SE515468C2 - Kugghjul avsett att med presspassning förbindas till en axel och en axel uppbärande ett presspassat kugghjul - Google Patents

Description

'z . . . H ' TEKNISKT PRÛBLEM När ett kugghj ul pressas på en axel för att åstadkomma ett pressförband uppkommer mycket stora spänningar i så väl kugghjul som axel. Dessa spänningar är en nödvändighet för att skapa ett starkt förband. I fordonsväxellådor, och i synnerhet fordonsväxellådor för tunga fordon, överförs mycket stora moment via de i växellådan ingående kugghjulen. Detta överförda moment ger i sin tur upphov till spänningar vilka överlagras spänningsfältet från presspassningen. Det förhöjda spänningsnivån medför att risk for sprickbildning, i synnerhet vid kuggroten, vilket medför att utmattningsbrott kan ske.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Ändamålet med uppfinningen är att tillhandahålla ett kugghjul, avsett att med presspassning förbindas till en axel samt en axel uppbärande ett presspassat kugghjul, där risken för sprickbildning vid kuggroten, och därigenom utmattningsbrott reduceras.

Detta ändamål uppnås genom att utforma kugghjulet enligt kännetecknande delen av patentkravet l och axeln enligt kännetecknande delen av patentkravet 2. Genom att utforma kugghj ulet med åtminstone en ett nav vilket uppvisar flank vilken sträcker sig axiellt utanför kuggbanan och en genomföring med ett första område beläget radiellt innanför kuggbanan och ett andra område beläget axiellt utanför kuggbanan samt anordna kugghj ulet och axeln så att, vid presspassning av kugghjulet på därför avsedd axel, medelkontaktrycket inom det andra området väsentligt överstiger medelkontakttrycket inom det andra området reduceras spänningarna i området beläget radiellt innanför kuggbanan. Detta medför att spänningsfaltet som uppkommer genom presspassningen reduceras inom det område som omgiver kuggbanan, med följd att risken för utmattningsbrott i kuggröttema minskas. I drift överförs huvuddelen av det vridande momentet från kugghj ulet till axeln via förbandet inom det andra området, vilket innebär att kuggbanan avlastas från belastningen som åstadkommes av presspassningen.

I en föredragen utföringsforrn anordnas en avlastningszon mellan det första och det andra området. Denna avlastningszon utformas i en föredragen utföringsforrn såsom ett koncentriskt spår i mantelytan hos en cylindrisk genomföring i navet. 3 . ..

FIGURBESKRIVNIN G Uppfinningen kommer nedan att beskrivas i detalj i samband med bifogad ritningsfigur där fig. l fig. 2 ñg. 3 ñg. 4 fig. 5 fig. 6 fig. 7 visar en genomskärning av en sidovy av ett flankförsett kugghjul samt en vy från kugghjulets ena gavel, visar en genomskärning av en symmetrihalva av kugghjulet enligt en första utföringsform av uppfinningen, visar en förstoring av markerat område i figur 2, visar en genomskärning av en symmetrihalva av kugghjulet enligt en andra utföringsform av uppfinningen, visar en förstoring av markerat område i figur 4, visar en genomskärning av en symmetrihalva hos en axel på vilken kugghjulet är avsett att fastpressas, och visar en förstoring av markerat område i figur 6.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM I figur l visas ett kugghjul vilket generellt betecknas med 1.Kugghj ulet uppbär en kuggbana 2 vilken är riktad radiellt utåt. Kuggbanan är förbunden med ett nav 3. Navet 3 uppvisar en flank 4 vilken sträcker sig axiellt utanför kuggbanan. Kugghj ulets nav 3 uppvisar en genomföring 5 vilken löper axiellt genom kugghjulet. Kugghjulet är avsett att pressas på en (icke visad) axel vilken uppvisar en diameter som något överstiger diametern på genomföringen 5 varvid ett sk. pressförband mellan kugghjul och axel åstadkommes. 515 468' .... i. t .. i -a . ' “' “ ' . . . .. . . t . _ -H -=~ -. Hp. . s . , .

L, r . . ' Genomföringen 5 uppvisar mantelyta med ett första område 6 beläget radiellt innanför nämnda kuggbana och ett andra område 7 beläget utanför nämnda första område.

I figur 2 visas genomskärning av en symmetrihalva av kugghjulet enligt en första utföringsform av uppfinningen. I denna utföringsform separeras det första och det andra området 6, 7 av en avlastningszon 8. Avlastningszonen utgörs av ett spår i mantelytan.

Avlastningszonen har till uppgift att tillse att de spänningen som uppstår vid presspassningen inom det första området med mindre omfattning sprider sig till kuggbanan via det andra området.

Enligt den detaljíörstoring som visas i figur 3 framgår det att genomföringen uppvisar en större diameter d2 inom det första området 6 än motsvarande diameter dl inom det andra området 7. I detta fall är kugghjulet avsett att monteras på en axel med konstant diameter på tvärsnittet.

I figur 4 och 5 visas en andra utföringsforrn av uppfinningen där genomföringens diameter dl och d2 vid det första och det andra området 6, 7 är lika stora. Detta kugghjul är avsett att monteras på en axel såsom visas i figur 6 och 7 vilken uppvisar en mantelyta 9 med ett första område 10 med en diameter d3 vilken överstiger diametern d4 hos ett andra område ll av mantelytan. Vid montering av kugghjulet på denna axel på ett sådant sätt att kugghj ulet första område placeras radiellt utanför axelns första område kommer spänningen inom det första området att överstiga spänningen inom det andra området.

Uppfinningen är ej begränsad till det ovan beskrivna och i figurerna visade utföringsexemplet utan kan varieras inom ramen för efterföljande patentkrav. Exempelvis kan det första området utformas av ett material vilket uppvisar större deforrnationsmotstånd än det material vilket det andra området utformas av. Vid presspassning på en axel med konstant tvärsnitt kommer därigenom ett större kontakttryck att uppstå inom det första området. Kombinationer av de tre angivna metodema att uppnå uppfinningens fördelar är även tänkbara.

Claims (2)

51-5 468 S' PATENTKRAV

1. Kugghjul (l), avsett att med presspassning förbindas till en axel, där kugghjulet uppvisar ett nav (3) och en med navet förbunden kuggbana (2), där navet uppvisar åtminstone en flank (4) vilken sträcker sig axiellt utanför kuggbanan och en genomföring (5) med ett första område (6) beläget radiellt innanför kuggbanan och ett andra område (7) beläget axiellt utanför kuggbanan kännetecknat av att vid presspassning av kugghjulet på därför avsedd axel, medelkontaktrycket inom det andra området (7) väsentligt överstiger medelkontakttrycket inom det första området (6). 2 Axel uppbärande ett presspassat kugghjul (1) vilket uppvisar ett nav (3) och en med navet förbunden kuggbana (2), där navet uppvisar åtminstone en flank (4) vilken sträcker sig axiellt utanför kuggbanan varvid navet uppvisar en genomföring (5) med ett första område (6) beläget radiellt innanför kuggbanan och ett andra område (7) beläget axiellt utanför kuggbanan k ä n n e t e c k n a d a v att vid presspassning av kugghj ulet på därför nämnda axel, medelkontaktrycket inom det andra området (7) väsentligt överstiger medelkontakttrycket inom det första området (6). 3 Axel enligt krav 2 k ä n n e t e c k n a d a v att kugghjulet uppvisar en cylindrisk urtagning med en diameter som understiger axelns diameter och att diameterskillnaden inom det andra området överstiger diameterskillnaden inom det första området. 4 Axel enligt krav 3 k ä n n e t e c k n a d a v att den cylindriska urtagningen uppvisar en mindre diameter inom det andra området än inom det första området. 515 468 (3 Axel enligt något av patentkraven

2. - 4 k ä n n e t e c k n a d a v att en avlastningszon (8) är belägen mellan det första området (6) och det andra området (7). Axel enligt krav 5 k ä n n e t e c k n a d a v att nämnda avlastningszon (8) utgörs av ett spår i den cylindriska urtagníngens mantelyta.