差速器齒輪副的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型有關(guān)于一種齒輪副，尤其有關(guān)于一種適用于汽車差速器行星齒輪系的 差速器齒輪副。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于汽車差速器，目前所采用的直齒錐齒輪副基本上都是漸開線齒形。為了提高 齒輪副的承載能力，對于漸開線齒輪所能選用的手段包括減少齒數(shù)、加大壓力角和變位等 方法，該些方法已經(jīng)被用到了極限，受制于漸開線齒形的固有特征，受根切、齒頂變尖、重疊 系數(shù)減小和齒根部分齒廓曲率半徑縮小等因素的限制，差速器齒輪副的齒數(shù)比最少只能做 至Ij9:13(對于兩個(gè)行星輪的差速器)和9:14(對于四個(gè)行星輪的差速器），無法依靠進(jìn)一步減 少齒數(shù)、加大模數(shù)或優(yōu)化其它參數(shù)來提高差速器齒輪的強(qiáng)度，其強(qiáng)度已經(jīng)達(dá)到了極限，難W 進(jìn)一步提高其承載能力。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的是提供一種差速器齒輪副，其齒根彎曲強(qiáng)度高，齒面接觸應(yīng)力 小，該差速器齒輪副的承載能力局。
[0004] 本實(shí)用新型的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0005] 本實(shí)用新型提供一種差速器齒輪副，其包括相曬合的行星直齒錐齒輪和半軸齒 輪，所述行星直齒錐齒輪的齒面和所述半軸齒輪的齒面均由多段錐形曲面構(gòu)成，所述錐形 曲面W所述差速器齒輪副的節(jié)錐頂點(diǎn)為頂點(diǎn)，所述齒面從齒頂至齒根包括依次相連的上工 作錐面、下工作錐面和非工作錐面，所述下工作錐面由光滑的凸解析曲面構(gòu)成，所述上工作 錐面由通過曬合方程按運(yùn)動學(xué)要求逐點(diǎn)求得的共輛曲面構(gòu)成，所述非工作錐面為凹曲面； 其中，所述上工作錐面與所述下工作錐面的拼接線為參考線，所述行星直齒錐齒輪的參考 線位于所述差速器齒輪副的有效工作齒高的中點(diǎn)，所述半軸齒輪的參考線與所述行星直齒 錐齒輪的參考線為一對共輛接觸線。
[0006] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述有效工作齒高k為：
[0007] hK= A h Xm
[000引其中，Ah的取值范圍為1.7~1.8，m為所述差速器齒輪副的模數(shù)。
[0009] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述行星直齒錐齒輪的上工作錐面和所述行星直齒錐齒輪 的下工作錐面在所述行星直齒錐齒輪的參考線處相切，并具有相同的曲率。
[0010] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述半軸齒輪的上工作錐面和所述半軸齒輪的下工作錐面 在所述半軸齒輪的參考線處相切，并具有相同的曲率。
[0011] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述行星直齒錐齒輪的參考線上的大端參考點(diǎn)處的曲率半 徑^通過下列公式計(jì)算： P'p
[0012]
[0013] 式中，是所述半軸齒輪的參考線上的大端參考點(diǎn)處的曲率半徑； 舶
[0014] 馬是一個(gè)與所述行星直齒錐齒輪的大端參考點(diǎn)處瞬時(shí)接觸線垂直的向量，且 & =?X巧2 一巧么/Pg;
[001引 S12是一個(gè)系數(shù)，且^ =巧2 '吃+廳.歹 12 ;
[0016] 其中，廳是所述行星直齒錐齒輪的大端參考點(diǎn)處的單位法線向量；
[0017] 馬:是所述行星直齒錐齒輪與所述半軸齒輪間的相對角速度向量，且 靖i2二瑪_錯(cuò)2馬；
[0018] 巧2是所述行星直齒錐齒輪的大端參考點(diǎn)與所述半軸齒輪間的大端參考點(diǎn)相接觸 處的齒面間的相對滑動速度，且吃=卻X Rp - W在X馬；
[0019]
[0020] 其中，瑪和禹分別表示所述行星直齒錐齒輪的大端參考點(diǎn)處的單位軸線向量和所 述半軸齒輪的大端參考點(diǎn)處的單位軸線向量；
[0021] ?2是所述半軸齒輪相對于所述行星直齒錐齒輪的瞬時(shí)角速度，即所述差速器齒 輪副的瞬時(shí)速比，且W2 = Np/Ng，式中，Np是所述行星直齒錐齒輪的齒數(shù)，Ng是所述半軸齒輪 的齒數(shù)；
[0022] 馬是所述半軸齒輪大端參考點(diǎn)處的徑矢，馬為所述行星直齒錐齒輪大端參考點(diǎn) 處的徑矢；
[0023] ε是所述半軸齒輪相對于所述行星直齒錐齒輪的角加速度。
[0024] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在所述行星直齒錐齒輪和所述半軸齒輪相曬合的狀態(tài)下， 所述行星直齒錐齒輪的齒頂與所述半軸齒輪的槽底之間的距離Co為：
[0025] Co = 0.0175Ao
[0026] 其中，Ao是所述半軸齒輪的參考線上的大端參考點(diǎn)處的分度錐母線長度，且Ao = 0.5DG/sin Γ C;式中，Dg是所述半軸齒輪大端參考點(diǎn)處的分度圓直徑，Γ C是所述半軸齒輪大 端參考點(diǎn)處的分度錐角。
[0027] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述凸解析曲面為單獨(dú)的一段凸解析曲面。
[0028] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述凸解析曲面為圓錐面或楠圓錐面。
[0029] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述凸解析曲面由兩段解析曲面拼合而成。
[0030] 在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述凸解析曲面為圓錐面和它的切平面拼合而成;或者所 述凸解析曲面為楠圓錐面和它的切平面拼合而成。
[0031] 本實(shí)用新型的差速器齒輪副的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是:該差速器齒輪副由于行星直齒錐齒 輪的齒面和半軸齒輪的齒面是W各自的參考線為分界由共輛曲面和凸解析曲面拼合而成， 因此，本實(shí)用新型不會出現(xiàn)漸開線齒輪特有的根切問題，該差速器齒輪副可W完全避免根 切問題，提高承載能力。本實(shí)用新型可克服漸開線齒形接近齒根處法曲率增大，導(dǎo)致接觸強(qiáng) 度降低的問題，使得在同樣的結(jié)構(gòu)尺寸下，差速器齒輪副的承載能力得w大幅度的提高。
【附圖說明】
[0032] 為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需 要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí) 施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖 獲得其他的附圖。
[0033] 圖1為本實(shí)用新型的差速器齒輪副的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] 圖2為本實(shí)用新型的差速器齒輪副的行星直齒錐齒輪大端處的球面投影變換圖。
[0035] 圖3為本實(shí)用新型的差速器齒輪副的半軸齒輪大端半封閉槽內(nèi)側(cè)處的球面投影變 換圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036] 下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行 清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的 實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下 所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0037] 如圖1至圖3所示，本實(shí)用新型提供一種差速器齒輪副，其包括相曬合的行星直齒 錐齒輪1和半軸齒輪2,所述行星直齒錐齒輪1的齒面11和所述半軸齒輪2的齒面21均由多段 錐形曲面構(gòu)成，所述錐形曲面W所述差速器齒輪副的節(jié)錐頂點(diǎn)10為頂點(diǎn)，所述行星直齒錐 齒輪1的齒面11從齒頂至齒根包括依次相連的上工作錐面111、下工作錐面112和非工作錐 面113,所述半軸齒輪2的齒面21從齒頂至齒根包括依次相連的上工作錐面211、下工作錐面 212和非工作錐面213,所述行星直齒錐齒輪1的下工作錐面112和所述半軸齒輪2的下工作 錐面212均由光滑的凸解析曲面構(gòu)成，所述行星直齒錐齒輪1的上工作錐面111和所述半軸 齒輪2的上工作錐面211均由通過曬合方程按運(yùn)動學(xué)要求逐點(diǎn)求得的共輛曲面構(gòu)成，所述行 星直齒錐齒輪1的非工作錐面113和所述半軸齒輪2的非工作錐面213均為凹曲面;其中，所 述行星直齒錐齒輪1的上工作錐面111與所述行星直齒錐齒輪1的下工作錐面112的拼接線 為參考線114,所述半軸齒輪2的上工作錐面211與所述半軸齒輪2的下工作錐面212的拼接 線為參考線214,所述行星直齒錐齒1的參考線114位于所述差速器齒輪副的有效工作齒高 hK的中點(diǎn)，所述半軸齒輪2的參考線214與所述行星直齒錐齒輪1的參考線114為一對共輛接 觸線。
[0038] 具體是，該行星直齒錐齒輪1的齒面11上的多段錐形曲面和半軸齒輪2的齒面21上 的多段錐形曲面均是廣義上的錐面，即由一族相交于差速器齒輪副的節(jié)錐頂點(diǎn)10的直母線 構(gòu)成的曲面。在本實(shí)用新型中，可在該行星直齒錐齒輪1的各齒槽的一端或兩端，W及半軸 齒