[发明专利]由冠形齿轮和小齿轮组成的齿轮对及差动补偿传动装置

说明书

本申请是申请日为2005年12月09日且申请号为200580044682.5以及发 明名称为“由冠形齿轮和小齿轮组成的齿轮对及差动补偿传动装置”的原申请 的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种由轴交角为90度的冠形齿轮和作为直齿圆柱齿轮的小齿 轮组成的齿轮对以及一种差动补偿传动装置，该差动补偿传动装置包括至少两 个根据本发明的带有彼此相对的冠形齿轮的齿轮对。

背景技术

此类的齿轮对以及由其制造的差动补偿传动装置在DE 101 47 681 A1中披 露。虽然其中描述的冠形齿轮传动装置在许多方面中优于在差动补偿传动装置 中普遍使用的锥齿轮，特别是考虑到它们的小轴向深度以及高齿根过载安全性， 但冠形齿轮因持续运行强度的原因至今不能在车辆领域内用于差动补偿。

在差动补偿传动装置中，非常大的载荷，特别是冲击载荷可能作用于传动 装置轮齿。此类由冠形齿轮和构成为直齿圆柱齿轮的小齿轮组成的齿轮对至今 还不能满足此高载荷。上述冠形齿轮轮齿的极限条件基本上由冠形齿轮的轮齿 确定。由于几何条件决定的短的径向接触线，因而业已证明，冠形齿轮的齿的 齿面承载能力对于这样的齿轮对的运行强度是尤其关键性的，而相反，齿根承 载能力由于冠形齿轮上的齿的完全平面的端面构造而是非关键性的。然而，此 外也必须总是注意小齿轮及其轮齿要具有足够的强度。

发明内容

基于上述的现有技术，本发明所要解决的技术问题是改进由冠形齿轮和小 齿轮组成的齿轮对的强度，特别是改进齿面承载能力。

这一技术问题由本发明这样解决：在由冠形齿轮和小齿轮组成的此类的齿 轮对中，为降低冠形齿轮的齿的根切，根据第一种方案使小齿轮的齿的压力角 在相对于冠形齿轮的径向方向上从外向内增加，或根据第二种方案在恒定的压 力角的情况下使小齿轮的齿具有从外向内减小的齿廓变位。根据本发明的由冠 形齿轮和小齿轮组成的齿轮对的轮齿如通常的那样在承载齿面区域内相互配合 地构造。基于根据本发明的小齿轮的齿的预先确定的几何形状，可以例如通过 对小齿轮的轮齿的滚动过程的数值计算而计算出与根据本发明的小齿轮的齿的 布置相配合的冠形齿轮的齿的几何形状。

根据上述两种方案通过共同的发明构思相互联系，使得以相对于冠形齿轮 的径向实现的小齿轮轮齿的几何形状变化而实现冠形齿轮的齿的径向内侧所需 要的根切的降低，且由此允许了径向向内延长冠形齿轮的齿的承载齿面。

压力角和齿廓变位的概念按照用于齿轮对的典型类型和方式限定，例如可 引自DIN 3960。其中压力角表示在节点处分度圆内的平面法线与分度圆上的切 线之间的角度。齿廓变位指基准齿廓的齿廓基线(齿廓中线)距分度圆的距离， 该距离的绝对值是无量纲的齿廓变位系数与齿轮模数的乘积。齿廓变位的减小 因此导致齿厚的减小，特别是齿顶厚的减小。

小齿轮的齿的压力角的增加与齿廓变位的减小分别根据上述两种方案在 相对于冠形齿轮的径向扩展的径向方向上从外向内实现。这对应于小齿轮的轴 向方向。这由于缺少由小齿轮与冠形齿轮的相对位置预先确定的方向基准而不 能用所述限定的参考坐标系。

通过根据本发明的由冠形齿轮和小齿轮组成的齿轮对的特别地有利的轮 齿布置，与现有技术相比可以在更大的径向宽度上利用冠形齿轮的齿的齿面。 这一方面通过小齿轮的齿的压力角在径向方向从外向内增加来实现，以此获得 了否则将出现的冠形齿轮的齿的齿面根切的降低。以此可以使用冠形齿轮的齿 的齿面的更大的部分来用于主动地传递力。另一方面，在压力角恒定的情况下， 也通过在径向上从外向内减小的齿廓变位而以最有利的方式实现了主动地在更 大的径向宽度上利用冠形齿轮的齿。有力地提高了冠形齿轮轮齿的接触线长度 和总重合。

根据由冠形齿轮和小齿轮组成的根据本发明的齿轮对的一种有利的布置， 规定在小齿轮的轮齿的压力角径向向内增加的情况下小齿轮的齿进一步构造有 变化的齿廓变位。在此，齿廓变位可以在一方面有利地在径向上从外向内减小， 如上文已对于恒定的压力角所描述。然而另一方面在压力角向内侧增加时也可 以规定向内侧增加的齿廓变位，使得可在一定的范围内补偿小齿轮的齿所出现 的齿顶过尖利用此布置，与此类的齿轮对相比也有利地可实 现更长的接触线与更高的总重合。