入。在这种情况下，适当地通过下面方法可以获得理想的、轴向对准的连接，即小齿轮的传动制齿的该部分段沿着轴向强制地被引导到一侧上并且通过它自动对中。在旋转压入的情况下，小齿轮的传动制齿的该部分段在它的自由轴向端上通过对中螺栓可自由旋转地被支撑在毂上是有益的，尽管进行同心引导，但是该毂可以进行旋转运动。
因此，如果在该部分段的自由轴向前部表面上具有后切削的环形切割棱角，那么可以有利地使该用作切割工具的、小齿轮的传动制齿的该部分段的形状配合切割更加方便；在这种情况下，7.5°的角度证明是合适的，但是，该角度也可以是0°到15°。
作为本发明目的的第二个部分解决方案，提供了一种合适的轴-毂连接件，也就是说，尤其提供一种位于斜齿小齿轮和毂之间的轴-毂连接件。其特征在于，在其中形状配合地切割出具有斜齿的传动制齿的部分段的小齿轮，以沿着轴向线与毂相连接，这通过压入或者插入该部分段来实现。
在结构上，小齿轮的斜齿传动制齿的该部分段相对于它的轴向引导一方面在它的自由端上可以共轴线地具有对中螺栓，及另一方面，在它的齿顶圆直径相对于小齿轮的其它传动制齿形成得稍微较小时，该部分本身可以进行工作。
如果用来连接的毂具有多级孔，那么采用引导件，其中多级孔的单个级通过用作第一对中段的入口段、用作第二对中段的连接段和对中段来形成是有利的。在这种情况下，该孔段具有不同的轴向长度并且它们的各自内径形成不同的尺寸大小，更加具体地说，它们的大小沿着压入方向逐渐变小。
就毂的多级孔的入口段而言，在连接过程时，它用作第一引导件，其中该段的轴向长度与后面的连接段的轴向长度相比可以形成得相对较短，并且该入口段具有这样的内径，即该内径与小齿轮的传动制齿的部分段的齿顶圆的直径相对应。
关于毂中的多级孔的连接段，通过入口段的轴向长度来减小地，使连接段的轴向长度大约与小齿轮的传动制齿的该部分段的轴向长度相对应，这就足够了，其中与小齿轮的传动制齿的部分段的齿顶圆的直径相比，连接段的内径有利地形成得稍稍较小，因此在毂中可以获得小齿轮的该部分段的形状配合的、无间隙的切割(Einschneiden)。
沿着压入方向位于连接段后面的对中段有利地具有这样的尺寸大小，即它与共轴线地设置在小齿轮的该部分段的自由端上的对中螺栓相一致。
在小齿轮的斜齿传动制齿的部分段的自由前面环形表面上设置环形切割棱角，以使小齿轮的该部分段在多级毂孔的连接段中的切割更加容易，有 利的是，该切割棱角相对于前面环形表面以0°到15°、尤其以7.5°的角度被后切割出。
开始时所描述的、用来制造轴-毂连接件的方法本身尤其适合于制造所指出的那种小齿轮-毂连接件，其中优选地在齿顶圆的直径＜150mm、尤其＜50mm、优选为＜20mm的小齿轮中，可以采用该小齿轮-毂连接件。在实际测量和存在用来传递转运力矩的实心轴时，即在小齿轮和小齿轮杆中没有细分时，尤其在扭力负荷较大时不会产生有害的应力集中(切口应力)，如它在拆下的轴中可以是这种情况一样。
此外，在本发明的范围内，优选地，小齿轮的斜齿传动制齿的第一部分段形成圆柱形，但也可以以-5°到+5°的正或者负的后角α1、α2形成。因此，具有斜齿的传动制齿的该部分段相对于本身的小齿轮呈锥形地逐渐变小，或者简单地形成为扩大的，从而形成一个后角，从而尤其地使切割或者切割过程最佳化或者影响该切割或者切割过程。在逐渐变小的实施例中，形成一个后角，因此可以使切割力最小化，在呈锥形地向外扩大的实施例中，根据后角α1、α2，在连续地进行完全切割和压入期间，开始时很少产生切割力。
附图说明
本发明的其它特征和优点由优选实施例的下面描述和参照附图来给出。在附图中：
图1是通过完全插入到毂段的多级孔中的、小齿轮的部分段的剖视图；
图2是根据图1通过另一个实施例的剖视图。
1：小齿轮-毂连接件         2：小齿轮
3：部分段                  3.1：前部环形表面
4：传动制齿                5：多级孔
6：毂                      7：对中螺栓
8：穿孔                    9：穿孔
10：切割棱角               11：后切削角度
12：入口段                 13：连接段
14：对中段                 a1：后角
a2：后角                   β：斜角
M：中间轴线
具体实施方式
所示出的轴-毂连接件尤其是小齿轮-毂连接件1，在该连接件中，具有部分段3的小齿轮2具有一个斜齿的传动制齿(Laufverzahnung)4，其 中具有部分段3的小齿轮2被压入到毂6的多级孔5内。部分段3在它的自由端上共轴线地具有对中螺栓7，该对中螺栓7通过穿孔8设置在部分段3的前部环形表面3.1的对面，其中在该部分段3和剩余的传动制齿4之间设置一个穿孔9，因此可以避免可能的切口应力。
环形的切割棱角10设置在小齿轮2的斜齿传动制齿4的部分段3的自由前部环形表面3.1上，以很好地切割该部分段3，该切割梭角具有大约7.5°的后切削角度11。因此，该部分段3起着切割工具的作用。
毂6的该多级孔5由一个入口段12、一个连接段13和一个对中段14构成。在这种情况下，该入口段12具有是后面连接段13大约30％的轴向长度并且具有这样的内径，即该内径与该部分段3的齿顶圆的直径相对应。在这种情况下，入口段12的轴向长度分别按照小齿轮-毂连接件的尺寸比例总计为连接段13的轴向长度的25％到35％。该入口段12属于在至少两个位置上进行多段对中的理想草案，即在这里，在该部分段3进入到连接段13时借助切割棱角10使对中螺栓7附近的小齿轮2被再一次强制引导到中央处，因此在小齿轮2和毂6之间形成了能可靠旋转的、轴向同心的连接。
多级孔5的连接段13具有这样的轴向长度，即该长度大约与部分段3的轴向长度相对应，但是通过入口段12的轴向长度来减小，其中连接段13的内径形成为稍稍小于部分段3的齿顶圆(Kopfkreis)的直径(为5％到10％，在本实施例中为7％)，因此具有足够的“壁厚”，部分段3的斜齿啮合的齿在切削时可以切入到该壁厚中。
在连接段13之后的对中段14最后按照对中螺栓7的尺寸来形成，即形成压配合，但是该压配合许可这种在可旋转地压入斜齿的部分段3时所需要的、对中螺栓7和对中段14之间的旋转运动。同时，通过对中螺栓7来密封位于小齿轮2和毂6之间的区域。
用来制造本发明小齿轮-毂连接件1的本发明方法如下：在使小齿轮2运动进入到多级孔5内时，借助切割棱角10的帮助，在通过以前把对中螺栓7置入到对中段14的孔中和把部分段3置入到入口段12的孔中同时在形成切入之前产生小齿轮对中时，使该部分段3切削切入到连接段13的内壁中。按照斜齿的斜率，轴向同心的运动进入即轴向挤压过程随着与顺时钟方向相反的小齿轮2旋转来产生，直到小齿轮2与它的用作切削工具的部分段3进入到多级孔5中为止。
总之，通过所提供的方法和所提供的小齿轮-毂连接件、尤其与斜齿啮合有关系的小齿轮-毂连接件，能可靠旋转地、无间隙地把小齿轮固定在毂中，该毂根据它的实际实心圆柱体的结构处于合适位置上，以传递包括轴向力(通过斜齿啮合)在内的更大转动力矩。与滚花连接件相反，通过精确限制的、处理过的齿型尤其在斜齿啮合时可以以更高的精确度实现尤 其无间隙的、刚性的轴-毂连接件，其中同时，有利地是本发明不再产生毂上的剪断危险或者毂中的滑转危险。
在本发明中，倾斜地形成齿的、小齿轮2中的传动制齿4连续地形成有连接起来的部分段3。在部分段3和小齿轮2之间可以仅设置一个穿孔9。但是也不是强制性地需要它。
传动制齿4包括约1°到30°，尤其是6°到14°的斜角β。
传动制齿4的外壳表面不仅在小齿轮2的区域内形成圆柱形，而且在部分段3的区域内形成圆柱形。
在一些使用的情况下，下面这些被证明是有利的，即在部分段3的区域内，传动制齿尤其在外壳表面的区域内设置有正的或者负的后角α1、α2，与例如在图2中所示的那样。α1表示0°到-5°的负后角，及α2表示0°到+5°的正后角。因此，外壳表面可以向着小齿轮2呈锥形地逐渐变小或者可以向外呈锥形地逐渐扩宽，或者向着对中螺栓7呈锥形地逐渐变小。在这种方式中，对切割性能产生影响，及尤其对切割和压制过程产生影响，因此可以使开始力和挤压力最小化并且在开始时使切割最佳化。
通过形成负后角α1、α2，也有利于使切割性能基本上最佳化。这也落入本发明的范围内。

Claims (27)

1.一种制造位于斜齿的小齿轮和毂之间的轴-毂连接件的方法，其特征在于，在毂(2)中沿着轴向与齿的轮廓相对准地切割出部分段(3)的时候，小齿轮(2)的斜齿传动制齿(4)的该部分段(3)在与毂相连接时用作切削加工的切割工具。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具有用作切削加工的切割工具的部分段(3)的小齿轮(2)至少一次被引导地压入或者插入到毂(6)中。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据斜齿的齿形方向，旋转地实现把用作切割工具的、小齿轮(2)的传动制齿(4)的部分段(3)压入或者插入到毂(6)中。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法，其特征在于，用作切割工具的、小齿轮(2)的传动制齿(4)的部分段(3)在与毂(6)相连接时被强制引导。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，部分段(3)和小齿轮(2)的传动制齿(4)在与毂(6)相连接时沿着轴向通过它的外壳表面来对中。
6.根据权利要求5述的方法，其特征在于，小齿轮(2)的传动制齿(4)的该部分段(3)在与毂(6)相连接时在它的自由轴向端上通过对中螺栓(7)可自由旋转地支撑在毂(6)中，其中，在对中螺栓(7)对准孔(5)并且在孔(5)对面使用小齿轮(2)和挤压工具时，小齿轮(2)在两个自由轴向端上的引导在插入时用来对中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在小齿轮(2)的传动制齿(4)的部分段(3)的自由轴向前面表面(3.1)中具有环形切割棱角(10)。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，环形切割棱角(10)后切割有角度(11)＜15°。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在孔(5)中切割该部分段(3)之前或者在此期间，加热毂(6)。
10.一种位于斜齿小齿轮和毂之间的轴-毂连接件，其特征在于，在其中形状配合地沿着轴线切割出具有斜齿传动制齿(4)的部分段(3)的小齿轮(2)，从而与毂(6)相连接。
11.根据权利要求10所述的轴-毂连接件，其特征在于，具有斜齿传动制齿(4)的部分段(3)的小齿轮(2)被压入或者插入到毂(6)中。
12.根据权利要求11所述的轴-毂连接件，其特征在于，小齿轮(2)的斜齿传动制齿(4)的该部分段(3)在它的自由端上具有对中螺栓(7)。
13.根据权利要求12所述的轴-毂连接件，其特征在于，与小齿轮(2)的剩余的传动制齿(4)的齿顶圆的直径相比，小齿轮(2)的斜齿传动制齿(4)的部分段(3)的齿顶圆的直径形成得稍稍较小。
14.根据权利要求13所述的轴-毂连接件，其特征在于，在小齿轮(2)的斜齿传动制齿(4)的部分段(3)和小齿轮(2)的该剩余的传动制齿(4)之间及在部分段(3)和对中螺栓(7)之间各自设置穿孔(8或者9)。
15.根据权利要求10-14任一所述的轴-毂连接件，其特征在于，在小齿轮(2)的斜齿传动制齿(4)的部分段(3)的自由前面环形表面(3.1)上设置一个环形切割棱角(10)。
16.根据权利要求15所述的轴-毂连接件，其特征在于，该环形切割棱角(10)相对于前面环形表面(3.1)后切割有一个角度(11)＜15°。
17.根据权利要求16所述的轴-毂连接件，其特征在于，用来接受小齿轮(2)的传动制齿(4)的该部分段(3)的毂(6)具有多级孔(5)。
18.根据权利要求17所述的轴-毂连接件，其特征在于，多级孔(5)的单个级通过作为第一对中段的入口段(12)、连接段(13)和对中段(14)作为第二对中段来形成，其中该孔段(12-14)具有不同的轴向长度并且它们的各自内径形成不同的尺寸大小。
19.根据权利要求18所述的轴-毂连接件，其特征在于，毂(6)的多级孔(5)的入口段(12)的轴向长度与后面的连接段(13)的轴向长度相比形成得相对较短，并且该入口段具有这样的内径，即该内径与小齿轮(2)的传动制齿(4)的部分段(3)的齿顶圆的直径相对应。
20.根据权利要求19所述的轴-毂连接件，其特征在于，除了对中螺栓(7)之外，多级孔(5)的入口段(12)用来使小齿轮(2)进行第一次对中。
21.根据权利要求19所述的轴-毂连接件，其特征在于，减少地通过多级孔(5)的入口段(12)的轴向长度，使多级孔(5)的连接段(13)的轴向长度大约与小齿轮(2)的传动制齿(4)的部分段(3)的轴向长度相对应。
22.根据权利要求21所述的轴-毂连接件，其特征在于，与小齿轮(2)的传动制齿(4)的部分段(3)的齿顶圆的直径相比，多级孔(5)的连接段(13)的内径形成得稍稍较小。
23.根据权利要求18-22任一所述的轴-毂连接件，其特征在于，位于连接段(13)后面的对中段(14)的尺寸大小与共轴线地设置在小齿轮(2)的斜齿传动制齿(4)的该部分段(3)的自由端上的对中螺栓(7)相一致。
24.根据权利要求23所述的轴-毂连接件，其特征在于，传动制齿(4)相对于中间轴线(M)包括1°至30°的一倾斜角度(β)。
25.根据权利要求24所述的轴-毂连接件，其特征在于，在外壳表面的区域内，位于部分段(3)的区域内的斜齿的传动制齿(4)相对于小齿轮(2)的外壳表面包括一后角(α1、α2)，该后角的范围为-5°到+5°。
26.一种根据权利要求1-8中任一权利要求所述的方法制造的位于斜齿小齿轮和毂之间的轴-毂连接件，其特征在于，小齿轮(2)的齿顶圆直径＜150mm。
27.一种根据权利要求10-25中任一权利要求所述的轴-毂连接件，其特征在于，小齿轮(2)的齿顶圆直径＜150mm。
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