剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪制造技術

本發(fā)明專利技術涉及一種剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪，特別是提供了一種利用柔性材料錐面齒輪錐型圓周面的摩擦力，使嚙合齒輪組在分離狀態(tài)轉(zhuǎn)換為嚙合狀態(tài)過程中的轉(zhuǎn)速接近同步后變換位置于剛性齒輪之間的嚙合傳動，齒輪嚙合的過程在外力推動下自動完成。采用本發(fā)明專利技術的剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪用于變速裝置，可簡化變速裝置的設計和制造，提高變速裝置的可靠性和提高動力傳輸效率。本發(fā)明專利技術的剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪用于連軸器使用時具有動力傳輸?shù)母咝什⒖珊喕浣Y(jié)構(gòu)。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪，特別是提供了一種利用柔性材料錐面齒輪錐型圓周面的摩擦力，使嚙合齒輪組在分離狀態(tài)轉(zhuǎn)換為嚙合狀態(tài)過程中的轉(zhuǎn)速接近同步后變換位置于剛性齒輪之間的嚙合傳動，適合在變速器和離合器中使用。
技術介紹
動力輸出裝置需要將適合的旋轉(zhuǎn)速度和轉(zhuǎn)矩傳遞到負載側(cè)，例如汽車等交通工具，廣泛使用齒輪及其他傳動裝置改變轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，各種變速裝置被廣泛使用。其中齒輪傳動被公認為傳動效率高，裝置體積小且結(jié)構(gòu)簡單。采用齒輪變速的裝置存在變換擋位時需要同步嚙合的問題，目前采用的各種同步鎖定裝置都需要采用單獨的執(zhí)行機構(gòu)完成，增加了裝置的成本同時也降低了可靠性。近年來在變速器設計和應用領域受到人們的關注，先后公開了許多專利技術創(chuàng)造，如中國專利技術專利201220018764等。這些專利技術創(chuàng)造普遍存在的難題是結(jié)構(gòu)復雜，動力傳輸效率低。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的是提供一種剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪，該齒輪利用柔性材料齒輪錐型圓周面的摩擦力使嚙合齒輪組的轉(zhuǎn)速接近同步后變換位置于剛性齒輪之間的嚙合傳動。齒輪哨合的過程在外力推動下自動完成。本專利技術的剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪，是由柔性材料制作的錐型圓周面齒輪與同樣模數(shù)和齒數(shù)的剛性材料齒輪鎖定并夾緊為一體齒輪，這個齒輪是與具有相同圓錐角錐型圓周面和齒寬以及齒輪嚙合參數(shù)的兩個齒輪構(gòu)成嚙合齒輪組中的一個，嚙合齒輪組中被動齒輪與從動齒輪的錐型圓周面布置在齒輪組從分離后重新嚙合運動方向相對的一側(cè)，控制這組齒輪進入嚙合狀態(tài)過程中相對的錐型圓周面先接觸進入摩擦傳動，當傳動齒輪組中的兩個齒輪接近同步轉(zhuǎn)速時變換位置于剛性齒輪之間的嚙合傳動。嚙合齒輪組中至少包含一個齒輪是由柔性材料制作的錐型圓周面齒輪與同樣模數(shù)和齒數(shù)的剛性材料齒輪鎖定并夾緊為一體的齒輪，另一個齒輪可使用具有同樣結(jié)構(gòu)的齒輪，也可以使用具有相同圓錐角錐型圓周面和相同齒寬以及齒輪嚙合參數(shù)的鋼質(zhì)剛性齒輪構(gòu)成嚙合齒輪組，采用后一種組合的情況下帶有柔性材料的齒輪適合用于主動輪，降低由于摩擦引起的柔性齒輪錐型圓周面上不對稱的磨損。齒輪錐型圓周面的位置在兩個齒輪進入嚙合狀態(tài)相對應一側(cè)的齒頂圓至齒根圓的整個圓周上。為了這個錐型圓周面的完整，應使這個圓周面超出齒根圓直徑的范圍，對于外齒圓柱齒輪，超出范圍的直徑應小于齒根圓直徑2mm至3mm ;對于圓柱內(nèi)齒輪,超出范圍的直徑應大于齒根圓直徑2mm至3mm。齒輪錐型圓周面圓錐角的大小可在5°至160°之間選擇,最佳的圓錐角在30°至120°之間。圓錐角越小，傳動齒輪組之間錐型圓周面的接觸面積越大，產(chǎn)生的摩擦力也越大，但齒輪的齒寬增加，變換擋位的行程也相應增加，不利于變速裝置整體的小型化。柔性材料制作的錐型圓周面齒輪的材料可以使用硬橡膠、工程塑料、鑄鐵、低硬度合金和高分子彈性材料等相對鋼質(zhì)剛性齒輪摩擦性能好并具有彈性和耐磨性的材料制造。例如在有潤滑油的齒輪箱體中，可采用銅基合金制造柔性錐型圓周面齒輪，與之配對的柔性圓周面齒輪則可以用鑄鐵制造。嚙合齒輪組中的齒輪可采用圓柱齒輪與圓柱內(nèi)齒輪構(gòu)成，增大齒輪組間摩擦錐型圓周面的接觸面積和摩擦力。嚙合齒輪組中的齒輪若采用相同齒數(shù)和模數(shù)的圓柱齒輪與圓柱內(nèi)齒輪構(gòu)成，齒輪組之間錐型圓周面的接觸面積和摩擦力最大，構(gòu)成摩擦同步嚙合后等速傳動的離合器。嚙合齒輪組中形成錐型圓周面處的不完全齒輪齒牙與圓周面的交界邊沿采用邊倒圓角加工，可避免錐型圓周面的摩擦損傷。倒圓角的半徑不能過大，一般在Imm以下為宜，否則會減少錐型圓周面的面積。對于嚙合齒輪組中全部采用剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪傳動的組合，剛性齒輪與柔性齒輪結(jié)合面處的鋼質(zhì)齒輪齒牙邊緣需采用倒斜角處理，防止嚙合過程中由于柔性齒輪的受力變形導致鋼質(zhì)齒輪齒牙間的軸向頂死。附圖說明圖1.是本專利技術的剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪的結(jié)構(gòu)圖；圖2.是本專利技術的剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪的工作原理示意圖；圖3.是采用擋位方式機械控制齒輪嚙合的機構(gòu)示意圖；圖4.是采用圓柱齒輪與圓柱內(nèi)齒輪構(gòu)成嚙合齒輪組的傳動示意圖；圖5.是采用等齒數(shù)圓柱齒輪與圓柱內(nèi)齒輪組成離合器的結(jié)構(gòu)圖。具體實施例方式結(jié)合圖1，柔性材料錐面齒輪I和剛性材料齒輪2的模數(shù)和齒數(shù)相同，兩個齒輪的齒牙對齊后用壓蓋3和緊固螺桿4壓緊形成一體齒輪，構(gòu)成本專利技術的剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪。柔性材料齒輪的一側(cè)加工出錐型圓周面，圓周面從齒頂圓覆蓋至齒根圓，圖1中5是這個錐面的半錐角α /2。錐型圓周面上的不完全齒輪齒牙與圓周面的相交邊沿采用邊倒圓角處理。鋼質(zhì)材料的剛性齒輪內(nèi)孔開出與花鍵軸滑動配合的花鍵槽，便于控制裝置使其在花鍵軸上移動。圖2中花鍵軸6上安裝有本專利技術的剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪，鋼質(zhì)的錐型圓周面齒輪7采用齒輪與軸一體的工藝制作，花鍵軸6與鋼質(zhì)錐面齒輪軸7相距兩個嚙合齒輪節(jié)圓半徑之和的距離平行安裝，構(gòu)成一對傳動齒輪組。剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪在花鍵軸6上按方向8移動達到圖2中標記為LI的距離后，兩個齒輪的錐型圓周面相接觸，靠摩擦力使兩個齒輪的轉(zhuǎn)速接近同步，在外力持續(xù)作用下剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪按方向8移動達到圖2中標記為L的距離后鎖定位置，傳動齒輪組變換位置進入剛性齒輪之間的嚙合傳動。需要分離時剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪按方向9移動L距離即可進入空檔位置。圖2中的α角就是錐型圓周面的圓錐角。外力推動圖2中花鍵軸6上安裝的剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪按方向8移動進入嚙合狀態(tài)過程中，兩個嚙合齒輪的錐型圓周面接觸進入摩擦傳動狀態(tài)時，需要提供一個合適的恒定軸向推力，采用液壓或電動驅(qū)動裝置容易實現(xiàn)這樣的要求。如果采用機械式位置操縱控制裝置則需使用彈性元件來均衡這個推力。圖3是采用緩沖彈簧實現(xiàn)這個目的的操控裝置示意圖。圖3中10是彈簧，12是壓緊彈簧的推力軸承，13是操控撥叉，需要齒輪進入嚙合狀態(tài)時撥叉沿方向11運動達到齒輪組完成嚙合的距離，通過可在鋼質(zhì)齒輪連體的圓筒上滑動的推力軸承12將彈簧壓緊，由彈簧推動剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪運動并在齒輪組嚙合前提供一個均衡的錐型圓周面之間的壓力，齒輪組轉(zhuǎn)速接近同步后再由彈簧10推動剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪換位于剛性齒輪的嚙合狀態(tài)。圖4是采用圓柱齒輪與圓柱內(nèi)齒輪構(gòu)成嚙合齒輪組的傳動示意圖，圖中的鋼質(zhì)圓柱內(nèi)齒輪17與柔性材料制作的錐型圓周面內(nèi)齒輪18通過鎖定銷16和壓蓋15鎖定并壓緊后構(gòu)成一體齒輪，與采用齒輪與軸一體的工藝制作鋼質(zhì)錐型圓周面齒輪7構(gòu)成傳動齒輪組。當這兩個齒輪的錐型圓周面相接觸時由于圓周面曲率方向相同，接觸面積增加，可以傳遞較大的同步牽引摩擦力。圖5中采用等齒數(shù)圓柱齒輪與圓柱內(nèi)齒輪組成傳動齒輪組，鋼質(zhì)齒輪19通過花鍵孔安裝在花鍵軸22上，由銅基合金制作的柔性錐型圓周面齒輪20與鋼質(zhì)齒輪19用螺桿定位并緊固構(gòu)成一體齒輪。由鑄鐵制作的柔性錐型圓周面內(nèi)齒輪23同鋼質(zhì)圓柱內(nèi)齒輪17定位并緊固構(gòu)成剛?cè)嵋惑w錐型圓周面圓柱內(nèi)齒輪。上述的兩個齒輪組成等齒數(shù)的剛?cè)嵋惑w錐型圓周面?zhèn)鲃育X輪組，摩擦傳動由銅基合金材料與鑄鐵材料的錐型圓周面完成，可獲得較大的摩擦力。由于銅基合金和鑄鐵材料的耐油性能好，不影響剛性齒輪的潤滑，當摩擦傳動的轉(zhuǎn)矩較大時，這兩種材料又能快速散發(fā)摩擦產(chǎn)生的熱量。齒數(shù)相等的圓柱齒輪與圓柱內(nèi)齒輪的錐型圓周面接觸面積最大，可以傳遞較大的轉(zhuǎn)動力矩。當這個齒輪組完成摩擦本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種剛?cè)嵋惑w錐面同步嚙合齒輪，其特征是由柔性材料制作的錐型圓周面齒輪與同樣模數(shù)和齒數(shù)的剛性材料齒輪鎖定并夾緊為一體齒輪，這個齒輪是與具有相同圓錐角錐型圓周面和齒寬以及齒輪嚙合參數(shù)的兩個齒輪構(gòu)成嚙合齒輪組中的一個，嚙合齒輪組中被動齒輪與從動齒輪的錐型圓周面布置在齒輪組從分離后重新嚙合運動方向相對的一側(cè)，控制這組齒輪進入嚙合狀態(tài)過程中相對的錐型圓周面先接觸進入摩擦傳動，當傳動齒輪組中的兩個齒輪接近同步轉(zhuǎn)速時變換位置于剛性齒輪之間的嚙合傳動。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：鄒吉武，
申請(專利權)人：鄒吉武，
類型：發(fā)明
國別省市：