CN118055822A - 差速齿轮的制造 - Google Patents

Abstract

一种用于直齿锥齿轮的机加工工艺，该机加工工艺具有非常短的机加工时间。在一个实施方案中，直齿锥齿轮组的两个构件均以非展成成形切削或成形磨削工艺进行机加工。工具轮廓具有镜像渐开线的形状，该形状由每个相应的直齿锥齿轮的等效正齿轮确定。在另一个实施方案中，直齿锥齿轮组的一个构件在非展成成形切削或成形磨削工艺中机加工，齿轮组的另一个构件在展成工艺中机加工。

Description

差速齿轮的制造

技术领域

本发明涉及锥齿轮的制造，特别是涉及直齿锥齿轮(诸如差动齿轮)的切削和/或磨削。

背景技术

差动齿轮具有少量的齿、粗节距(″节距″是沿着给定的直线或曲线在相似的等距间隔的齿表面之间的距离)，并且通常具有大约25°或更高的压力角。当相对于齿轮直径的齿数较少时，使用术语″粗节距″。例如，直径为100mm的齿轮上的10个齿(模数＝100/10＝10mm)被认为是粗节距，而直径为30mm的齿轮上的10个齿(模数＝30/10＝3mm)被认为是细节距。本领域技术人员通常认为模数小于5mm的齿(或齿轮)是″细节距″，而模数为5mm或更大的齿(或齿轮)被认为是″粗节距″。

图1示出了具有多个齿4的直齿锥齿轮差动齿轮2的示例，每个齿具有齿顶面6、齿根部8和齿侧表面10。连续齿的相对齿表面之间的区域12被称为齿″槽″或齿″空间″，其中齿根部8与齿槽的底部重合。

传统上，差动齿轮已经用大型圆盘切削器切削，例如该大型圆盘切削器具有为18英寸、21英寸或25英寸(460mm、535mm或635mm)的切削器直径。例如，参见US 2,267,181，其全部公开内容以引用方式并入本文。如图2所示，切削刀片定向在切削器主体的外周上，并且被分组为粗加工刀片、半精加工刀片和精加工刀片。切削器在单个转位过程中工作，并且在切削完整的齿槽时仅进行一次旋转。在传统切削工艺中，切削器定位在齿槽的趾部端，并且在周期的粗加工和半精加工部分期间从趾部移动到跟部。当切削器到达齿槽的跟部端时，已经使用了所有粗加工刀片和半精加工刀片。然后，切削器移动回到趾部端，以便在同向切削过程中用精加工刀片对齿槽进行精加工。在最后精加工刀片与第一粗加工刀片之间存在较大的空间，该较大的空间允许机器将工件转位到下一个齿槽位置，而不需要切削器停止旋转并且不需要切削器收回运动。工具材料优选地是高速钢，并且所施加的表面速度通常在20m/min与40m/min之间，这使得该切削工艺成为一种拉削工艺。

一次切削器旋转完成一个槽并包括转位时间的事实使得上文所讨论的圆形拉削工艺非常快速。与利用一对倾斜的旋转切削工具进行的直齿锥齿轮切削相比(例如，US 2,567,273)，该对倾斜的旋转切削工具的旋转切削刀片有效地互锁以利用相同的高速钢工具材料同时切削相同的齿槽，圆形拉削工艺的切削时间仅是互锁旋转工具工艺的几分之一(例如，15％至20％)。

圆形拉削工艺的缺点在于，工件齿形轮廓是在轮廓切削工艺中形成的，该轮廓切削工艺不能产生用于具有低运动误差的共轭啮合的精确八字形齿形状。另一个缺点是圆形拉削刀片轮廓通常是圆形的，而不是渐开线或渐开线近似的。圆形拉削的又一个缺点是该工艺缺少用于侧面形状校正的可用自由度。使用圆形刀片轮廓的轮廓切削产生一定量的长度鼓形(即，在齿长度的方向上)。齿表面轮廓曲率半径的选择可产生轮廓鼓形。轮廓(即，齿高、齿根到齿顶方向)鼓形必须足够大，以掩盖基于轮廓切削工艺存在的运动学不准确性。在不重新限定切削刃轮廓和制造新的切削器的情况下，对齿表面进行微调来优化轧制性能几乎是不可能的。

在热处理之后，通过圆形拉削工艺切削的齿轮的齿表面没有被硬精加工，而是与来自热处理工艺的变形一起使用。这对于大多数实际应用是足够的。然而，随着对来自电动车辆传动系的制造商的高功率密度和静音操作的日益增长的需求，对硬精加工操作的需要在许多应用中成为一个要求。

在20世纪70年代取得了工业突破的差动齿轮的另一种制造方法是锻造。在锻造中，将温度超过2,000°F(1,093℃)的钢坯在硬钢模具中压制。该模具具有差动齿轮的带齿侧的负形形状。锻造部件的孔和背面在锻造工艺之后进行机加工。一些锻造工艺将校准作为精加工工艺。在锻造之后进行校准，以改善表面光洁度以及齿转位质量。如今，锻造以极具成本效益的制造工艺实现了高质量的差动齿轮。锻造的优点是低制造成本、具有关于弯曲和冲击的高完整性的部件的生产、以及应用修改(如在图3的齿轮组中看到的在趾部和跟部根部处的加强腹板的放置，例如，该加强腹板包括小齿轮构件和侧齿轮构件(有时称为差动齿轮组的″齿轮″构件))的可能性。一些缺点是加强腹板限制齿的弹性弯曲，该弹性弯曲可能在高负载条件下导致表面损坏(如凹陷)，并且还导致齿根中的裂纹。另外，由于存在加强腹板，齿根线不是直的或弯曲的，这使得不可能用任何现有技术的齿轮机加工工艺进行机加工。例如，机加工必须通过使用球头立铣刀和多轴机加工中心的缓慢过程来进行。

锻造齿轮具有氧化皮，该氧化皮是具有较高硬度和不同钢结构的薄外层。锻造氧化皮也有助于在高负荷下的表面破坏。锻造齿轮在模具工具寿命的第一部分与最后部分之间具有一定的齿厚变化。这种变化导致组装后齿隙的变化，这是无法控制的。锻造差动齿轮在模具工具寿命开始时太紧，这降低了效率。在模具工具寿命结束时，锻造齿轮具有太大的齿隙，这会导致咔嗒噪声和过度的传动系齿隙。

在U.S.7,364,391中以及在出版物″Plus直齿锥齿轮的制造(Plus Straight Bevel Gear Manufacture)″(Stadtfeld，Hermann J，TheGleason Works，2010年6月)中公开了制造直齿锥齿轮的另一种方法，该方法包括单侧切削工艺，该单侧切削工艺在第一步骤中粗加工并精加工所有第一侧面，然后在第二步骤中改变切削器的位置以便精加工所有第二侧面。该两步工艺可在计算机控制的多轴齿轮制造机器上进行，诸如在US 6,712,566中所公开的计算机控制的多轴齿轮制造机器，该美国专利的全部公开内容以引用方式并入本文。该两步工艺产生精确的渐开线(八字形)并允许各种侧面形式修改。在热处理之后，可以用CBN磨削工艺来磨削差动齿轮。与上文所讨论的圆形拉削或锻造相比，该两步工艺具有多种优点，特别是对于用于电动车辆传动系的差速器而言。该两步工艺的缺点是，就差动齿轮而言，与圆形拉削或锻造相比生产率较低。

发明内容

本发明包括一种用于直齿锥齿轮的机加工工艺，该机加工工艺具有非常短的机加工时间。在一个实施方案中，直齿锥齿轮组的两个构件均以非展成成形切削或成形磨削工艺进行机加工。工具轮廓具有镜像渐开线的形状，该形状由每个相应的直齿锥齿轮的等效正齿轮确定。

在另一个实施方案中，直齿锥齿轮组的一个构件在非展成成形切削或成形磨削工艺中机加工，齿轮组的另一个构件在展成工艺中机加工。

附图说明

图1示出了差动齿轮的示例。

图2是处于切削差动齿轮齿槽的过程中的圆形拉刀的视图。

图3示出了锻造差动齿轮组的横截面视图。

图4示出了用于非展成轮廓切削的外周切削器。

图5示出了本发明工艺的切削器和工件的取向以及切削行程。

图6示出了差动齿轮以及等效正齿轮的半径。

图7示出了等效正齿轮的节点、压力角和基圆半径之间的关系。

图8示出了等效正齿轮的基圆与渐开线点P_i之间的关系。

图9示出了本发明的切削或磨削工具的截面。

图10示出了直齿锥齿轮的齿槽宽度锥度的前视图。

图11示出了为成比例的槽宽锥度限定的齿深锥度。

图12示出了工具前进或收回与机加工槽宽度之间的关系。

图13示出了从趾部到跟部的一个行程中的机加工。

图14示出了利用趾部插入和从趾部到跟部的行程进行机加工。

图15示出了从跟部到趾部的一个行程中的机加工。

图16示出了利用跟部插入和从跟部到趾部的行程进行机加工。

图17示出了具有弯曲长度运动的非展成侧齿轮切削。

图18示出了通过展成工艺进行的小齿轮切削。

具体实施方式

本说明书中使用的术语″发明″、″所述发明″和″本发明″旨在广泛地指代本说明书的所有主题以及以下任何专利权利要求。含有这些术语的陈述不应被理解为限制本文所述的主题或限制所附的任何专利权利要求的含义或范围。此外，本说明书不寻求描述或限制由任何权利要求所涵盖的主题于本申请的任何特定部分、段落、陈述或附图中。应该通过参考整个说明书、所有附图和所附的任何权利要求理解主题。本发明能使用其它构造，并且能以各种方式实践或实施。并且，应理解，本文使用的措辞和术语是出于描述的目的而不应视为限制性的。

现在将参考附图讨论本发明的细节，这些附图仅以示例的方式说明本发明。在附图中，类似的特征部或部件将由相似的附图标记指代。为了清楚或详细解释的目的，某些方面或元件的大小和相对大小可能被夸大了。

本文中″包括″、″具有″和″包含″以及它们的变体的使用旨在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。使用字母或编号来标识方法或工艺的元素仅仅是用于识别，并不意味着指示元素应该以特定顺序执行。如本文所用，单数形式″一″、″一个″和″所述″也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示，并且术语″和/或″包括所列的相关联项目中的一个或多个相关联项目中的任一者和所有组合。

尽管下面在描述附图时可参考诸如上部、下部、向上、向下、向后、底部、顶部、前、后等的方向，但是为方便起见，这些参考是相对于附图进行的(通常所观察的)。这些方向并不旨在被视为字面意思或以任何形式限制本发明。另外，除非明确陈述，否则诸如″第一″、″第二″、″第三″等术语在本文中用于描述的目的，并且不旨在指示或暗示重要性或重大性。

本发明包括一种制造包括第一构件和第二构件的一对匹配直齿锥齿轮中的至少一个构件的方法。机加工第一工件坯料以产生第一构件。机加工是一种非展成工艺，包括以行程运动将旋转工具从第一工件坯料的趾部端或跟部端中的一者进给到第一工件坯料的趾部端或跟部端中的另一者，以在第一工件坯料上形成齿槽和相对的齿侧面。将第一工件坯料转位到另一个齿槽位置，并且重复进给和转位的步骤直到产生所有齿槽和所有齿侧面，从而形成第一构件。

本发明机加工方法产生具有差动齿轮的典型属性的直齿锥齿轮，这些典型属性为：粗节距齿、大齿深锥度和高压力角。本发明方法优选地利用具有大直径和多个交替的内侧切削刀片20和外侧切削刀片22的外周切削器18来执行。另选地，也可使用全轮廓切削刀片，这些全轮廓切削刀片各自同时切削齿槽的两侧和底部(即，整个齿槽)。图4示出了用于非展成、完成齿轮廓切削的外周切削器的三维视图。用于本发明工艺的优选切削器具有大直径(例如，460mm)，并且围绕其圆周带有大量(例如，40个)切削刀片(例如，棒形或条形刀片)。刀片棒的侧表面被取向为与旋转平面匹配。刀片棒的前表面相对于径向线具有例如7.42度的倾斜。

为了在没有展成运动的情况下形成直的齿根线，本发明方法的第一实施方案是非展成成形切削工艺，其优选地在一个行程中从趾部端到跟部端切削一个齿槽，如图5所示。行程方向与机加工直齿锥齿轮的齿根线平行。同时对每个槽的两个侧面进行精加工。使用碳化物作为优选切削刀片材料，对切削刃进行3面磨削(即，正面和两个侧表面)并且在四周涂覆有耐磨涂层(例如，TiAlN或A1CrN)，本发明完成工艺使得生产率能够类似于先前讨论的圆形拉削工艺。行程方向可颠倒，即趾部端到跟部端。交替方向的行程可用于产生连续齿槽。

本发明工艺优选地使用渐开线刀片轮廓(或近似具有三个连接的圆的渐开线的刀片轮廓)。切削器刀片的轮廓像镜像渐开线一样弯曲，以便在切削齿轮上产生渐开线轮廓。可修改刀片轮廓以便在齿上实现轮廓鼓形、齿尖修圆和/或齿根修圆。通过应用齿尖修圆和齿根修圆，轮廓中心可保持共轭，这导致低运动传输误差、低噪声和更高的承载能力。优选地，利用五(或更多)轴计算机控制的(例如，CNC)机器(诸如先前公开的US 6，712，566)引导切削工具穿过齿槽，这使得能够形成某些侧面形式修改，诸如长度鼓形和侧面扭转。还可应用心理声学齿侧面形式散射，目的是减少可听到的噪声。

渐开线参数由如图6所示的正中端面处限定的等效正齿轮确定，该图示出了直齿锥齿轮横截面的二维视图。在标准(例如，AGMA等)中使用等效正齿轮，以便将直齿锥齿轮的某些特征与等效正齿轮相关联。为了实现原始直齿锥齿轮和等效正齿轮之间的可比(等效)运动学，在直齿锥齿轮的正中端面处的旋转的动量极点用于限定等效正齿轮的节圆直径(直齿锥齿轮的节圆直径/cos(节距角)＝等效正齿轮的节圆直径)。等效正齿轮的齿比例与直齿锥齿轮相同，这意味着在两种情况下，相同的模数和压力角适用。利用等效正齿轮的已知节圆直径和压力角，可计算出正齿轮的渐开线。等效正齿轮的渐开线现在可用于直齿锥齿轮。在大多数情况下，将等效正齿轮的渐开线(由直齿锥齿轮的正中端面尺寸限定)应用于直齿锥齿轮的整个面宽度是可行且足够精确的。

在下面的讨论和等式中，长度/距离测量的单位优选地以毫米(mm)为单位，但是另选地可以英寸为单位。在位于趾部与跟部之间的中心的正中端面处(参见图6)，示出了垂直于节线的线。该线在交点处与齿轮轴线相交。从交点到节线的该线的长度是等效正齿轮的节圆半径。该长度是通过将锥齿轮的节圆半径除以节距角的余弦来计算的。在差动齿轮的正中端面处的节圆直径除以节距角的余弦，以得到等效正齿轮节圆直径：

图7示出了节点、压力角和基圆半径之间的二维关系。等效正齿轮的节圆(虚线弧形)被示出位于等效正齿轮的中心周围。竖直虚线从等效正齿轮的中心延伸到节圆并超出该节圆。竖直线与节圆的交点限定了节点。直线(即，侧面切线)相对于竖直线方向倾斜与压力角相等的量，并且延伸通过节点。垂直于侧面切线并且在节点处开始，渐开线半径线向右延伸并在切点处与渐开线基圆相切。垂直于渐开线基圆切线的线从切点延伸并与等效正齿轮的中心相交。该线的长度是等效正齿轮的基圆的半径。切点(在渐开线基圆处)与节点之间的距离限定了在节点处的渐开线半径的长度。

渐开线的基圆由图7中的图形计算：

基圆直径＝等效正齿轮节圆直径×cos(压力角) (2)

图8示出了等效正齿轮的基圆与渐开线点P_i之间的关系的二维视图。图8还示出了使用渐开线半径逐点展开的齿轮廓。以这种方式产生的轮廓是真实直齿锥齿轮在正中端面处的轮廓。该轮廓还用于确定作为镜像的切削刀片轮廓。图8还示出了在节圆处的齿轮廓厚度。可选地引入如图8的图形所示的齿尖和齿根修圆。

对于每个轮廓点分别计算渐开线半径(在图8中示出的点P_i)：

工具轮廓是在正中端面处的齿轮槽的负形轮廓，其也可被称为镜像或反向渐开线。图9示出了工具轮廓的横截面。

从趾部到跟部的切削(或反之亦然)和同时精加工一个槽的两个侧面需要沿着齿槽的左和右侧面的节线机加工成比例的槽宽锥度(参见图10)。成比例意味着沿节锥方向延伸的侧面线与直齿锥齿轮的轴线(在图10的前视图中示为″直齿锥齿轮的中心″)相交。图10示出了成比例的槽宽锥度，其中槽宽在直齿锥齿轮的中心处从零宽度开始并且成比例地增加。在每个径向位置处，在该位置处的周长除以齿数的两倍。这提供了两个匹配齿轮的相等的齿厚和槽宽。为了平衡两个匹配构件之间的强度，可稍后将一定量的库存材料添加到两个构件中的一个构件，并且从另一个构件减去相同量的库存材料(轮廓侧向移位)。在引入轮廓侧向移位之后，槽宽锥度仍然是成比例的。

可通过限定特定齿根角(如图11所示的节线与齿根线之间的角度)来实现成比例的槽宽锥度。图11示出了锥齿轮的横截面的二维视图。在完成过程中机加工的直齿锥齿轮的齿深锥度需要齿根角。确定齿根角以便提供沿着节线的成比例的齿槽宽度。从节距角中减去齿根角以获得根锥角。为了使两个匹配构件之间的顶根间隙均匀，可通过将齿根角加到节距角上来确定齿面角。

下面示出确定齿根角的一种方式。

正中端面、趾部和跟部处的节线处的齿槽宽度计算(以弧长计)：

节线处的平均槽宽＝(正中端面处的节圆直径)×(π/2/齿数) (4)

节线处的趾部槽宽＝(趾部处的节圆直径)×(π/2齿数) (5)

节线处的跟部宽度＝(跟部处的节圆直径)×(π/2/齿数) (6)

齿槽在趾部处必须有更浅的量：

Δ趾部＝(节线处的趾部槽宽-节线处的平均槽宽)/2/tan(压力角) (7)

槽在跟部处必须有更深的量：

Δ跟部＝(节线处的跟部槽宽-节线处的平均槽宽)/2/tan(压力角) (8)

然后齿根角由下式确定：

齿根角＝arctan((Δ跟部-Δ趾部)/齿面宽度) (9)

这允许特定齿轮的根锥角由下式确定：

根锥角＝节距角-齿根角 (10)

两个匹配构件之间的齿隙是通过将每个相应构件的节圆处的切削器轮廓厚度增加(这将齿廓厚度减小，在图8中示出)期望齿隙量的一半而产生的。

为了在啮合构件之间实现平行的顶部-根部间隙，齿面角可由下式确定：

齿面角＝节距角+齿根角(11)

图12中示出了工具在正中端面、趾部和跟部处的位置之间的关系。工具从正中端面朝向跟部前进(相对于节线)，使得其切削较深的槽。工具从正中端面朝向趾部收回(相对于节线)，使得其切削较浅的槽。切削刀片的尖端沿着工件的齿根线前进，从而导致齿槽沿其长度在趾部端与跟部端之间的适当深度和宽度。

对于槽切削期间的动作，解释了四个实施例。实施例1在图13中示出，该图示出了直齿锥齿轮差动齿轮的横截面的二维视图以及处于机加工过程的开始位置(在趾部之前)和结束位置(在跟部处)的切削器头的简化视图。切削器执行从趾部到跟部的一个行程运动，以便完成一个槽的两个侧面。在开始位置中，切削器位于趾部之前，其中切削器轮廓圆与延伸的齿根线相切。在开始位置中，切削器以少量的趾部间隙清理部件。从开始位置，行程将切削器移动到跟部处的结束位置，使得切点在槽的外侧一小段(跟部间隙切点)。

实施例2在图14中示出，该图示出了直齿锥齿轮差动齿轮的横截面的二维视图以及处于开始位置(在趾部处，从齿根线收回)的切削器头的简化视图。切削器从开始位置插入到齿根线，并且然后以行程运动移动到跟部处的结束位置，以便完成一个槽的两个侧面。在开始位置中，切削器位于趾部处，但从齿根线收回，使得其清理坯料(顶部间隙)。切削器从开始位置插入，直到切削器轮廓到达趾部间隙切点。插入之后是从趾部到跟部的行程。行程在跟部间隙切点处结束。

实施例3在图15中示出，该图示出了直齿锥齿轮差动齿轮的横截面的二维视图以及处于机加工过程的开始位置(在跟部之后)和结束位置(在趾部处)的切削器头的简化视图。切削器执行从跟部到趾部的一个行程运动，以便完成一个槽的两个侧面。在开始位置中，切削器位于跟部之后，其中切削器轮廓圆与延伸的齿根线相切。在开始位置中，切削器以少量的跟部间隙清理部件。从开始位置，行程将切削器移动到趾部处的结束位置，使得切点在槽的外侧一小段(趾部间隙切点)。

实施例4在图16中示出，该图示出了直齿锥齿轮差动齿轮的横截面的二维视图以及处于开始位置(在跟部处，从齿根线收回)的切削器头的简化视图。切削器从开始位置插入到齿根线，并且然后以行程运动移动到趾部处的结束位置，以便完成一个槽的两个侧面。在开始位置中，切削器位置在跟部处，但从齿根线收回，使得其清理坯料(顶部-跟部间隙)。切削器从开始位置插入，直到切削器轮廓到达跟部间隙切点。插入之后是从跟部到趾部的行程。行程在趾部间隙切点处结束。

该工艺不限于切削，而是也适用于其他机加工工艺，诸如硬刮削和磨削。

此外，该工艺不限于一个行程。也可将所述的行程用于粗加工，并且将反向行程用于精加工。

并且，本发明不限于完成过程，而是包括用第一行程对第一齿侧表面进行粗加工和精加工，然后用反向行程(具有不同的设置)对第二(即相对的)齿侧表面进行精加工。

在第二实施方案中，齿轮组的侧齿轮构件以类似于上文所讨论的第一实施方案的方式是非展成的，但小齿轮构件是展成的(或反之亦然)。对于非展成侧齿轮构件，通过成形切削工艺来产生齿槽，该成形切削工艺优选地在一个行程中从趾部端到跟部端(或从跟部端到趾部端)切削一个齿槽，如图17所示。为了消除当与展成小齿轮啮合滚动时可能发生的趾部和跟部边缘接触，行程长度运动不是直的(如图5中的行程方向)，而是弯曲的，以朝向齿端逐渐更深地切削。该切削器具有直边交替切削刃(即，内侧和外侧切削刀片)并且产生从开始位置(例如，趾部端)到结束位置(例如，跟部端)的两个齿侧面。

图18示出了小齿轮构件在表示展开的圆柱体的平面(由附图页表示)中的展成。圆柱体具有平行于该平面并垂直于图18中的切削器轴线的轴线。圆柱体的半径等于匹配侧齿轮的平均锥距。切削器具有梯形的切削刃轮廓并且执行从小齿轮的开始滚动角位置到结束滚动角位置的线性移动(在附图平面中，表示展开的圆柱体)。在直线切削器移动的同时，小齿轮旋转以产生齿轮廓。切削刀片不具有如第一实施方案(图9)的情况中的反向渐开线轮廓，而是具有直切削刃，该直切削刃可被修改为包括刀片轮廓边缘曲率半径以在齿表面上产生一些轮廓鼓形。小齿轮展成使用匹配的非展成侧齿轮作为理论展成齿轮。这在小齿轮齿表面的轮廓中提供了额外曲率，使得侧齿轮齿轮廓可以是直的以用于正确的齿轮啮合动作。

因为小齿轮切削器不执行长度移动，所以齿根线将随着切削器的半径而弯曲。该布置将在齿的两个端部处产生堆积状态。当在与侧齿轮的未修改的齿表面啮合的情况下滚动时，堆积状态导致负形长度鼓形并且可能导致在趾部和跟部端处的边缘接触。然而，如上文所讨论的，为了消除滚动期间的趾部和跟部边缘接触，行程长度运动在侧齿轮的非展成生产期间不是直的(类似于图5中的行程方向)，而是弯曲的，以朝向齿端逐渐更深地切削(图17)。

本发明还考虑小齿轮构件是非展成的以及侧齿轮构件是展成的，以及通过相应的展成工艺制造小齿轮构件和侧齿轮构件两者。

除了上述和图18中所示的展成运动之外，展成小齿轮的齿侧表面还可诸如通过引入侧面扭转控制、纵向鼓形和/或其他齿侧表面修改(诸如在US 5,580,298中公开的那些修改)而被进一步优化，该美国专利的全部公开内容以引用方式并入本文。

虽然已参考优选实施方案描述了本发明，但应理解，本发明并不限于其细节。在不脱离所附权利要求书的精神和范围的情况下，本发明旨在包括对于本领域技术人员显而易见的修改。

Claims (20)

1.一种制造包括第一构件和第二构件的一对匹配直齿锥齿轮中的至少一个构件的方法，所述方法包括：

机加工第一工件坯料以产生所述第一构件，所述机加工是一种非展成工艺，所述非展成工艺包括以行程运动将旋转工具从所述第一工件坯料的趾部端或跟部端中的一者进给到所述第一工件坯料的趾部端或跟部端中的另一者，以在所述第一工件坯料上形成齿槽和相对的齿侧面，

将所述第一工件坯料转位到另一个齿槽位置，

重复所述进给和转位直到产生所有齿槽和所有齿侧面，从而形成所述第一构件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述工具是外周切削或磨削工具。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述外周切削工具包括多个交替的内侧切削刀片和外侧切削刀片。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述内侧切削刀片和所述外侧切削刀片具有呈镜像渐开线形式的弯曲刀片轮廓，以便在所述齿侧面上产生渐开线轮廓。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述行程运动包括单个行程。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述行程运动是直的或弯曲的。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述弯曲的行程运动将所述齿槽朝向所述齿槽的所述趾部端和所述跟部端机加工得更深。

8.根据权利要求1所述的方法，其中在开始所述行程运动之前，所述工具相对于所述第一工件坯料以插入方式进给到在所述趾部端或所述跟部端处的预定齿槽深度。

9.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：

在所述齿侧面上进行精加工操作，以在所述齿侧面上提供精加工的齿表面。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述精加工操作包括磨削或硬刮削。

11.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：机加工第二工件坯料以生产所述第二构件，所述机加工是一种展成工艺，所述展成工艺包括：

使旋转工具与第二工件坯料接合，并且通过使所述旋转工具在线性方向上移动结合使所述第二工件坯料从开始滚动角度旋转到结束滚动角度，在所述第二工件坯料上展成齿槽和相对的齿侧面，

将所述第二工件坯料转位到另一个齿槽位置，

重复所述接合、展成和转位直到产生所有齿槽和所有齿侧面，从而形成所述第二构件。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述工具是外周切削或磨削工具。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述外周切削工具包括多个交替的内侧切削刀片和外侧切削刀片。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述内侧切削刀片和所述外侧切削刀片形成梯形切削刃轮廓。

15.根据权利要求11所述的方法，所述方法还包括：

在所述齿侧面上进行精加工操作，以在所述齿侧面上提供精加工的齿表面。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述精加工操作包括磨削或硬刮削。

17.一种制造包括第一构件和第二构件的一对匹配直齿锥齿轮中的至少一个构件的方法，所述方法包括：

机加工第一工件坯料以产生所述第一构件，所述机加工是一种非展成工艺，所述非展成工艺包括以行程运动将旋转工具从所述第一工件坯料的趾部端或跟部端中的一者进给到所述第一工件坯料的趾部端或跟部端中的另一者，以在所述第一工件坯料上形成齿槽和相对的齿侧面，

将所述第一工件坯料转位到另一个齿槽位置，

重复所述进给和转位直到产生所有齿槽和所有齿侧面，从而形成所述第一构件，

或者

使旋转工具与第一工件坯料接合，并且通过使所述旋转工具在线性方向上移动结合使所述第一工件坯料从开始滚动角度旋转到结束滚动角度，在所述第一工件坯料上展成齿槽和相对的齿侧面，

将所述第一工件坯料转位到另一个齿槽位置，

重复所述接合、展成和转位直到产生所有齿槽和所有齿侧面，从而形成所述第一构件。

18.根据权利要求17所述的方法，其中所述工具是外周切削或磨削工具。

19.根据权利要求17所述的方法，所述方法还包括：

在所述齿侧面上进行精加工操作，以在所述齿侧面上提供精加工的齿表面。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述精加工操作包括磨削或硬刮削。