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斜形轮齿装置和方法

阅读:885发布:2020-05-11

专利汇可以提供斜形轮齿装置和方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种斜形 轮齿 装置及方法。根据优选 实施例 ,该装置包括具有多个内轮齿的大致环形的内 齿轮 。该内轮齿限定出大致斜形的截面。该装置进一步包括具有多个外轮齿的大致环形的 外齿 轮。该外轮齿大致限定出平行截面。该外轮齿与内齿轮的内轮齿 啮合 ,使得外轮齿与内轮齿在施加正或负输入 扭矩 时对准。,下面是斜形轮齿装置和方法专利的具体信息内容。

1. 一种行星齿轮组的齿轮部件,包括:前表面;大体上与所述前表面相对的后表面;和轴向布置在前表面和后表面之间的多个第一轮齿,所述多个第一轮齿中的每一个都包括:第一端部;大体上与所述第一端部相对的第二端部;和限定在第一和第二端部之间的相对的斜形侧部,所述相对的斜形侧部设置为使所述端部中的一个比所述端部中的另一个窄;其中:相对的侧部的斜度设置为适应行星齿轮组的偏转,这样当施加输入扭矩时,多个第一轮齿将与多个第二轮齿平行对准并啮合,因此使齿轮噪声达到最小并且使齿轮部件的耐久性达到最大。
2. 如权利要求1戶脱的齿轮部件,其特征在于齿轮部件为行星齿轮组中的 内齿轮部件。
3. 如权利要求1戶脱的齿轮部件,欺寺征在于齿轮部件为行星齿轮组中的 外齿轮部4
4. 一种具有第一和第二轮齿的齿轮组,每个齿都具有相互之间为承载关系 的可承载侧部;其中所述齿中的一个在负载时相对于所述齿中的另一个是可倾 斜的;其中所述齿中的一个相对于所述齿中的另一个充分配置为导致所述可承 载侧部在所述齿中的至少一个承受负载而倾斜时相互之间实现充分平行对准的 接触
5. 如权利要求4戶腿的齿轮组,其特征在于戶iM第一麟二f娘配置織 开織面。
6. 如权利要求5戶脱的齿轮组,其特征在于戶;^可承载侧部中的至少一个相对于戶腿侧部中的另一个免斜。
7. 如权利要求6所述的齿轮组,其特征在于戶腐齿轮组为行星齿轮组。
8. —种减少齿轮噪声的方法,所述噪声由使用螺旋齿轮组的自动变速装置 在驱动种惯性转动状态下产生,并且所述螺旋齿轮组具有彼此可倾斜地相互啮合接触的内齿轮和外齿轮,戶脱方?跑括:使其中至少一个齿轮沿其长度充分地免斜以适应齿轮倾斜并且使相互啮合 齿轮之间的接触增大。
9. 如权禾腰求8戶腿的方法,其特征在于戶诚至少一个齿轮为戶腿内齿轮。
10. 如权利要求8戶满的方法,其特征在于戶脱至少一个齿轮为戶服外齿轮。

说明书全文

斜^S錢和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2005年8月19日提交的美国临时专利申请Ng.60/709S52 的ft5fe权,并且其,内#4此引入作为##。 據页域

发明描述了一种用于行星齿^的斜?P^^fi和方法。

背景狱

当«齿轮,于负|^,即«,的负载下也«常处于齿轮噪音 环境,行魏纖转且不完全刚性的行星齿轮轴承将产生轻微移动。结果,行 星齿轮系的齿轮可t被负载下不能保持完全平行。换句话说,在实际工作情総 下,理论上完全啮合的齿轮不在齿侧面的中点处彼此接触。这种错位能改变轮

齿上的负载^^布,由此增:W,音和斷氐耐久性。 发明内容

本发明提供一种斜形l^装置。根据,实施例,装置包括具有多个内轮 齿的大致鄉的内齿轮。该内纖P艮定了大鄉形的截面。就是说,齡内齿 的左齿侧面和右齿侧面的«线不平行。,进一步包括具有多个外轮fi的大 致环形的夕卜齿轮。徵卜,限定了大致平行的截面。就是说,#^外齿的左齿 侧面和右翻晒的螺旋线烦平行。夕鹏与内齿轮的内轮齿啮合,麟外轮 齿在施加正或负输入扭矩时与内,对准。根据可选实施例,内轮齿为大囊平 行的而外I&S为斜形。

本发明的±^|#征和优点以及其它的特征和优点将在接下来结合附图对本 发明的最佳实施例的详细描述中得到显现。

附图说明

图1为根据本发明的外齿轮与内齿轮啮合的示意图; 图2a为髓外齿轮和内齿轮的节圆柱的截面图,其显示了没有负im加 到«上时的现有^的„;
图2t)为髓夕卜齿轮和内齿轮的节圆柱的截面亂其显示了正输AM施加到«上时的现有^^的$^^3;
图2c为歸外齿辦n内齿轮的节圆柱的截面图,其显示了负mxeM驚
加,M^上时的现有fe^的^SlBg;
图3a为赚卜齿娜内齿轮的节圆機面图,其显示了没有负德3到
,上时的根据i^i实施例的l^配置;
图3b为歸夕卜齿柳内齿轮的节圆柱的截面图,其显示了正输AMM 力口到,上时的根据图3a的i^I实施例的I^SHfi;
图3c为^^卜齿辦B内齿轮的节圆柱的截面图,其显示了负駄聽巨ll
加到,上时的根据图3a的t^实施例的轮齿sea;
图4a为^^卜齿辦卩内齿轮的节圆柱的截面亂其显示了没有负纖加 到«上时的根据可选实施例的$^,;
图4b为歸外^^fl内齿轮的节圆柱的截面图,其显示了正输AM施 加到轮齿上时的根据图4a的可选实施例的l^配置;
图4c为M^卜齿柳内齿轮的节圆柱的截面图,其显示了负输入摇矩施 加到轮齿上时的根据图4a的可选实施例的^配置。
具体实駄式
根据附图,图1示出依照本发明的内齿轮10和外齿轮12。依照鶴实施 例,内齿轮10为ftl^a的齿圈餅,外赚12为腿齿鄉的擺音ft 构件(小齿轮)。内齿轮10織为环形并且包括多个内置轮齿14。内齿轮10 还包括前表面部分16和后表面部分18。夕卜齿轮12大致为环形且包括多个外置 纖20。夕卜齿轮12还包括前表面部分22和后表面部分24。
根据图2a,显示出传统的内齿轮与传统的外齿轮啮合的截面图。该截E 图显示了没有负载作用在齿轮上时的情况。在图2a《中^相似的附图i^3表 示图I中的相似部件。例如,后缀"a"力戚附图硫后以鄉!l不同实施例中 的相似部件。图2a的截面图显示了,皿齿14a'和14a"之间的轮齿20a,。
^tlfe齿14a'和14a" TO^第一端部30,第二端部32,和相对的侧部 或齿侧面34。第一端部30大致平fi^第二端部32,并且相对的侧部34相互 之间大致平行,使得图2a中显示的齿14a,和14a"的截面图限定了平行四边 形。侧部34限定了l^l4a'和14a"的长度L1。
織20a, ^mi部36,第1部38,和相对的侧部或齿侧面40。第一端部36大icWf第二端部38,朋目对的侧部40相互之间^im^使 得图2a中显示的齿20a,的截面图限定了平行四边形。侧部40 P艮定了轮齿20a, 的长度L2。如图2a所示,当没有负载作用在这些齿轮上时,織14a, , 20a,,
和14a"相拉间:^TC。出于本公开的目的,m在它们的相邻側部(如
侧部34和40)平1亍时可4见为平行^a^准的。
应当意识到,图2a显示的TOM的自mitJM,嗓声最小化和使 耐久性最大化。当斑中TO^准的齿轮啮合时,在它们之间传递的作用力在轮 齿20a,与纖14a,或14a"啮合时:M^E縦20a'的麴錄L2上。此 外,该作用力大鹏匀ife^&^14a, ^fil4a"的长度L1上,使得峰 H^ffl力旨第"^部30和第二端部32之间大约中间&^S。已皿意到, ffitt更大的,raU:,^ii力和)W加^&齿的作用力集中于中心,》 声被最小化并且耐久性W大化。
还可以看到的是,当这離微于负^{», fim^ (标出)漏誇旦
行星小齿轮轴承(未示出)将变得轻微限制,这樹专统外齿轮的轮齿20a,可 倉雜动或倾斜。作为这种慨斜的结果,齿14a' ,20a',和14a"将在负载下变 成没有对准。
如图2b所示,在例如驱动状态中承受的正输ATC^统的内齿lfel口外 齿轮之间iS^递,齿20a, , 14a"^^Wi。更确切地,齿20a,倾斜, 这样齿20a,和14a"不再平行,且只有齿20a,的一部分与齿14a"啮合。园 此,在齿20a'和14a"之间的传递的作用力飾在较小的鄉面上,且達作 用力没有位于齿14a"的长度Ll的中间。因此,噪声没有最小化和耐久性没 有最大化。
如图2c所示,在例如im转动跪s中承受的负输入,在传统的内fi轮
和外齿轮之间进行传递,齿20a, , 14a'变得没有对准。更确切地,齿20a, 鹏,雜齿20a'和14a,不再平行,朋有齿20a,的一部分与齿14a,喃 合。因此,在齿20a'和14a'之间的传递的作用力分布在较小的接触面上, 且该作用力位于齿14a'的做Ll的中间。因此,噪声没有最小化和耐 久性没有最大化。
根据图3a,截面图显示出当没有负繊加在齿轮10, 12 (图1所示〉上 时織20a'布置在齿14,和齿14"之间。舰在图3a《上相似的附,标记参考图1上的相似部件。
^#齿14'和14"„一端部50,第二端部52,和相对的侧部或 齿侧面54。 • 14,和14"为斜形,这«#^齿14,和14"上相对的 侧部54都具^FTO的螺旋线。«,实施例,第一端部50大致平行子第 二端部52。财卜,第,部52瞎一端部50更宽,雜相对的侧部54从后 向前向内变斜。与平行的第一和第二端部50, 52结合的侧部54的斜形配置大 体上配置为限定了图3a所示的轮齿14的梯皿面。侧部54限定了轮齿14, 和14"的长度L3。
織20,包麟一端部56,第J部58,和相对的侧部60。髓20, 大体上为TO的,皿,轮齿20' J^W的侧部60具有平行的螺旋线。如 图3a所示,第一端部56 ;^JC平CT第』部58,相对的侧部60相互之间大 致平行,^#齿20,的截面限定为TO四:li^。侧部60限定了轮齿20,的长 度L4。
如图3a所示,当没有负载施力PlE齿轮10, 12(图1所示)上,轮齿M'',
20,,和14"相互之间不TO。然而,应当離,当没有负靴用在齿轮10, 12上时,噪声和耐久性是不那么重要的考虑因素,由此齿14, , 20',和14"
的没有对M常不会产生问题。
如图3b所示,在例如,M下承受的正irA&^&齿轮10和12 (il 1 所示)之间断传递,鄉20'和14" ^WI,由此它们相互平行。轮齿 20,和14"的对准归因于由正输入扭矩的传递所造成的行星架(未示出)的 偏转。行,(^出)的偏转^H给外齿轮12,由此导致齿20 f喊斗并旦使 纖20,和14"对准。换句话说,选#$^ 14"的侧部54的斜度鶴补偿 ^ME输入扭矩期间,20,的{辦斗。由于,20'和14" M加正输入 舰期间对准,縱20,的顿长度L4在啮^B中与縱14"接触。因此, 当織20,与縱14"啮合时,^^20'和14"之间的传递的糊力分布 在轮齿20,的,长度L4上。财卜,该作用力大致均匀地分tt轮齿14"的 顿长度L3上,辦i^l^用力大约位于第一端部50和第二端部52的中闻。 由此,噪声最小化并且耐久性最大化。
如图3c所示,在例如惯性转动«下承受的负输入,在齿轮10和12 (图l所示)之间进行传递,轮齿20'和14,变^t准。轮齿20'和14'的对准与上鹏描述的图3b中舰的縱20'和14"相對以,然而,由于i!A 舰是负的,行魏(未示出)«转导致齿20'与縱14'而不是与髓 14"进行对准。由于轮齿20,和14'在施加负输入,期间对准,轮齿20' 的魏长度L4在啮^i^中与縱14' ^M。因此,20'和14,之 间传递的作用力当轮齿20,与轮齿14,啮合时^tt轮齿20,的鄉«]14 上。娜,靴用力:tl^匀ife^&^ 14,的^feS L3上,歸峰值 糊力大離于第1部50和第Z^部52的中间。由此,噪声最小化并旦持 久顿大化。
图4a M^了根据本发明的替换的实施例,内齿轮10的齿14大致为平行 的而外齿轮12的齿20为斜形以糊行魏(标出)的偏转,其内薪裕在后
面内容中M^细描述。在图4a^c中^的相似的附图ma^示图1中的相似
部件。例如,后缀"b"加在附图标记后以识别不同实施例中相似的部件。图 4a的截面图描述了夕卜齿轮12 (图1麻)的縱20V ,魏置在内齿轮10 (图1所示)连续的縱14b,和14b"之间腿有负,加^^ 14b, 520b,, 和14b"上。
^m^l4b' , 14b" fl^m—端部70,第二端部72,和相对的侧部 74。 ^Phf&齿14b,和14b"都为;^F行的,这意tt旨齿14b, , 14b" 相对的侧部74具有平行的螺j鐵。参照图4a,第一端部70大致平肝第Z^i 部72,并且相对的侧部74相互之间;^[平行,这样齿14b, , 14b"的截面限 定了平行四边形。侧部74P艮定了纖14b, , 14b"的长度L5。
■ 20b, "M^—端部76,第二端部78,和相对的侧部80。 • 20V 为斜形,體赠齿20V战对的侧部80具挤平行的螺麟。根据可选的 实施例,第一端部76,平行于第二端部78。财卜,第二端部78比第一端部 76更宽,辦相对的侧部80从后往前向内魏。与平行的第"l瞎1部76, 78相结合的侧部80的斜形lfig通常限定了如图4a所示的齿20V ,形截面。 侧部80限定了,20b,的长度L6。
如图4a所示,当没有负繊鹏轮IO, 12(图l所示)上时,鄉14b,, 20b,,和14b"相互之间不平行。然而,应当理解,当没有负载作用在齿轮IO, 12上时,噪声和耐久性为不那么重要的考虑因素,使得齿14b, , 20b',和 14b"的未对繊常不会产生问题。如图4b所示,在例如驱动^下承受的正^Affl^齿轮10和12 (, 1 所示)之间M^fl递时,縱20b,和14b" ^»|。纖20b,禾口14b,', «与前述的图3b所示的縱20,和14"的鹏目似,然而,根据图4b所 示的可逸实施例,• 20b,的斜度适^iimf星架的偏转。换句话说,i« ■ 20b'的侧部80的,值以辛Hi,20b' «加1«>^期间的»" 由于轮齿20b,和14b" :<加正irA,时对准,縱20b,的全部长度L6 在啮^ta中与織14b"織。因此,:&$^ 20b,和14b"之间传違的作 用力^^20b'与纖14b"啮合S^te縱20b,的全^gW上。此 外,该作用力大致均匀地分布在縱14b"的鄉长度L5上,这样窜直作用 力大约位,一端部70和第二端部72的中间。由此,噪声最小化并且耐久性 最大化。
如图4c所示,在例如惯性,^下承受的负^Affi^ffiS轮10和n (图l所示)之间ii^递,,20b,和14b, ^^t准。轮齿20b,和14b, 的^t与上l^描述的图4b中的,20b,和14b"相类似,然而,由于输入 鹏为负的,行星架(标出)的偏转导lf^ 20b,与縱14b,而不是轮 齿14b"对准。由于纖20b,和14b' ^M加负输入ffl^时对准,縱20b, 的鄉长度L6在啮^M^中与織14b'接触。因此,在纖2Gb,和14b, 之间传递的作用力在^ 20b,与轮齿14b,啮合时分布在轮齿20b,的全部 长度L6上。歸卜,该作用力均匀ife^fc轮齿lb,的长度L5上,„ 作用力大约位于第一端部70和第:i^部72的中间。由此,噪声最小化并且持 久'隨大化。
根据另一个可选实施例,本发明还倉^Z用到多个啮合外齿轮上(未示出)。 显示了内齿,外齿斜目啮合的图3a4c的截面图与夕卜齿轮和夕卜齿轮啮合誇截 面图相似。因此,应当夠图3a-4c的截面图以支持这个可选实施例。根霸这 个实施例,外齿轮中的一个的齿大致为平行的而另一个外齿轮的齿为斜形以适 应偏转。选##度值以丰唯施加正或负鄉时的夕卜齿轮的倾斜。在这种方式下, 外齿轮的齿可以在负载下对准,使得噪声最小化并且耐久性最大化。
尽管已自实现本发明的最佳方式渉庁了详细1^,但是本发明相关领域 的技术人员将理ltt^附权利要求范围之内的用于实施本发明的各种可选设i才 和实施例。
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