TWI727508B - 齒輪製造方法及其結構 - Google Patents

Abstract

本發明主要揭露一種齒輪及其製造方法，該齒輪是由一雛形品製成，該雛形品具有一外環體及一盤體。該方法是利用不同銑刀對該外環體先、後進行一第一銑削作業及一第二銑削作業，以使該外環體變成多個柱狀凸齒、多個齒溝及多個對準凸緣。其中，該些柱狀凸齒環列於該盤體的周緣，每一齒溝位於每一對相鄰的柱狀凸齒之間，且從每一齒溝凸出形成的弧形對準凸緣具有等高的凸出高度。

Description

齒輪製造方法及其結構

本發明涉及一種齒輪的製造方法，該齒輪能與一皮帶嚙合形成一新的皮帶傳送系統。

鍊條傳動系統是一種常見傳動系統，它基本上包括一鍊條及兩鍊輪，兩鍊輪分別為一主動鍊輪及一從動鍊輪，人或機器所產生的動力驅使該主動鍊輪轉動，藉由該鍊條的傳動，使得該從動鍊輪跟著轉動。這樣的鍊條傳動系統相當常見，例如，多數自行車就是採用該鍊條傳動系統來帶動其前輪及後輪。另一種常見的傳動系統是皮帶傳動系統，它基本上包括一皮帶及兩皮帶輪，該皮帶的作用與該鍊條相當，該兩皮帶輪與該兩鍊輪的作用相當，如一般所知的，該皮帶傳動系統常見於機械設備上，但在自行車上則相當罕見。

現有的鍊條傳動系統通常有需要定期施加潤滑油、易卡入碎屑、及噪音大等問題，現有的皮帶傳動系統雖可解決前述問題，但它本身也有其它的問題等待解決，例如皮帶傳動系統的皮帶與皮帶輪之間是面與面的緊迫接觸，不像鍊條傳動系統的鍊輪是用它的齒嚙合於鍊條。

為了整合上述兩種傳動系統的優點，目前有一種特殊皮帶傳動系統問世，例如台灣I421425專利所揭露的皮帶傳動系統，它包括一皮帶及至少一齒輪。該皮帶具有多個沿長度方向排列 的凸塊，該些凸塊勻彼此間隔一凹溝。該齒輪的週緣具有多個柱狀凸齒，該些柱狀凸齒彼此間隔一齒溝。其中，該齒輪的該些柱狀凸齒係對應嚙合於該皮帶的該些凹溝，該皮帶的該些凸塊係對應嚙合於該齒輪的該些齒溝，藉此，該齒輪可良好地帶動或從動於該皮帶。特別的是，該皮帶的每一凸塊各有一對準槽，該齒輪的每一齒溝內各有一對準凸緣供對應嵌入該皮帶上的對準槽，藉此，該皮帶將不易從該齒輪滑脫。

與此相關或類似的專利，可再參見台灣I646276號專利及台灣公開第201908624號專利。

本發明之齒輪製造方法包括提供一雛形品，該雛形品具有一外環體及被該外環體包圍的一盤體，該外環體在軸向上的厚度大於該盤體在軸向上的厚度。該方法還包括對該雛形品的該外環體進行一第一銑削作業，用以將該外環體銑製成多個雛形凸齒與多個雛形齒溝，該些雛形凸齒環列於該盤體的周緣，每一雛形齒溝分別位於每一對相鄰的雛形凸齒之間，且每一雛形齒溝與該盤體之間各具有一保留雛體。該方法更包括對每一保留雛體進行一第二銑削作業，以使每一保留雛體的一上段部分及一下段部分都被銑掉，只剩一小段的中間部分，且該中間部分變成一弧形對準凸緣，每一雛形凸齒變成一柱狀凸齒，每一雛形齒溝變成一齒溝。其中，該些柱狀凸齒環列於該盤體的周緣，每一齒溝位於每一對相鄰的柱狀凸齒之間，每一齒溝具有相面對的一第一側壁與一第二側壁、位於該第一側壁與第二側壁之間的一凹弧壁、及從該第一側壁延伸經過該凹弧壁再延伸到該第二側壁的一弧形對準凸緣，該弧形對準凸緣從該第一側壁凸出的高度、該弧形對準凸緣從該第二側壁凸出的高度、及該弧形對準凸緣從該凹弧壁凸出的高度均相等，且每一弧形對準凸緣的頂緣係界定出一圓弧狀凹槽。

本發明還提供一種新的齒輪，其周緣形成有多個柱狀凸齒，該些柱狀凸齒彼此間隔一齒溝，每一齒溝具有相面對的一第一側壁與一第二側壁、位於該第一側壁與第二側壁之間的一凹弧壁、及從該第一側壁延伸經過該凹弧壁再延伸到該第二側壁的一弧形對準凸緣，該弧形對準凸緣從該第一側壁凸出的高度、該弧形對準凸緣從該第二側壁凸出的高度、及該弧形對準凸緣從該凹弧壁凸出的高度均相等，且每一弧形對準凸緣的頂緣係界定出一圓弧狀凹槽。

在一實施例中，本發明之齒輪的每一弧形對準凸緣是位於各自的齒溝的中間。在另一實施例中，本發明之齒輪的每一弧形對準凸緣是位於各自的齒溝且偏離中間的位置。

本發明另提供一種用於上述第二銑削作業的銑刀，該銑刀具有一軸柱及延伸自該軸柱的一側刃部，該側刃部具有一環溝，該環溝將該側刃部區隔成兩部分，其中一部分用於銑削掉請求項上述保留雛體的上段部分，另一部分用於銑削掉上述保留雛體的下段部分，該環溝用於在前述銑削過程中容納上述保留雛體的中間部分。

本發明之齒輪於製作其柱狀凸齒、齒溝與弧形對準凸緣的過程中，不需進行上述雛形品的翻面作業，可大幅降低製造時間及提高製造速度，從而大幅降低製造成本。

a~c:步驟

10:雛形品

101:外環體

102:盤體

103:結合孔

104:雛形凸齒

105:雛形齒溝

106:保留雛體

T1、T2:厚度

11:柱狀凸齒

12:齒溝

121:第一側壁

122:第二側壁

123:凹弧壁

124:弧形對準凸緣

H1、H2、H3:高度

125:圓弧狀凹槽

A:小圓

2:皮帶

21:凸塊

22:凹溝

211:對準溝槽

3:銑刀

30:軸柱

31:側刃部

32:環溝

圖1係本發明之齒輪製造方法的流程示意圖。

圖2顯示本發明該方法中的雛形品的立體圖。

圖3顯示該雛形品的部分斷面圖。

圖4顯示完成一第一銑削作業的雛形品的立體圖。

圖5顯示完成該第一銑削作業的雛形品的部分立體放大圖。

圖6顯示完成該第一銑削作業的雛形品的部分平面放大圖。

圖7顯示完成一第二銑削作業的雛形品的立體圖。

圖8顯示完成該第二銑削作業的雛形品的部分立體放大圖。

圖9顯示完成該第二銑削作業的雛形品的部分平面放大圖。

圖10顯示本發明該方法中所使用的銑刀的平面圖。

圖11顯示本發明之齒輪與一皮帶嚙合時的部分立體放大圖。

圖12顯示本發明之齒輪與該皮帶嚙合時的部分平面放大圖。

圖13係本發明之齒輪的另一個實施例的部分立體放大圖。

圖1顯示本發明之齒輪製造方法的一個較佳實施例，該方法包括以下步驟：首先，如步驟a，提供預先製作好的一雛形品10，如圖2及圖3所示，雛形品10具有一外環體101及被外環體101包圍的一盤體102，外環體10在軸向上的厚度T1大於盤體102在軸向上的厚度T2。在此實施例中，盤體102大部分是鏤空的，但此非必要，可視運用場合決定鏤空多少，甚至全部不鏤空或是僅於盤體102中央設置一中央孔。此外，盤體102還具有多個結合孔103，但此僅是針對一特定應用場合而設置，並非必要。

上述具有預定造形的雛形品10可由圓形的一金屬餅來製作，該金屬餅是從一金屬圓柱切下來的。然後，對該金屬餅進行車削、銑削等金屬加工作業，藉以形成雛形品10。雛形品10也可以使用鋁擠型方式來製作，亦即，先以鋁擠型方式形成內部為中空的一鋁管，然後對該鋁管進行切片，再對切下的一鋁片進行車削、銑削等金屬加工作業，藉以形成雛形品10。

接著，如圖1所示的步驟b，對雛形品10的外環體101進行一第一銑削作業，用以將外環體101銑製成如圖4至6所示的多個雛形凸齒104與多個雛形齒溝105，該些雛形凸齒104環列於 盤體102的周緣，每一雛形齒溝105分別位於每一對相鄰的雛形凸齒104之間，且每一雛形齒溝105與盤體102之間各具有一保留雛體106，請參見圖5及圖6中用虛線標示的地方。

然後，如圖1所示的步驟c，對每一保留雛體106進行一第二銑削作業，以使每一保留雛體106的一上段部分106a及一下段部分106b都被銑掉，只剩一小段的中間部分106c，且該中間部分106c變成如圖7至9所示的弧形對準凸緣124，每一雛形凸齒104變成如圖7至9所示的柱狀凸齒11，每一雛形齒溝105變成如圖7至9所示的齒溝12。

如圖8及圖9所示，每一齒溝12內有相面對的一第一側壁121與一第二側壁122、位於第一側壁121與第二側壁122之間的一凹弧壁123、及從第一側壁121延伸經過凹弧壁123再延伸到第二側壁122的一弧形對準凸緣124，且弧形對準凸緣124從該第一側壁121凸出的高度H1、弧形對準凸緣124從第二側壁122凸出的高度H2、及弧形對準凸緣124從凹弧壁123凸出的高度H3均相等，亦即，H1=H2=H3，或是說，從齒溝12凸出形成的弧形對準凸緣124是具有等高的凸出高度。其中，每一弧形對準凸緣124的頂緣可界定出一圓弧狀凹槽125，圓弧狀凹槽125的底緣(亦即弧形對準凸緣124的頂緣)可與一個虛擬的小圓A的半圓相切。

圖10顯示用於進行上述第二銑削作業的銑刀3，銑刀3具有一軸柱30及延伸自軸柱30的一側刃部31，側刃部31具有一環溝32，使得側刃部31被環溝32區隔成兩部分，其中一部分用於銑削掉保留雛體106的上段部分106a，另一部分用於銑削掉保留雛體106的下段部分106b，使得雛形凸齒104得以變成柱狀凸齒11，雛形齒溝105得以變成齒溝12，而環溝32則用於在前述銑削過程中容納保留雛體106的中間部分106c，使得中間部分106c得以變成弧形對準凸緣124。

圖11及12顯示本發明之齒輪與一皮帶2的嚙合情形。皮帶2具有多個凸塊21，該些凸塊21彼此間隔一凹溝22，且 每一凸塊21的中間各具有一對準溝槽211，這些對準溝槽211沿皮帶2的長度方向間隔排列成一直線。其中，本發明之齒輪的柱狀凸齒11可對應嚙合於皮帶2上的凹溝22，而本發明之齒輪的弧形對準凸緣124則可對應嵌入皮帶2上的對準溝槽211，以防止皮帶2從本發明之齒輪滑脫出去。

在此實施例中，每一弧形對準凸緣124位於各自的齒溝12的中間，但也可以位於偏離中間的位置，一如圖13所示。

由上述說明可知，本發明之齒輪，如圖7所示，它的柱狀凸齒11、齒溝12與弧形對準凸緣124的製作過程中，不需進行雛形品10的翻面作業，故可大幅降低製造時間及提高製造速度，從而大幅降低製造成本。

11:柱狀凸齒

12:齒溝

121:第一側壁

122:第二側壁

123:凹弧壁

124:弧形對準凸緣

125:圓弧狀凹槽

Claims (4)

1. 一種齒輪製造方法，包括：提供一雛形品，該雛形品具有一外環體及被該外環體包圍的一盤體，該外環體在軸向上的厚度大於該盤體在軸向上的厚度；對該雛形品的該外環體進行一第一銑削作業，用以將該外環體銑製成多個雛形凸齒與多個雛形齒溝，該些雛形凸齒環列於該盤體的周緣，每一雛形齒溝分別位於每一對相鄰的雛形凸齒之間，且每一雛形齒溝與該盤體之間各具有一保留雛體；及對每一保留雛體進行一第二銑削作業，以使每一保留雛體的一上段部分及一下段部分都被銑掉，只剩一小段的中間部分，且該中間部分變成一弧形對準凸緣，每一雛形凸齒變成一柱狀凸齒，每一雛形齒溝變成一齒溝；其中，該些柱狀凸齒環列於該盤體的周緣，每一齒溝位於每一對相鄰的柱狀凸齒之間，每一齒溝具有相面對的一第一側壁與一第二側壁、位於該第一側壁與第二側壁之間的一凹弧壁、及從該第一側壁延伸經過該凹弧壁再延伸到該第二側壁的一弧形對準凸緣，該弧形對準凸緣從該第一側壁凸出的高度、該弧形對準凸緣從該第二側壁凸出的高度、及該弧形對準凸緣從該凹弧壁凸出的高度均相等，且每一弧形對準凸緣的頂緣係界定出一圓弧狀凹槽。
2. 一種齒輪，其周緣形成有多個柱狀凸齒，該些柱狀凸齒彼此間隔一齒溝，每一齒溝具有相面對的一第一側壁與一第二側壁、位於該第一側壁與第二側壁之間的一凹弧壁、及從該第一側壁延伸經過該凹弧壁再延伸到該第二側壁的一弧形對準凸緣，該弧形對準凸緣從該第一側壁凸出的高度、該弧形對準凸緣從該第二側壁凸出的高度、及該弧形對準凸緣從該凹弧壁凸出的高度均相等，且每一弧形對準凸緣的頂緣係界定出一圓弧狀凹槽。
3. 如請求項1所述的齒輪，其中每一弧形對準凸緣位於各自的齒溝的中間。
4. 如請求項1所述的齒輪，其中每一弧形對準凸緣位於各自的齒溝且偏離中間的位置。

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