專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)齒輪箱內(nèi)的連接元件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽車(chē)齒輪箱內(nèi)的連接元件，該連接元件的連接齒分布在圓周上并至少基本上在齒輪箱的軸向上定向，這些連接齒在與相互作用的連接元件上的連接齒嚙合時(shí)，鎖定在齒輪箱內(nèi)可旋轉(zhuǎn)安裝的元件，如齒輪或軸，從其一端來(lái)看，該連接齒的橫截面輪廓至少在軸向延伸的一部分上逐漸減小。
本發(fā)明還涉及制造一種帶有連接齒的連接元件的方法，該連接元件的連接齒分布在圓周上，從其一端來(lái)看，連接齒的橫截面輪廓至少在長(zhǎng)度的一部分上逐漸減小，該方法包括在第一階段，加工連接元件，使得形成在它們的長(zhǎng)度上具有不變橫截面輪廓的連接齒，即所謂的初始齒；在第二階段，加工該初始連接齒，使得這些連接齒的橫截面輪廓至少在其長(zhǎng)度的一部分上自一端起逐漸減小。
背景技術(shù)：
在齒輪箱的一般慣例中，連接套筒和連接環(huán)形成有帶有連接齒的可脫開(kāi)的齒輪，所述連接齒是錐形的，以便使連接套筒和連接環(huán)上的齒的相互接觸的V型末端寬于遠(yuǎn)離所述末端的齒。習(xí)慣上稱(chēng)連接齒的齒側(cè)面形成有“后傾角”。接著，在具有后傾角的相互接觸面上的旋轉(zhuǎn)力產(chǎn)生合力，該合力作用在連接套筒的嚙合方向，以防止嚙合的齒輪不小心脫開(kāi)。
在制造上述連接元件方面，迄今努力使后傾齒部分形成這樣的齒側(cè)面，這些齒側(cè)的壓力角與初始齒齒側(cè)的壓力角相同。在這種方式下，從初始齒側(cè)上壓到旁邊或去除的材料量盡可能最少。在制造具有橫截面輪廓不變的連接齒的連接元件之后，使用各種加工方法來(lái)形成帶后傾齒側(cè)的齒部分。最常用的兩種方法是輥壓法和機(jī)械切削。這兩種方法都有其優(yōu)缺點(diǎn)。
在輥壓法中，材料從帶后傾角的部分壓到一邊。該方法的優(yōu)點(diǎn)是，齒的后傾角一直到齒根，從而不需要底切，而底切會(huì)削弱齒。該方法的缺點(diǎn)是，工具的磨損非常高，從而使用壽命相對(duì)較短，因而工具成本相對(duì)較高。被壓到一邊的材料遺留成為卷邊，也是不利的。
在另一種方法中，利用刀具沿?cái)[線移動(dòng)進(jìn)行機(jī)械切削來(lái)去除材料。該方法的優(yōu)點(diǎn)是刀具的使用壽命較長(zhǎng)，但是反過(guò)來(lái)，在沒(méi)有對(duì)初始齒輪廓的根部作任何底切處理的情況下，或者在沒(méi)有底切時(shí)不在離初始齒齒隙的底部一定距離的齒上形成尖銳的突出部(sharp shelf)的情況下，不可能在連接套筒上形成后傾角一直到齒根的內(nèi)齒。在兩種情況下，這都意味著帶有后傾角的連接齒的強(qiáng)度降低。底切還意味著初始齒輪廓中強(qiáng)度降低，如果與后傾連接齒基本上軸向連接的初始齒的延伸部分用在例如花鍵接合中或者作為抵靠相對(duì)齒輪的滾動(dòng)齒，那么強(qiáng)度降低會(huì)是一個(gè)主要的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是制造前言中所述類(lèi)型的連接元件，該連接元件的后傾齒部分能夠通過(guò)幾乎一直到初始齒輪廓的齒根或者甚至進(jìn)入到初始齒輪廓的齒根進(jìn)行機(jī)械切削來(lái)制造，而不需要底切，也不會(huì)形成尖銳的突出部。
在本發(fā)明中，該目的是通過(guò)在后傾部分上的連接齒的相對(duì)齒側(cè)實(shí)現(xiàn)的，該后傾部分在最靠近齒根處有具有第一壓力角的第一部分，該第一部分連接到第二部分，該第二部分延伸到齒尖并且其壓力角比第一部分的壓力角大。
在序言中所述的連接元件的制造方法中，這可以簡(jiǎn)單地通過(guò)以下手段來(lái)實(shí)現(xiàn)在第二階段中，加工齒使得加工成的齒側(cè)面的壓力角大于第一階段加工后的壓力角。
在加工中，控制刀具使得后傾角的齒側(cè)，在初始齒齒側(cè)下部或者甚至直到其齒根處，斜切入初始齒的輪廓中，即控制刀具使得帶后傾角的齒側(cè)表面以鈍角過(guò)渡到初始齒側(cè)表面。因而避免了沿后傾角和初始齒輪廓之間的輪廓進(jìn)行加工，而這種加工會(huì)產(chǎn)生突出部，即產(chǎn)生在后傾角的齒側(cè)表面和初始齒側(cè)表面之間的尖銳過(guò)渡。


下面結(jié)合附圖中所示的圖解實(shí)施方式來(lái)進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，其中圖1顯示了位于汽車(chē)齒輪箱內(nèi)連接套筒、同步環(huán)和連接環(huán)的一部分的平面投影圖，圖2顯示了連接套筒一部分的側(cè)視圖和已知加工過(guò)程中刀具的移動(dòng)路徑，圖3顯示了與圖2相應(yīng)的視圖，但加工過(guò)程中刀具的移動(dòng)路徑是根據(jù)本發(fā)明的，圖4顯示了本發(fā)明連接元件的連接齒的透視圖。
具體實(shí)施例方式
在圖1中，附圖標(biāo)記1表示連接套筒，它不可旋轉(zhuǎn)但可軸向移動(dòng)地安裝在軸的中心轂上，該軸可旋轉(zhuǎn)地安裝在齒輪箱(未顯示)內(nèi)。
連接套筒1形成有連接齒2，連接齒2用來(lái)與連接環(huán)4上的連接齒3嚙合，該連接環(huán)4用來(lái)不可旋轉(zhuǎn)地連接到一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地安裝到所述軸上的齒輪(未顯示)。帶有鎖定齒6的同步環(huán)5位于連接套筒1和連接環(huán)4之間。
圖2顯示了連接套筒1的一部分，該連接套筒具有在初始加工中形成的齒2，其中相對(duì)的齒側(cè)面7是平行的，即，齒2的厚度沿齒的長(zhǎng)度方向是不變的。在圖中，虛線“a”表示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)在齒2的隨后加工中形成帶后傾角的部分的兩個(gè)不同刀具“b”和“c”的移動(dòng)路徑。通過(guò)替代齒輪上齒的刀具靠著連接套筒的齒2滾壓，可以實(shí)現(xiàn)沿所示路徑“a”的移動(dòng)。
使用刀具“b”，從齒尖開(kāi)始材料切削，并正好在齒根上方結(jié)束切削。使用刀具“c”，在反方向上進(jìn)行切削。不管怎樣，使用兩種刀具的共同點(diǎn)是，它們都沿著路徑“a”移動(dòng)，在刀具的切削區(qū)域內(nèi)，該路徑“a”基本上與初始齒的齒側(cè)面7平行。所以正好在齒根上方形成帶有陡邊9的“突出部”8。為了避免形成這樣的突出部，可以切削齒的下部，但是這樣也會(huì)削弱齒根。
與圖2相同，圖3顯示了連接套筒1的一部分，該連接套筒具有在初始加工中形成的齒2，其中相對(duì)的齒側(cè)面7是平行的，即齒的厚度沿齒的長(zhǎng)度方向是不變的。
根據(jù)本發(fā)明，這里用來(lái)加工帶后傾角部分的刀具“b”和“c”沿路徑“d”移動(dòng)，在刀具的切削區(qū)域內(nèi)，該路徑“d”不與初始齒的齒側(cè)面8平行。所以，連接齒2得到的齒側(cè)部分7a的壓力角比其余齒側(cè)部分7b具有的初始齒的壓力角大(參照?qǐng)D4)。
通過(guò)為齒側(cè)部分7a選擇更大壓力角，可以避免形成突出部8。相反，當(dāng)?shù)毒哐芈窂健癲”移動(dòng)時(shí)，在齒側(cè)部分7a和7b之間形成帶有鈍角的過(guò)渡部分10，該過(guò)渡部分的鈍角最好大于150°，該路徑“d”的轉(zhuǎn)向點(diǎn)位于齒隙11中，在圖示實(shí)施方式中位于齒隙11中部附近，而不是在圖2所示的先前已知實(shí)施方式中齒的切削區(qū)域內(nèi)。
在圖4中顯示了一個(gè)連接齒，其前部2a有后傾角，后部2b沒(méi)有后傾角。齒側(cè)部分7a和7b之間壓力角的差異在前部2a和后部2b之間的過(guò)渡面13處清晰可見(jiàn)。
上面已結(jié)合帶內(nèi)齒2的連接套筒1描述了本發(fā)明，但是反向運(yùn)行的帶外齒的連接元件，如連接環(huán)，當(dāng)然也必須具有與連接套筒的齒形相匹配的齒的形狀。
在本發(fā)明的范圍內(nèi)，連接元件可以構(gòu)成具有漸開(kāi)線齒的齒輪的一部分，該漸開(kāi)線齒與相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪上的齒相嚙合，在這種情況下，具有后傾角的連接齒構(gòu)成為一個(gè)單件并形成齒輪的漸開(kāi)線齒的延伸部分。例如，這種與連接套形成一體的齒輪可以是高低檔變速箱中的行星齒輪的環(huán)形齒輪，其中環(huán)形齒輪可以軸向移動(dòng)，其連接齒與固定連接到變速箱的連接環(huán)嚙合，用于鎖定環(huán)形齒輪。
權(quán)利要求
1.一種汽車(chē)齒輪箱內(nèi)的連接元件，該連接元件的連接齒分布在圓周上并至少基本上在齒輪箱的軸向上定位，這些連接齒在與相互作用的連接元件上的連接齒嚙合時(shí)，鎖定齒輪箱內(nèi)可旋轉(zhuǎn)的元件，從其一端來(lái)看，該連接齒的橫截面輪廓至少在軸向延伸的一部分上逐漸減小，其特征在于，連接齒(2)在所述部分(2a)上的相對(duì)齒側(cè)面(7)在最靠近齒根處有具有第一壓力角的第一部分(7b)，該第一部分連接到第二部分(7a)，該第二部分延伸到齒尖并且其壓力角比第一部分的壓力角大。
2.如權(quán)利要求1的連接元件，其特征在于第二部分(7a)通過(guò)鈍角過(guò)渡部分連接到第一部分(7b)。
3.如權(quán)利要求2的連接元件，其特征在于所述角大于150°。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一個(gè)的連接元件，其特征在于連接元件(1)是連接套筒，它不可旋轉(zhuǎn)但可軸向移動(dòng)地安裝在輪轂上，并有內(nèi)部分布的連接齒(2)。
5.如權(quán)利要求4的連接元件，其特征在于連接齒(2)的橫截面輪廓僅僅在其軸向延伸的一部分(2a)上逐漸減小。
6.如權(quán)利要求1或2的連接元件，其特征在于連接元件是連接環(huán)(4)，它不可旋轉(zhuǎn)地連接到可旋轉(zhuǎn)安裝的齒輪上，該連接環(huán)的外部均勻分布有連接齒(3)。
7.如權(quán)利要求6的連接元件，其特征在于連接齒(3)的橫截面輪廓在其整個(gè)軸向延伸上逐漸減小。
8.一種制造連接元件的方法，該連接元件的連接齒分布在圓周上，從其一端來(lái)看，該連接齒的橫截面輪廓至少在其長(zhǎng)度的一部分上逐漸減小，該方法的第一階段是，加工連接元件，使其連接齒在整個(gè)長(zhǎng)度上具有不變的橫截面輪廓，第二階段是，加工連接齒，使得這些連接齒的橫截面輪廓至少在其長(zhǎng)度的一部分上自一端起逐漸減小，其特征在于在第二階段加工這些齒使得加工后的齒側(cè)面的壓力角比在第一階段加工后的壓力角大。
9.如權(quán)利要求8的方法，其特征在于在第二階段中加工這些齒，使得形成齒側(cè)面以鈍角過(guò)渡到在第一階段中形成的齒側(cè)面。
10.如權(quán)利要求8或9的方法，其特征在于是通過(guò)用刀具沿?cái)[線移動(dòng)進(jìn)行切削加工而形成第二階段中的連接齒，該擺線的轉(zhuǎn)折點(diǎn)離齒隙的中間的距離比離齒側(cè)的距離更近。
全文摘要
一種連接元件，如連接套筒(1)，其連接齒(2)在其長(zhǎng)度的一部分(2a)上具有逐漸減小的橫截面輪廓，即所謂的后傾角。在所述部分上，連接齒的最靠近齒根的部分(7a)有第一壓力角，該部分連接到另一部分(7b)，該另一部分延伸到齒尖并且其壓力角比前一部分大。
文檔編號(hào)F16D23/06GK1813141SQ200480017725
公開(kāi)日2006年8月2日 申請(qǐng)日期2004年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月24日
發(fā)明者馬格努斯·倫德貝里 申請(qǐng)人:沃爾沃拉斯特瓦格納公司