简言之，本发明的一个具体实施方式针对一种用于与具有多个啮合 齿轮齿的啮合齿轮啮合的齿轮，每个齿都有一个与啮合齿轮的基准刀具 齿廓配合的啮合齿轮齿廓，所述啮合齿轮的基准刀具齿廓包括一个啮合 齿轮基准刀具齿廓的齿根、一个啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶和一个啮 合齿轮基准刀具齿廓的过渡区，所述过渡区位于上述齿顶和齿根之间。 齿轮包括多个具有齿廓的齿轮齿，所述齿廓包括齿轮齿廓的齿根、齿轮 齿廓的齿顶和齿轮齿廓的过渡区，所述过渡区位于上述齿顶和齿根之 间。齿轮齿廓与齿轮的基准刀具齿廓配合，齿轮的基准刀具齿廓在齿轮 的基准刀具节点处与齿轮的基准刀具节线交叉。齿轮的基准刀具齿廓包 括一个齿轮基准刀具齿廓的齿根、一个齿轮基准刀具齿廓的齿顶和一个 齿轮基准刀具齿廓的过渡区。齿轮基准刀具齿廓的齿顶在位于齿轮基准 刀具节线末端处具有一个顶点。齿轮基准刀具齿廓的齿顶与齿轮齿廓的 齿根配合，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根互补。齿轮基准刀具齿廓 的凸出部分位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶内。齿轮基准刀具齿廓的凸出 部分在非常接近齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基准刀具齿廓的 齿顶点。齿轮基准刀具齿廓的齿根在位于齿轮基准刀具节线的末端处具 有一个极限点。齿轮基准刀具齿廓的齿根与齿轮齿廓的齿顶配合，且与 啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶互补。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分位于 齿轮基准刀具齿廓的齿根内。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分在非常接近 齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿根点。齿轮基准 刀具齿廓的过渡区位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶点及齿根点之间。齿轮 基准刀具齿廓的过渡区具有预定的齿轮基准刀具齿廓过渡区的宽度。所 述齿轮基准刀具齿廓在齿轮基准刀具节线处具有一个预定的齿轮基准 刀具齿廓的半节距间隙(half pitch relief)，且在齿轮基准刀具齿廓的齿 顶点处的轮廓和斜面具有连续性。
本发明还针对一种齿轮基准刀具，其用于制造可与啮合齿轮啮合的 齿轮，所述啮合齿轮具有多个啮合齿轮齿，每个齿具有一个啮合齿轮的 齿廓，所述齿廓与啮合齿轮基准刀具齿廓相配合，啮合齿轮基准刀具齿 廓包括一个啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根、一个啮合齿轮基准刀具齿廓 的齿顶和一个啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区，所述过渡区位于上述齿 顶和齿根之间。齿轮基准刀具包括多个具有齿轮基准刀具齿廓的齿轮基 准刀具齿，所述齿廓在齿轮基准刀具节点处与齿轮的基准刀具节线交 叉。齿轮基准刀具齿廓包括齿轮基准刀具齿廓的齿顶、齿轮基准刀具齿 廓的齿根和齿轮基准刀具齿廓的过渡区。齿轮基准刀具齿廓的齿顶在位 于齿轮基准刀具节线的末端处具有一个顶点。齿轮基准刀具齿廓的齿顶 与齿轮齿廓的齿根配合，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根互补。齿轮 基准刀具齿廓的凸出部分位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶内。齿轮基准刀 具齿廓的凸出部分在非常接近齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基 准刀具齿廓的齿顶点。齿轮基准刀具齿廓的齿根在位于齿轮基准刀具节 线的末端处具有一个极限点。齿轮基准刀具齿廓的齿根与齿轮齿廓的齿 顶配合，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶互补。齿轮基准刀具齿廓的 凹陷部分位于齿轮基准刀具齿廓的齿根内。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部 分在非常接近齿轮基准刀具的节线处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿 根点。齿轮基准刀具齿廓的过渡区位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶点及齿 根点之间。齿轮基准刀具齿廓的过渡区具有预定的齿轮基准刀具齿廓过 渡区的宽度。所述齿轮基准刀具齿廓在齿轮基准刀具节线处具有一个预 定的齿轮基准刀具齿廓的半节距间隙，且在齿轮基准刀具齿廓的齿顶点 处的轮廓和斜面具有连续性。
本发明还针对一种包括第一齿轮和第二齿轮的齿轮副。第一齿轮包 括多个第一齿轮齿，每个齿具有一个第一齿轮的齿廓，所述齿廓包括一 个第一齿轮齿廓的齿顶、一个第一齿轮齿廓的齿根和一个第一齿轮齿廓 的过渡区，所述过渡区位于上述齿顶和齿根之间。第一齿轮的齿廓与第 一齿轮基准刀具齿廓配合，第一齿轮基准刀具齿廓在第一齿轮的基准刀 具的节点处与第一齿轮的基准刀具的节线交叉。第一齿轮基准刀具齿廓 包括第一齿轮基准刀具齿廓的齿顶、第一齿轮基准刀具齿廓的齿根和第 一齿轮基准刀具齿廓的过渡区。第一齿轮基准刀具齿廓的齿顶在位于齿 轮基准刀具节线的末端处具有一个第一顶点。第一齿轮基准刀具齿廓的 齿顶与第一齿轮齿廓的齿根配合。第一齿轮基准刀具齿廓的凸出部分位 于第一齿轮基准刀具齿廓的齿顶内。第一齿轮基准刀具齿廓的凸出部分 在非常接近第一齿轮基准刀具的节线处具有一个第一齿轮基准刀具齿 廓的齿顶点。第一齿轮基准刀具齿廓的齿根在位于第一齿轮基准刀具节 线的末端处具有一个第一极限点。第一齿轮基准刀具齿廓的齿根与第一 齿轮齿廓的齿顶配合。第一齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分位于第一齿轮 基准刀具齿廓的齿根内。第一齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分在非常接近 第一齿轮基准刀具的节线处具有一个第一齿轮基准刀具齿廓的齿根点。 第一齿轮基准刀具齿廓的过渡区位于第一齿轮基准刀具齿廓的齿顶点 及齿根点之间。第一齿轮基准刀具齿廓的过渡区具有预定的第一齿轮基 准刀具齿廓过渡区的宽度。第一齿轮基准刀具齿廓在第一齿轮基准刀具 节线处具有一个预定的第一齿轮基准刀具齿廓的半节距间隙，且在第一 齿轮基准刀具齿廓的齿顶点处的轮廓和斜面具有连续性。第二齿轮包括 多个第二齿轮齿，每个齿具有一个第二齿轮的齿廓，所述齿廓包括一个 第二齿轮齿廓的齿顶、一个第二齿轮齿廓的齿根和一个第二齿轮齿廓的 过渡区，所述过渡区位于上述齿顶和齿根之间。第二齿轮的齿廓与第二 齿轮基准刀具齿廓配合，第二齿轮基准刀具齿廓在第二齿轮的基准刀具 节点处与第二齿轮的基准刀具节线交叉。第二齿轮基准刀具齿廓包括第 二齿轮基准刀具齿廓的齿顶、第二齿轮基准刀具齿廓的齿根和第二齿轮 基准刀具齿廓的过渡区。第二齿轮基准刀具齿廓的齿顶在位于齿轮基准 刀具节线的末端处具有一个第二顶点。第二齿轮基准刀具齿廓的齿顶与 第二齿轮齿廓的齿根配合。第二齿轮基准刀具齿廓的凸出部分位于第二 齿轮基准刀具齿廓的齿顶内。第二齿轮基准刀具齿廓的凸出部分在非常 接近第二齿轮基准刀具的节线处具有一个第二齿轮基准刀具齿廓的齿 顶点。第二齿轮基准刀具齿廓的齿根在位于第二齿轮基准刀具节线的末 端处具有一个第二极限点。第二齿轮基准刀具齿廓的齿根与第二齿轮齿 廓的齿顶配合。第二齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分位于第二齿轮基准刀 具齿廓的齿根内。第二齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分在非常接近第二齿 轮基准刀具的节线处具有一个第二齿轮基准刀具齿廓的齿根点。第二齿 轮基准刀具齿廓的过渡区位于第二齿轮基准刀具齿廓的齿顶点及齿根 点之间。第二齿轮基准刀具齿廓的过渡区具有预定的第二齿轮基准刀具 齿廓过渡区的宽度。第二齿轮基准刀具齿廓在第二齿轮基准刀具节线处 具有一个预定的第二齿轮基准刀具齿廓的半节距间隙，且在第二齿轮基 准刀具齿廓的齿顶点处的轮廓和斜面具有连续性。
本发明还针对一种用于制造与啮合齿轮配合的齿轮的方法。所述齿 轮具有多个齿轮齿，每个齿具有一个齿轮的齿廓，所述齿廓与齿轮基准 刀具齿的齿轮基准刀具齿廓相配合。所述齿轮基准刀具齿廓包括一个齿 轮基准刀具齿廓的齿顶、一个齿轮基准刀具齿廓的齿根和一个齿轮基准 刀具齿廓的过渡区，所述过渡区位于上述齿顶和齿根之间。啮合齿轮具 有多个啮合齿轮齿，每个齿具有一个与啮合齿轮基准刀具齿廓配合的啮 合齿轮齿廓，所述齿廓包括一个与齿轮基准刀具齿廓的齿根互补的啮合 齿轮基准刀具齿廓的齿根、一个与齿轮基准刀具齿廓的齿顶互补的啮合 齿轮基准刀具齿廓的齿顶，还包括一个位于啮合齿轮基准刀具齿廓的齿 顶和齿根之间的啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区。啮合齿轮基准刀具齿 廓的过渡区不与齿轮基准刀具齿廓的过渡区互补。所述方法包括以下步 骤：(a)确定齿轮基准刀具齿廓，(b)制造具有多个齿轮齿的齿轮，每 个齿都具有与步骤(a)中确定的齿轮基准刀具齿廓配合的齿轮齿廓。 确定步骤包括：(1)限定齿轮基准刀具齿廓的初始轮廓，其中齿轮基准 刀具齿廓的齿顶具有一个齿轮基准刀具齿廓凸出部分，且与啮合齿轮基 准刀具齿廓的齿根互补，齿轮基准刀具齿廓的齿根具有一个齿轮基准刀 具齿廓凹陷部分，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶互补，齿轮基准刀 具齿廓的过渡区是线性的，且与线性的啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区 互补；(2)通过使齿轮基准刀具齿的齿根厚度增加预定的节距间隙，修 正从齿轮基准刀具节点到齿轮基准刀具极限点的齿轮基准刀具齿廓； (3)通过使齿轮基准刀具齿的齿顶厚度减小预定的节距间隙，修正齿 轮基准刀具齿轮的齿顶；以及(4)将位于齿轮基准刀具节线和齿轮基 准刀具齿廓的齿顶点之间的部分齿轮基准刀具过渡区成型为光滑曲线 的形式，在齿轮基准刀具节线和齿轮基准刀具齿廓的齿顶点处，所述曲 线提供齿轮基准刀具齿廓和齿轮基准刀具齿廓斜面的连续性。
附图说明
结合后面的附图能够更好地理解本发明的上述内容以及对优选实 施方式的详细描述。为了解释本发明，附图中示出了目前优选的实施方 式。然而，应当理解，本发明并不限于示出的具体方式和手段。图中：
图1是按照本发明的优选实施方式的齿轮齿廓的横切面图；
图1A是图1所示过渡区的放大图；
图2是与图1所示齿轮齿配合的齿轮基准刀具齿的部分齿廓的横切 面图，所述齿廓部分与配合图1的啮合齿轮齿廓的啮合齿轮基准刀具齿 的部分齿廓间隔排列；
图3是根据本发明的优选方法中的一个步骤得到的、具有线性过渡 区的部分初始齿轮基准刀具齿廓的横切面图；
图4是根据本发明的优选方法中的一个步骤得到的、具有预定半节 距间隙的部分齿轮基准刀具齿廓的横切面图；
图5是根据本发明的优选方法得到的、部分齿轮基准刀具齿廓和啮 合齿轮基准刀具齿廓的横切面图，两轮廓具有互补的齿顶和齿根，且在 过渡区存在一个预定的节距间隙。

在权利要求书和说明书的相应部分使用的术语“一个”表示“至少 一个”。而且，除非另外定义，与数值结合使用的术语“约”表示位于 该数值加上或减去该数值的10％得到的数值范围。
如′892号专利中所提出的，所述专利通过引用并入本申请，而且本 领域熟练技术人员公知，一组齿轮可以由齿轮齿廓、小齿轮(或啮合齿 轮)齿廓、位于齿轮齿廓和小齿轮的齿廓之间的接触路径的形状，或者 相应的基准齿条轮廓或基准刀具齿廓来限定。如本申请中所使用的，一 组齿轮包括所有能够被相同的基准刀具切割的齿轮。术语“基准齿条” 是指具有无穷多个沿直线间隔排列的齿的齿轮，它是一组齿轮的基准组 件。基准齿条是基准刀具的补充物。换言之，基准刀具和基准齿条能够 被面对面地一起安装，它们具有完全重合的节距和齿表面。正如技术人 员所理解的那样，当已知上述任何一个齿廓时就能确定一个齿轮的齿 廓，为了简化，在权利要求书和下面相应的公开内容中，将从相应的基 准刀具齿廓方面描述本发明的齿轮齿廓和用于制造具有这种齿轮齿廓 的齿轮的方法。
在下面的公开内容和附图中，当提及本发明的构件时，相同的数字 表示相同的构件，带“′”的数字表示基准刀具的构件。例如，齿轮齿 廓的齿顶用120表示，齿轮基准刀具齿廓的齿顶用120′表示。
参见图1-1A，该横切面图表示了通常用100表示的齿轮的第一优 选实施方式的齿轮齿廓102，下面使用齿轮100表示本发明的齿轮。
齿轮100具有一个齿轮节距圆106，齿轮100与具有啮合齿轮节距 圆206的啮合齿轮200啮合。啮合齿轮200具有多个啮合齿轮齿，每个 齿具有一个啮合齿轮齿廓202，啮合齿轮齿廓202具有一条啮合齿轮齿 廓的中心线204。在啮合齿轮的节点208处，啮合齿轮齿廓202与啮合 齿轮的节距圆206交叉。
啮合齿轮的齿廓202包括一个具有凸出部分的啮合齿轮齿廓的齿 顶220、具有凹陷部分的啮合齿轮齿轮的齿根230，以及位于上述齿顶 220和齿根230之间的齿轮齿廓过渡区240。
参见图2，啮合齿轮齿廓202与啮合齿轮基准刀具200′的啮合齿轮 基准刀具齿廓202′配合。啮合齿轮基准刀具齿廓202′具有一条啮合齿轮 基准刀具齿廓中心线204′，啮合齿轮基准刀具齿廓202′在啮合齿轮基准 刀具齿廓的节点208′处与啮合齿轮基准刀具的节线206′交叉。啮合齿轮 基准刀具齿廓202′包括啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶220′、啮合齿轮基 准刀具齿廓的齿根230′，以及位于上述齿顶220′和齿根230′之间的啮 合齿轮基准刀具齿廓的过渡区240′。
齿轮100包括多个具有齿轮齿廓102的齿轮齿。齿轮齿廓102具有 一条齿轮齿廓中心线104，且在齿轮齿廓的节点108处与齿轮的节距圆 106交叉。齿轮齿廓102包括一个具有凸出部分124的齿轮齿廓的齿顶 120、一个具有凹陷部分134的齿轮齿廓的齿根130，以及一个位于上 述齿顶120和齿根130之间的齿轮齿廓过渡区140。
齿轮齿廓102与齿轮基准刀具100′的齿轮基准刀具齿廓102′交叉。 齿轮基准刀具齿廓102′具有一条齿轮基准刀具齿廓中心线104′，齿轮基 准刀具齿廓102′在齿轮基准刀具齿廓的节点108′处与齿轮基准刀具的 节线106′交叉。齿轮基准刀具齿廓102′包括齿轮基准刀具齿廓的齿顶 120′、齿轮基准刀具齿廓的齿根130′，以及齿轮基准刀具齿廓的过渡区 140′。
齿轮基准刀具齿廓的齿顶120′与齿轮齿廓的齿根130配合，齿轮基 准刀具齿廓的齿顶120′在齿轮基准刀具节线106′的末端具有一个齿轮 基准刀具齿廓的顶点122′。齿轮基准刀具齿廓的凸出部分124′位于齿轮 基准刀具齿廓的齿顶120′内，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根230′ 的相应部分互补。齿轮基准刀具齿廓的凸出部分124′在非常接近齿轮基 准刀具节线106′处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′。优选地， 但不是必须地，齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′与齿轮基准刀具节线 106′间隔一定距离，该距离大约是下述齿轮基准刀具齿廓过渡区的预定 宽度142′的一半。
齿轮基准刀具齿廓的齿根130′与齿轮齿廓的齿顶120配合，齿轮基 准刀具齿廓的齿根130′在齿轮基准刀具的节线106′末端具有一个齿轮 基准刀具齿廓的极限点132′。齿轮基准刀具顶点122′与齿轮基准刀具节 线106′之间的距离与啮合齿轮基准刀具极限点232′和啮合齿轮基准刀 具节线206′之间的距离相等。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分134′位于齿 轮基准刀具齿廓的齿根130′内，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶220′ 的相应部分互补。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分134′在非常接近齿轮基 准刀具节线106′处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿根点136′。优选地， 但不是必须地，齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′和齿轮基准刀具齿廓的 齿根点136′通常与齿轮基准刀具的节线106′距离相等。
齿轮基准刀具齿廓的过渡区140′位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶点 126′及齿根点136′之间，具有预定的齿轮基准刀具齿廓过渡区的宽度 142′。优选地，但不是必须地，齿轮基准刀具齿廓过渡区的预定宽度大 于约0.05端面模数，小于约0.15端面模数。在这个范围内，优选上述 预定宽度142′约为0.1端面模数。
齿轮基准刀具齿廓102′在齿轮基准刀具节线106′处具有齿轮基准 刀具齿廓的预定半节距间隙112′。优选地，但不是必须地，齿轮基准刀 具齿廓的预定半节距间隙112′大于约0.005端面模数，小于约0.015端 面模数。在这个范围内，优选上述预定半节距间隙112′约为0.01端面 模数。
齿轮基准刀具齿廓102′在齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′处，其轮 廓和斜面具有连续性。优选地，但不是必须地，齿轮基准刀具齿廓的过 渡区140′具有一个通常呈三次曲线形的齿轮基准刀具齿廓的过渡区部 分144′，其位于齿轮基准刀具节点108′和齿轮基准刀具齿廓的齿顶点 126′之间。而且，在齿轮基准刀具齿廓102′上，位于齿轮基准刀具齿廓 的齿顶点126′和齿轮基准刀具齿廓的圆弧点110′之间的齿轮基准刀具 齿廓102′的曲率优选具有一致的半径。优选地，齿轮基准刀具齿廓的圆 弧点110′与齿轮基准刀具节线106′的距离大约为齿轮基准刀具齿廓的 过渡区的预定宽度142′。选择上述部分的齿轮基准刀具齿廓102′的曲率 的一致半径，以提供齿轮基准刀具齿廓的圆弧点110′处的轮廓、轮廓斜 面和轮廓曲率的连续性。
参见图2，本发明还针对一种齿轮基准刀具100′。齿轮基准刀具100′ 用于制造与图1的啮合齿轮200啮合的齿轮100。齿轮100具有多个具 有齿轮齿廓102的齿轮齿，所述齿廓102包括齿轮齿廓的齿顶120、齿 轮齿廓的齿根130，以及位于上述齿顶120和齿根130之间的齿轮齿廓 的过渡区140。啮合齿轮200具有多个具有啮合齿轮齿廓202的啮合齿 轮齿，所述啮合齿轮齿廓202与啮合齿轮基准刀具齿廓202′配合，啮合 齿轮基准刀具齿廓202′包括啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶220′、啮合齿 轮基准刀具齿廓的齿根230′，以及位于上述齿顶220′和齿根230′之间 的啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区240′。
齿轮基准刀具100′包括多个齿轮基准刀具齿，每个齿都具有一个齿 轮基准刀具齿廓102′，齿轮基准刀具齿廓102′在齿轮基准刀具的节点 108′处与齿轮基准刀具的节线106′交叉。齿轮基准刀具齿廓102′包括齿 轮基准刀具齿廓的齿顶120′、齿轮基准刀具齿廓的齿根130′，以及齿轮 基准刀具齿廓的过渡区140′。
齿轮基准刀具齿廓的齿顶120′在齿轮基准刀具的节线106′的末端 具有一个齿轮基准刀具齿廓的顶点122′。齿轮基准刀具齿廓的齿顶120′ 与齿轮齿廓的齿根130配合。齿轮基准刀具齿廓的凸出部分124′位于齿 轮基准刀具齿廓的齿顶120内，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根230′ 互补。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分124′在非常接近齿轮基准刀具的节 线106′处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′。优选地，但不是必 须地，齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′与齿轮基准刀具节线106′之间的 距离约为齿轮基准刀具齿廓过渡区的预定宽度142′的一半。
齿轮基准刀具齿廓的齿根130′在齿轮基准刀具节线106′的末端具 有一个齿轮基准刀具齿廓的极限点132′。齿轮基准刀具的顶点122′与齿 轮基准刀具节线106′之间的距离和啮合齿轮基准刀具的极限点232′与 啮合齿轮基准刀具节线206′之间的距离相等。齿轮基准刀具齿廓的齿根 130′与齿轮齿廓的齿顶120′配合。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分134′ 位于齿轮基准刀具齿廓的齿根130′内，且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿 顶220′的相应部分互补。齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分134′在非常接近 齿轮基准刀具节线106′处具有一个齿轮基准刀具齿廓的齿根点136′。优 选地，但不是必须地，齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′和齿轮基准刀具 齿廓的齿根点136′距离齿轮基准刀具的节线106′相等。
齿轮基准刀具齿廓的过渡区140′位于齿轮基准刀具齿廓的齿顶点 126′和齿轮基准刀具齿廓的齿根点136′之间，具有预定的齿轮基准刀具 齿廓过渡区的宽度142′。优选地，但不是必须地，齿轮基准刀具齿廓过 渡区的预定宽度142′大于约0.05端面模数，小于0.15端面模数。在这 个范围内，优选上述预定宽度142′约为0.1端面模数。
齿轮基准刀具齿廓102′在齿轮基准刀具节线106′处具有齿轮基准 刀具齿廓的预定半节距间隙112′。优选地，但不是必须地，齿轮基准刀 具齿廓的预定半节距间隙112′大于约0.005端面模数，小于约0.015端 面模数。在这个范围内，优选上述预定半节距间隙112′约为0.01端面 模数。
在齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126处′，齿轮基准刀具齿廓102′的 轮廓和斜面具有连续性。优选地，但不是必须地，齿轮基准刀具齿廓的 过渡区140′具有通常为三次曲线形的齿轮基准刀具齿廓过渡区部分 144′，其位于齿轮基准刀具节点108′和齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′ 之间。而且，在齿轮基准刀具齿廓102′上，位于齿轮基准刀具齿廓的齿 顶点126′和齿轮基准刀具齿廓的圆弧点110′之间的齿轮基准刀具齿廓 102′的曲率优选具有一致的半径。优选地，齿轮基准刀具齿廓的圆弧点 110′与齿轮基准刀具节线106′的距离大约为齿轮基准刀具齿廓的过渡 区的预定宽度142′。选择上述齿轮基准刀具齿廓102′的曲率的一致半 径，以提供齿轮基准刀具齿廓的圆弧点110′处的轮廓、轮廓斜面和轮廓 曲率的连续性。
本发明还涉及一种包括第一齿轮100和第二齿轮200的齿轮副。第 一齿轮100包括多个具有第一齿轮齿廓102的第一齿轮齿。第一齿轮齿 廓102具有第一齿轮齿廓中心线104，且在第一齿轮齿廓节点108处与 第一齿轮节距圆106交叉。第一齿轮齿廓102包括具有第一齿轮齿廓的 齿顶凸出部分124的第一齿轮齿廓的齿顶120、具有第一齿轮齿廓的齿 根凹陷部分134的第一齿轮齿廓的齿根130，以及位于上述齿顶120和 齿根130之间的第一齿轮齿廓过渡区140。
第一齿轮齿廓102与第一齿轮基准刀具100′的第一齿轮基准刀具 齿廓102′配合。第一齿轮基准刀具齿廓102′具有第一齿轮基准刀具齿廓 中心线104′，且在第一齿轮基准刀具节点108′处与第一齿轮基准刀具节 线106′交叉。第一齿轮基准刀具齿廓102′包括第一齿轮基准刀具齿廓的 齿顶120′、第一齿轮基准刀具齿廓的齿根130′，以及第一齿轮基准刀具 齿廓的过渡区140′。
第一齿轮基准刀具齿廓的齿顶120′与第一齿轮齿廓的齿根130配 合，且在第一齿轮基准刀具节线106′的末端处具有一个第一顶点122′。 第一齿轮基准刀具齿廓的凸出部分124′位于第一齿轮基准刀具齿廓的 齿顶120′内。第一齿轮基准刀具齿廓的凸出部分124′在非常接近第一齿 轮基准刀具节线106′处具有一个第一齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′。
第一齿轮基准刀具齿廓的齿根130′与第一齿轮齿卡的齿顶120配 合，在第一齿轮基准刀具的节线106′的末端处具有一个第一极限点 132′。第一齿轮基准刀具顶点122′与第一齿轮基准刀具节线106′之间的 距离和第二齿轮基准刀具极限点232′与第二齿轮基准刀具节线206′之 间的距离相等。第一齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分134′位于第一齿轮基 准刀具齿廓的齿根130′内。第一齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分134′在非 常接近第一齿轮基准刀具节线106′处具有一个第一齿轮基准刀具齿廓 的齿根点136′。
第一齿轮基准刀具齿廓的过渡区140′位于第一齿轮基准刀具齿廓 的齿顶点126′和第一齿轮基准刀具齿廓的齿根点136′之间。第一齿轮基 准刀具齿廓的过渡区140′具有预定的第一齿轮基准刀具齿廓的过渡区 宽度142′。
第一齿轮基准刀具齿廓102′在第一齿轮基准刀具节线106′处具有 预定的第一齿轮基准刀具齿廓的半节距间隙112′，且其轮廓和斜面在第 一齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′处具有连续性。
优选地，但不是必须地，第一齿轮基准刀具齿廓的过渡区140′具有 通常呈三次曲线形的第一齿轮基准刀具齿廓的过渡区部分144′，所述过 渡区部分144′位于第一齿轮基准刀具节点108′和第一齿轮基准刀具齿 廓的齿顶点126′之间。而且，在第一齿轮基准刀具齿廓102′上，位于第 一齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′和第一齿轮基准刀具齿廓的圆弧点 110′之间的第一齿轮基准刀具齿廓102′的曲率优选具有一致的半径。优 选地，第一齿轮基准刀具齿廓的圆弧点110′与第一齿轮基准刀具节线 106′之间的距离大约为第一齿轮基准刀具齿廓的过渡区的预定宽度 142′。选择上述第一齿轮基准刀具齿廓102′的曲率的一致半径，以提供 位于第一齿轮基准刀具齿廓的圆弧点110′处的轮廓、轮廓斜面和轮廓曲 率的连续性。
第二齿轮200包括多个具有第二齿轮齿廓202的第二齿轮齿。第二 齿轮齿廓202具有第二齿轮齿廓中心线204，且在第二齿轮齿廓节点208 处与第二齿轮节距圆206交叉。第二齿轮齿廓202包括第二齿轮齿廓的 齿顶220、第二齿轮齿廓的齿根230，以及位于上述齿顶220和齿根230 之间的第二齿轮齿廓过渡区240。
第二齿轮齿廓202与第二齿轮基准刀具200′的第二齿轮基准刀具 齿廓202′配合。第二齿轮基准刀具齿廓202′具有第二齿轮基准刀具齿廓 中心线204′，且在第二齿轮基准刀具节点208′处与第二齿轮基准刀具的 节线206′交叉。第二齿轮基准刀具齿廓202′包括第二齿轮基准刀具齿廓 的齿顶220′、第二齿轮基准刀具齿廓的齿根230′，以及第二齿轮基准刀 具齿廓的过渡区240′。
第二齿轮基准刀具齿廓的齿顶220′与第二齿轮齿廓的齿根230配 合，且在第二齿轮基准刀具的节线206′的末端具有一个第二顶点222′。 第二齿轮基准刀具齿廓的凸出部分224′位于第二齿轮基准刀具齿廓的 齿顶220′内，且与第一齿轮基准刀具齿廓的齿根230′的相应部分互补。 第二齿轮基准刀具齿廓的凸出部分224′在非常接近第二齿轮基准刀具 的节线206′处具有一个第二齿轮基准刀具齿廓的齿顶点226′。
第二齿轮基准刀具齿廓的齿根230′与第二齿轮齿卡的齿顶220配 合，在第二齿轮基准刀具的节线206′的末端具有一个第二极限点232′。 第二齿轮基准刀具的顶点222′与第二齿轮基准刀具的节线206′之间的 距离和第一齿轮基准刀具的极限点132′与第一齿轮基准刀具的节线 106′之间的距离相等。第二齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分234′位于第二 齿轮基准刀具齿廓的齿根230′内，且与第一齿轮基准刀具齿廓的齿顶 220′的相应部分互补。第二齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分234′在非常接 近第二齿轮基准刀具的节线206′处具有一个第二齿轮基准刀具齿廓的 齿根点236′。
第二齿轮基准刀具齿廓的过渡区240′位于第二齿轮基准刀具齿廓 的齿顶点226′和第二齿轮基准刀具齿廓的齿根点236′之间。第二齿轮基 准刀具齿廓的过渡区240′具有预定的第二齿轮基准刀具齿廓的过渡区 宽度242′。
第二齿轮基准刀具齿廓202′在第二齿轮基准刀具节线206′处具有 预定的第二齿轮基准刀具齿廓的半节距间隙212′，且其轮廓和斜面在第 二齿轮基准刀具齿廓的齿顶点226′处具有连续性。优选地，但不是必须 地，第二齿轮基准刀具齿廓的过渡区240′具有通常呈三次曲线形的第二 齿轮基准刀具齿廓的过渡区部分244′，所述过渡区部分244′位于第二齿 轮基准刀具的节点208′和第二齿轮基准刀具齿廓的齿顶点226′之间。而 且，在第二齿轮基准刀具齿廓202′上，位于第二齿轮基准刀具齿廓的齿 顶点226′和第二齿轮基准刀具齿廓的圆弧点210′之间的第二齿轮基准 刀具齿廓202′的曲率优选具有一致的半径。优选地，第二齿轮基准刀具 齿廓的圆弧点210′与第二齿轮基准刀具的节线206′的距离大约为第二 齿轮基准刀具齿廓的过渡区的预定宽度242′。选择上述第二齿轮基准刀 具齿廓202′的曲率的一致半径，以提供位于第一齿轮基准刀具齿廓的圆 弧点210′处的轮廓、轮廓斜面和轮廓曲率的连续性。
图3-5示出了用于制造与本发明的啮合齿轮200啮合的齿轮100 的优选方法。用于制造齿轮100的方法包括以下两个基本步骤：(a)确 定齿轮基准刀具的齿廓102′，以及(b)制造具有多个齿轮齿的齿轮100， 每个齿都具有与确定步骤中的齿轮基准刀具齿廓102′配合的齿轮齿廓 102。
如上所述，由优选方法制造的齿轮100具有多个齿轮齿，每个齿都 具有与齿轮基准刀具齿的齿轮基准刀具齿廓102′配合的齿轮齿廓102。 齿轮基准刀具齿廓102′具有一条齿轮基准刀具齿廓中心线104′，且在齿 轮基准刀具齿廓的节点108′处与齿轮基准刀具的节线106′交叉。齿轮基 准刀具齿廓102′包括齿轮基准刀具齿廓的齿顶120′、齿轮基准刀具齿廓 的齿根130′，以及位于上述齿顶120′和齿根130′之间的齿轮基准刀具 齿廓的过渡区140′。
啮合齿轮200具有多个啮合齿轮齿，每个齿都具有与啮合齿轮基准 刀具的啮合齿轮基准刀具齿廓202′配合的啮合齿轮齿廓202。啮合齿轮 基准刀具齿廓包括与齿轮基准刀具齿廓的齿根130′互补的啮合齿轮基 准刀具齿廓的齿顶220′、与齿轮基准刀具齿廓的齿顶120′互补的啮合齿 轮基准刀具齿廓的齿根230′，以及位于上述齿顶220′和齿根230′之间 的啮合齿轮基准刀具齿廓过渡区240′。啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区 240′不与齿轮基准刀具齿廓的过渡区140′互补。
确定步骤包括以下四个步骤：(1)限定齿轮基准刀具齿廓的初始轮 廓；(2)修正齿轮基准刀具齿廓的齿根；(3)修正齿轮基准刀具齿廓的 齿顶；(4)成型齿轮基准刀具过渡区的一部分，下面将对各个步骤给予 详细描述。
参见图3，在限定初始轮廓的步骤中，限定齿轮基准刀具齿廓102′ 的初始轮廓102*，使得齿轮基准刀具齿廓的齿顶120′具有齿轮基准刀 具齿廓的凸出部分124′且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿根230′互补，并 且齿轮基准刀具齿廓的齿根130′具有齿轮基准刀具齿廓的凹陷部分 134′且与啮合齿轮基准刀具齿廓的齿顶220′互补，并且齿轮基准刀具齿 廓的过渡区140′呈线性且与线性的啮合齿轮基准刀具齿廓的过渡区互 补(未示出)。′892号专利描述了如何确定齿顶和齿根的轮廓，为了简 略在此不再赘述。
为了得到在过渡区不相互配合的齿轮齿廓和啮合齿轮齿廓，修正齿 轮基准刀具齿廓和啮合齿轮基准刀具齿廓，使得它们在过渡区不发生接 触，但是在轮廓的齿顶和齿根部分相互接触。该特征是通过本发明方法 中的修正和成型步骤实现的，参见图3和4能够更好地理解该特征，图 3和4表示本发明方法的一个优选实施方式。在上述限定初始轮廓的步 骤中确定的齿轮基准刀具的初始齿廓102*在图3中用实线表示，在图4 中用虚线表示。实现本发明的方法后，齿轮基准刀具齿廓102′具有与啮 合齿轮基准刀具齿廓配合的齿顶和齿根，以及一个非互补的过渡区 140′，齿轮基准刀具齿廓102′在图4中用实线表示。
在修正齿轮基准刀具齿廓的齿根的步骤中，通过增加齿轮基准刀具 齿的齿根厚度来修正齿轮基准刀具齿廓的齿根130′，增加量为预定的节 距间隙112′。优选地，但不是必须地，通过移动从齿轮基准刀具的节线 106′延伸至位于齿轮基准刀具的节线106′末端的极限点132′的部分齿 轮基准刀具齿廓来增加齿根厚度，移动距离等于预定的半节距间隙，沿 平行于节线106′的方向远离齿的中心线104′，移动过程中不改变齿轮基 准刀具齿廓的形状。
在修正齿轮基准刀具齿廓的齿顶的步骤中，通过减小齿轮基准刀具 齿的齿顶厚度来修正齿轮基准刀具齿廓的齿顶120′，减小量为预定的节 距间隙。优选地，但不是必须地，通过移动从齿轮基准刀具齿廓的齿顶 点126′延伸至位于齿轮基准刀具的节线106′末端的极限点122′的部分 齿轮基准刀具齿廓来减小齿顶厚度，移动距离等于预定的半节距间隙， 沿平行于节线106′的方向移向齿的中心线104′，移动过程中不改变齿轮 基准刀具齿廓的形状。
在成型步骤中，位于齿轮基准刀具的节线106′和齿轮基准刀具齿廓 的齿顶点126′之间的齿轮基准刀具过渡区140′的一部分144′被成型为 光滑曲线的形式，在齿轮基准刀具的节线106′和齿轮基准刀具齿廓的齿 顶点126′处，所述曲线提供了齿轮基准刀具齿廓102′和齿轮基准刀具齿 廓斜面的连续性。优选地，但不是必须地，位于齿轮基准刀具节线106′ 和齿轮基准刀具齿廓的齿顶点126′之间的齿轮基准刀具过渡区140′的 一部分144′呈三次曲线的形式。
本领域的熟练技术人员应当理解，如果图3所示的是齿轮的基准刀 具的齿廓，那么修正前的啮合齿轮的基准刀具齿廓是其补充物。换言之， 虽然轮廓看上去是相同的，但是齿轮基准刀具齿廓的极限点现在是啮合 齿轮基准刀具齿廓的顶点。而且，技术人员应当理解，啮合齿轮基准刀 具的齿廓可以用上述方法修正，增大其齿根的齿厚并减小其齿顶的齿 厚。如图5所示，当把齿轮基准刀具齿廓和啮合齿轮基准刀具齿廓放置 在一起时，两个轮廓在节线处有重叠部分，与预定的节距间隙相等。与 这些基准刀具配合的齿轮将被切割而不是从下部切割，它们在过渡区将 不发生接触。
本领域的熟练技术人员应当理解，可以在不悖离本发明的广义发明 构思的前提下，对上述具体实施方式进行变化。因此，本发明并不限于 公开的特定实施方式，而是试图涵盖在后附权利要求书所限定的本发明 的精神和范围内的变化。
对相关申请的交叉参考
本发明涉及2002年4月22日申请的美国临时专利申请第 60/374,655号，并要求享有该临时申请的申请日，所述临时申请的内容 通过引用并入本申请。