CN102639905A - 齿轮 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮（10；20），其包括：轮毂（15；25），其具有相应的第一和第二轴向端且预定为围绕转动轴线布置，轮毂的相应的第一和第二轴向端中的至少一个具有预定为使所述齿轮（10；20）相对于相邻齿轮的轮毂在转动方向上锁定的整体的联接装置（16；26）；圆形齿圈（11；21），其具有相应的第一和第二轴向端和外周面，所述外周面设有齿形轮缘（12；22）；至少一个中间壁（14；24），其以所述轮毂（15；25）固定在齿圈（11；21）的大致中心的方式联接齿圈（11；21）和轮毂（15；25）；所述齿圈（11；21）和轮毂（15；25）是两个通过紧固连接件（17；27）结合在一起来构成齿轮（10；20）的单独部件。根据本发明的齿轮的特征在于所述轮毂（15；25）的轴向端在由所述齿圈（11；21）的轴向端相对于纵向轴横断地限定的平面处终止或在所述平面内终止，所述齿轮预定为围绕所述纵向轴布置。

Description

齿轮

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的齿轮。

背景技术

齿轮用在大量设备中，例如用在齿轮箱中来适配转速以及用于从主动力到最终应用的动力传递。

不同尺寸和结构的齿轮用在齿轮箱中来允许转速和动力传递上所需的变化。在齿轮箱中，齿轮围绕纵向主轴和副轴布置。每个齿轮具有围绕轴和位于齿圈中心的轮毂，齿设置在齿圈的外周面上。沿着所述轴布置的齿轮经由它们的轮毂联接到相邻的齿轮以防止围绕所述轴的相对转动。然而，这意味着所述轮毂必须比所述齿圈长以确保相邻轮毂之间的可靠接合，这导致相邻齿圈之间存在间隙。齿圈的宽度基于经由其传递的扭矩设计，于是所述间隙齿轮箱的总长度的增加。用于解决该问题并在EP 1464874中描述的变量齿轮具有带有齿的轮毂，所述齿不长于齿圈的长度。这些齿作为单独的部件制造，然后紧固到铸造的齿轮轮毂上。然而，具有这种结构的齿轮制造成本很高。

因此存在对在齿轮箱中允许可用空间的更好应用并可以以令人满意的成本制造的齿轮的需要。

发明内容

本发明的目的是提供一种满足上面描述的需要的齿轮。

该目的通过根据独立权利要求的齿轮达到，其包括轮毂、圆形齿圈和连接所述齿圈和轮毂的至少一个中间壁。所述齿轮的特征在于所述轮毂的至少其中一个轴向端具有预定为使所述齿轮相对于相邻齿轮的轮毂在转动方向上锁定的整体(一体)的联接装置，所述轮毂的各包括所述联接装置的轴向端在由所述齿圈的相应轴向端相对于纵向轴横断地限定的平面处终止或在所述平面内终止，所述齿轮预定为围绕所述纵向轴布置。所述齿圈和轮毂是两个单独的部件，它们单独制造以便于通过一个或多个紧固连接件最终结合在一起来构成齿轮。

利用上面结构的齿轮，所述轮毂和齿圈可以在它们结合在一起之前单独制造和加工，这可以获得具有齿的轮毂，所述齿在轴向上不比所述齿圈延伸的更远，在例如包括并排布置在其中的许多齿轮的齿轮箱的总体长度上获得非常积极的效果。

根据本发明的齿轮比传统齿轮性能更好，因为构成部件的所有表面可以以更大的精度加工，由此该齿轮会更好地平衡，从而产生更小的振动，因而在更长的使用周期中减小了故障的风险。

所述齿轮的中间壁可以与所述轮毂整体成型或者可以是单独的部件。

根据本发明的齿轮还允许对于其不同的部件选择不同的材料，这在材料和加工成本方面对齿轮的性能均有积极的效果。

根据本发明的齿轮还实现了各个部件的品质的增强，因为显著便利了它们加工的可触及性，并且它们的处理可以在它们结合在一起之前完成。

根据本发明的齿轮的另一个优点是通过在将各个部件装在一起之前单独地制造这些部件来以更有利的方式构造该齿轮。更优化的结构使用在齿轮的某些部件中的材料的厚度和数量的得到了进一步的减小。齿轮的更优化的结构还意味着可以省去现有方法制造所需的当前存在的孔和洞，这对于强度等有积极的效果。

根据本发明的齿轮还可以使中间壁远离齿轮的中心线，这可以与如果由于任何原因齿轮一侧上的载荷高于另一侧的情况相关。

在根据本发明的齿轮的一个实施方式中，所述齿圈、中间壁和/或轮毂由不同材料制成，这可以彼此独立地优化各个部件。

在根据本发明的齿轮的一个实施方式中，所述齿圈和轮毂经由两个中间壁结合在一起，这两个中间壁大致在径向方向上从所述轮毂延伸到所述齿圈。该实施方式例如在如果齿轮上的载荷很大或者如果两个壁之间的空间可以用于冷却或润滑介质的情况下可以是非常有利的。

在根据本发明的齿轮的一个实施方式中，紧固连接件呈挤压紧固件的形式。于是中间壁的长度稍微长于轮毂与齿圈内部之间的距离以便于当将轮毂和中间壁压入齿圈中心处的所述空间中时产生用于保持各个部件关于彼此固定的必要的力。

在根据本发明的齿轮的一个实施方式中，紧固连接件呈焊接连接件的形式。焊接连接件可以具有传统的形式，由此将材料添加到焊缝，或者通过摩擦焊产生的焊接连接件，由此在相邻部件之间的接触表面中的材料塑性变形从而结合在一起。

在根据本发明的齿轮的一个实施方式中，紧固连接件呈粘结连接件或螺纹连接件的形式。

这些各种紧固连接件的类型的组合也是可以构想到的以增加紧固连接件的可靠性，或者如果制成这些部件的材料具有特殊的要求。

在根据本发明的齿轮的一个实施方式中，齿圈的内部具有一个或多个凸出部分，中间壁可以支承抵靠所述凸出部分。齿圈内部的这种结构方便了齿轮的制造，因为可以允许中间壁抵靠到该凸出部分直到将这些部件持久地(不变地)紧固在一起。

在根据本发明的齿轮的一个实施方式中，所述中间壁设有一个或多个凹槽以减小齿轮的重量以及所用材料的量。如果所述凹槽位于中间壁上负载小的区域中则可以显著节省材料。

本发明还涉及一种齿轮箱，其包括至少两个根据权利要求1-9任一项所述的齿轮。

附图说明

下面参照附图详细解释本发明，附图示出了齿轮的一半截面，即从齿轮的中心到其齿形轮缘的截面。图1示出了根据本发明的齿轮的第一实施方式，图2示出了根据本发明的齿轮的第二实施方式。

具体实施方式

图1示出了一种齿轮10，其包括圆形齿圈11，齿圈11设有围绕其外周面的齿形轮缘(或轮辋)12。齿形轮缘12上的齿可以是直齿或斜齿并且基于齿轮10预定传递的期望负载设计尺寸。齿圈11的轴向长度(宽度)，因此也是齿形轮缘12的轴向长度(宽度)取决于要由齿轮10传递的载荷。齿轮10还包括中间壁14，所述中间壁14从位于齿轮中心处的轮毂15大致径向向外延伸。在齿轮的该实施方式中，所述中间壁14是所述轮毂的整体的一部分，然而也可以呈预定为在其中一个制造阶段期间紧固到齿圈和轮毂的完全独立的部件。所述中间壁14连接所述齿圈11和轮毂15。

出于便于齿轮10制造的目的，所述齿圈的内部可以设有支撑凸出部13，所述中间壁14可以抵靠支承抵靠所述支撑凸出部13直到将各个部件彼此固定的持久紧固连接件17在齿圈11与中间壁14之间的过渡处就位，在该种情况下所述连接件是焊接连接件。所述凸出部13通常定位成所述中间壁14位于齿轮10的中心处以防止齿轮中会导致各个元件之间的角误差的倾斜载荷。所述齿轮还可以包括两个或多个中间壁，它们优选地对称地位于齿轮中。于是每个中间壁使用支撑凸出部是有利的。

所述轮毂15具有大致圆柱形的形状，其具有穿过其中的中心圆孔18以用于未示出的轴。所述轮毂的一个轴向端设有联接齿16以将齿轮10转动地联接到设有相应的联接齿的临近齿轮。如果所述齿轮要在两侧上转动地联接到临近齿轮，则所述轮毂的两端均设有齿。设有联接齿16的轮毂的一个或多个轴向端在由齿圈11的相应轴向端相对于纵向轴横断地限定的平面处或平面内终止，所述齿轮预定为围绕所述纵向轴布置。

所述联接齿16自所述轮毂15的端表面在径向方向上定向或者自所述轮毂的端表面在轴向方向上定向。然而，所述联接齿16在轴向方向上在任何情况下都不比齿圈11延伸的更远，以将如果轮毂15的长度大于齿圈的长度则在相邻齿圈之间形成的不希望有的空间减到最小。

图2示出了根据本发明的齿轮20的第二实施方式。该齿轮20包括类似于上面描述的部件，即具有齿形轮缘22的齿圈21、中间壁24和具有联接齿26的轮毂25以及大致圆形的定位孔28，所述联接齿26布置成与轮毂25的一端关联，所述定位孔28用于齿轮预定围绕布置的轴。然而，在该种情况下，齿圈21的内部大致是直的，没有支撑凸出部，中间壁24和齿圈21通过与中间壁24和齿圈21的内部之间的过渡部关联的在中间壁24的每侧上的焊接连接件27结合在一起。

上面已经描述了部件之间的各个备选的紧固连接件，它们可以优选地彼此结合地使用用于在紧固件处有更大的安全性。如果使用螺纹连接件，齿圈的内部和/或轮毂的外部优选地设有径向定向的凸缘，中间壁抵靠所述凸缘。通过凸缘和中间壁在轴向上拧紧螺钉以便于将各个部件紧固到一起。

已经基于齿轮的实施方式对本发明进行了描述。然而，在例如各个部件的尺寸和详细结构方面可以构想到另外的修改。此外，齿轮的中间壁可以从齿轮的中心平面移动以根据主要的负载条件进一步优化齿轮。

尽管已经基于各个示例性实施方式进行了描述，然而本发明并不局限于此，而是根据所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种齿轮（10；20），其包括：

轮毂（15；25），其具有相应的第一轴向端和第二轴向端，并且预定为围绕转动轴线布置，

圆形齿圈（11；21），其具有相应的第一轴向端和第二轴向端和外周面，所述外周面设有齿形轮缘（12；22）；以及

至少一个中间壁（14；24），其以所述轮毂（15；25）固定在齿圈（11；21）的大致中心处的方式联接齿圈（11；21）和轮毂（15；25）；其特征在于，所述轮毂的所述相应的第一轴向端和第二轴向端中的至少一个具有整体的联接装置（16；26），其中所述联接装置（16；26）预定为使所述齿轮（10；20）相对于相邻齿轮的轮毂在转动方向上锁定，所述轮毂（15；25）的包括所述联接装置的轴向端在由所述齿圈（11；21）的相应轴向端相对于纵向轴横断地限定的平面上终止或在所述平面内终止，所述齿轮预定围绕所述纵向轴布置，并且所述齿圈（11；21）和所述轮毂（15；25）是两个单独的部件，所述两个单独的部件通过紧固连接件（17；27）结合在一起来构成齿轮（10；20）。

2.根据权利要求1所述的齿轮（10；20），其特征在于，所述齿圈（11；21）、中间壁（14；24）和/或轮毂（15；25）由不同材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮，其特征在于，所述齿圈和轮毂经由两个中间壁结合在一起，所述中间壁大致在径向方向上从所述轮毂延伸到所述齿圈。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的齿轮，其特征在于，所述紧固连接件包括挤压紧固件。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的齿轮（10；20），其特征在于，所述紧固连接件（17；27）包括焊接连接件。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的齿轮，其特征在于，所述紧固连接件件包括粘结连接件。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的齿轮，其特征在于，所述紧固连接件件包括螺纹连接件。 

8.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮（10；20），其特征在于，所述齿圈（11）的内部具有一个或多个凸出部（13），所述中间壁（14）可以支承抵靠所述凸出部。

9.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮，其特征在于，所述中间壁设有一个或多个凹槽以减小齿轮的重量和所用材料的量。

10.一种齿轮箱，其包括至少两个根据权利要求1-9中任一项所述的齿轮（10；20）。