CN103228958A - 具有斜齿部的齿轮传动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种齿轮传动机构，其包括互相咬合的、具有齿宽(b)的至少两个圆柱齿轮(1、2)，所述至少两个圆柱齿轮具有斜齿部(3、4)，其中，第一圆柱齿轮(1)具有齿廓，该齿廓具有齿顶圆直径；并且，第二圆柱齿轮(2)具有齿廓，该齿廓具有齿根圆直径。本发明提出，所述第一圆柱齿轮(1)具有所述齿廓的、局部地沿齿宽延伸的至少一个凸起(5)，所述至少一个凸出于所述齿顶圆直径，并且所述至少一个凸起(5)具有至少一个在轴向上的止推面(5a)。

Description

具有斜齿部的齿轮传动机构

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传动机构，其包括互相咬合的、带有斜齿部的至少两个圆柱齿轮。

背景技术

在带有斜齿部的圆柱齿轮级中会出现轴向力，其必须通过相应尺寸的推力轴承来承受。为此通常采用圆锥滚子轴承，其一方面比较昂贵并且另一方面具有相对大的发热量。因此已经建议如下，代替昂贵的推力轴承在带有斜齿部的圆柱齿轮上布置所谓的推力环

由此来承受轴向力。专业论文《高速运转传动机构的轴中的流体动力式轴向力传递》(作者H.Langer，发表于《Konstruktion(结构)》34(1982)，第12期，第473-478页)描述了这样一种推力环。公知的推力环被制造为独立的、环形构造的单独部件(压力环)并且与相关的圆柱齿轮接合，其中，在圆柱齿轮与压力环之间的固定通常是通过收缩配合来进行的。该压力环(其居中地或端侧地固定在圆柱齿轮上)优选具有锥形构造的止推面，其支撑在配合齿轮的相应止推面上，例如支撑在配合齿轮上的环形槽的槽侧面上。在止推面之间构造有润滑膜。该公知的制成额外构件的压力环或推力环的缺点在于，不能总是可靠地固定在圆柱齿轮上。由于工作期间的离心力作用，可以出现收缩配合（Schrumpfsitz）的松脱。

通过DE1215463，具有带有斜齿的小齿轮的齿轮传动机构是公知的，具有锥形止推面的环形件居中地热装在该小齿轮上。锥形止推面抵靠环形槽的槽棱边，其居中布置在与小齿轮咬合的两个配合齿轮上。也可以被称为推力环的环形件承受由斜齿部造成的轴向力，从而可以省略相应的推力轴承。

发明内容

本发明的任务在于，以如下方式构造前述类型的齿轮传动机构，即，尽量在没有推力轴承的情况下，可靠且持续地承受由斜齿部造成的轴向力。

本发明的任务通过独立权利要求1的特征来解决。由从属权利要求得到了有利设计方案。

根据本发明，在第一圆柱齿轮中设置有至少一个齿廓凸起，该凸起超出齿顶圆，其中，该凸起在齿宽的一个或多个区域上局部地延伸。通过齿廓(也就是说齿部)的凸起，得到了尖尖的齿廓，其在凸起区域中具有至少一个侧向止推面。通过齿廓的凸起，可以在圆柱齿轮级内承受由斜齿部造成的轴向力，其方法是：第一圆柱齿轮上的至少一个止推面在轴向上支撑在第二圆柱齿轮上的相应的止推面上。在第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮上的止推面对导致了在轴向上的支撑，而在第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮上的两个止推面对导致了在两个轴向上的支撑。齿廓的凸起导致了两个圆柱齿轮在轴向上的重叠部。由此可以省略昂贵的推力轴承例如圆锥滚子轴承，这显著降低了这种齿轮传动机构的制造成本。相对于前述的现有技术，这些凸起在每个单独的齿廓上(即，在齿顶上)与齿部或者说圆柱齿轮或齿圈一体式地构成。首先制造带有穿过整个齿宽的凸起的齿部，随后切屑地部分去除(例如车削)超出齿顶圆的材料，从而留下局部的凸起。在该单件式的构造中，有利的是，用于承受轴向力的、额外的环形的推力环形式的额外构件是不需要的，所述推力环可能会在工作负荷下松脱或掉落。就此而言，根据本发明的解决方案是更可靠且更持久的。

根据一种优选实施形式，至少一个凸起布置在齿宽之内：例如，凸起可以布置在齿宽的中间，或可以沿齿宽区域设置多个凸起。每个凸起配属有第二圆柱齿轮上的一个环形槽，齿廓上的凸起啮合至所述环形槽并且因此在轴向上形成了重叠部。该环形槽利用其槽侧面形成了用于布置在凸起上的止推面的止推面。

根据另一个优选实施形式，仅在第一圆柱齿轮的端侧上设置凸起，其包围第二圆柱齿轮。于是，在第二圆柱齿轮上就无需环形槽，而是仅需要端侧布置的止推面，其与凸起上的止推面形成了两个止推面对，它们在两个方向上承受轴向力。这些止推面可以平面地、锥形地或球形地构造。像前述的现有技术中公知的那样，在第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮的止推面之间构造有润滑膜。

附图说明

附图中示出了本发明的一个实施例并且下面对其详细描述。图中：

图1以透视图示出了根据本发明的圆柱齿轮级的截面图；和

图1a示出这两个圆柱齿轮的齿啮合部的放大截面图。

具体实施方式

图1示出了第一齿轮1和第二齿轮2，它们分别具有斜齿部3、4。这两个齿轮1、2也被称为圆柱齿轮1、2，且互相啮合，并且基于斜齿部而产生轴向力。这两个圆柱齿轮1、2分别具有大致一样大的齿宽b。在第一圆柱齿轮1上，斜齿部3(以下也简称为齿部3)在齿宽b的中间区域中凸起，从而构造成棱柱形体5，其像屋顶状的凸块或尖角那样布置在齿顶。棱柱形体5(通常也称之为凸起5)在两侧具有止推面5a，其在图1a中放大示出。在该附图中，仅可看到前方的止推面5a。相应于第一圆柱齿轮1上的凸起5，在第二圆柱齿轮2中设置有环形的槽6，也称之为环形槽6，凸起5啮合到该环形槽中。

图1a以轴向方向的视图示出了第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮1、2的两个端齿部3、4的啮合。斜齿部3的齿具有齿廓3a，其带有齿顶3b和齿顶圆直径D_K1。第二圆柱齿轮2的齿部4具有齿廓4a，其具有齿根圆直径D_F2。设置在第二圆柱齿轮2中的环形槽6越过齿根圆直径D_F2沿径向方向向内延伸，并具有虚线所示的槽底直径D_N，其中，D_N<D_F2。在第一圆柱齿轮1的齿顶3b上布置有呈棱柱形体5形状的凸起，其在图1a具有大致等边三角形形状。在环形槽6区域中，通过伸过齿根圆直径D_F2的棱柱形体5得到了在轴向上的重叠部

5a'，经由该重叠部传递轴向力。布置在齿顶3b上的棱柱形体5是与端齿部3一体式地制成的，其中，该端齿部可与第一圆柱齿轮1一体式地构造，或可以被构造为齿圈。也就是说优选地，首先制造具有临时齿顶圆直径的端齿部，该临时齿顶圆直径大于完成的斜齿部3的齿顶圆直径D_K2。随后，切削地去除尖角5两侧的材料，例如通过车削。于是就留下了凸起5，如图1所示。

图1和图1a所示的实施形式示出了多个根据本发明的解决方案之一。例如如下(然而并未示出)也是可行的：多个凸起或棱柱形体设置在齿宽b的方向上，该凸起啮合到第二圆柱齿轮的相应的环形槽中。因此可以实现更大的重叠面，用以传递轴向力。然而还可行的是，凸起端侧地布置第一圆柱齿轮1上，其中，这些凸起分别具有仅一个向内取向的贴靠面并且从外面围卡第二圆柱齿轮。因此在圆柱齿轮级的内部得到了关于出现的轴向力的闭合力线。

附图标记列表

1   第一圆柱齿轮

2   第二圆柱齿轮

3   斜齿部

3a  齿廓

3b  齿顶

4   斜齿部

4a  齿廓

5   凸起(棱柱形体)

5a  止推面

5a' 重叠部

6   环形槽

b   齿宽

D_K1 齿顶圆直径，齿轮1

D_F2 齿根圆直径，齿轮2

D_N  槽底直径，齿轮2

Claims (7)

1.齿轮传动机构，其包括互相咬合的、具有齿宽(b)的至少两个圆柱齿轮(1、2)，所述至少两个圆柱齿轮具有斜齿部(3、4)，其中，第一圆柱齿轮(1)具有齿廓(3a)，所述齿廓具有齿顶圆直径(D_K1)；并且，第二圆柱齿轮(2)具有齿廓(4a)，所述齿廓具有齿根圆直径(D_F2)，其特征在于，所述第一圆柱齿轮(1)具有所述齿廓(3a)的、局部地在齿宽上延伸的至少一个凸起(5)，所述至少一个凸起凸出于所述齿顶圆直径(D_K1)，并且所述至少一个凸起(5)具有至少一个在轴向上的止推面(5a)。

2.根据权利要求1所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述至少一个凸起(5)布置在所述齿宽(b)内，并且所述至少一个凸起(5)在所述第二圆柱齿轮(2)上配属有环形槽(6)，所述环形槽的槽侧面形成了止推面。

3.根据权利要求2所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述环形槽(6)具有小于所述齿根圆直径(D_F2)的槽底直径(D_N)。

4.根据权利要求1、2或3所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述凸起(5)和相应的所述环形槽(6)大致布置在所述齿宽(b)的中间并且具有位于两侧的止推面(5a)。

5.根据权利要求1所述的齿轮传动机构，其特征在于，在所述第一圆柱齿轮(1)上的所述凸起布置在端侧并包围所述第二圆柱齿轮(2)。

6.根据权利要求1至5之一所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述凸起被构造为棱柱形体(5)。

7.如权利要求1至6之一所述的齿轮传动机构，其特征在于，所述凸起(5)与所述斜齿部(3)一体式地构造。

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