專利名稱：具有周期性改變的齒槽幾何形狀的旋轉(zhuǎn)盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)盤，特別是具有周期性改變的齒槽幾何形狀 的旋轉(zhuǎn)盤。本發(fā)明此外還涉及一種具有至少一個依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤 的傳動裝置和一種具有至少一個依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤的纏繞傳動裝 置。
背景技術(shù)：
例如像皮帶或者鏈條這種力傳遞無盡部件和齒輪基礎(chǔ)上的傳動系 統(tǒng)在工業(yè)上的應(yīng)用非常廣泛。特別是在內(nèi)燃機上，這種傳動系統(tǒng)例如 用于從曲軸向凸輪軸傳遞轉(zhuǎn)矩。除了凸輪軸和曲軸外，通過皮帶或者鏈條還傳動例如像水泵或者 燃料泵等其他部件。作為皮帶和鏈條傳動的主概念人們稱其為纏繞傳 動裝置。在這種傳動系統(tǒng)或纏繞傳動裝置上出現(xiàn)所謂的回程段振動。這種 回程段振動可以是力傳遞無盡部件通過循環(huán)性的發(fā)動機運動引發(fā)的橫 向、縱向或者扭轉(zhuǎn)振動。循環(huán)性引發(fā)的回程段振動一般情況下通過內(nèi) 燃機不平衡的傳動部件產(chǎn)生。此外，齒輪皮帶上由于振動出現(xiàn)不平衡的負荷，造成齒輪皮帶斷 裂并降低所使用的齒輪皮帶的使用壽命。因此有人提出不圓度齒輪，以平衡這種回程段振動。不圓度齒輪 在此方面是指這種齒輪，其不具有圓形的圓周截面和其中力傳遞無盡 部件的有效曲線或纏繞圓弧為非圓形。公開文獻DE 10 2004 048 629 Al介紹了一種控制傳動機構(gòu)的不圓 度旋轉(zhuǎn)盤。該旋轉(zhuǎn)盤在此方面具有一種旋轉(zhuǎn)盤半徑，其在函數(shù)上依賴 于旋轉(zhuǎn)角和平均半徑，其中平均半徑這樣選擇，使旋轉(zhuǎn)盤纏繞曲線的 循環(huán)弧長等于相鄰齒中心預(yù)先規(guī)定距離和齒數(shù)的乘積。此外，實用新型專利文獻DE 202 20 367 Ul介紹了一種同步傳動 裝置，其具有大量借助一個力傳遞無盡部件相互連接的轉(zhuǎn)動件，其中， 轉(zhuǎn)動件之一具有帶至少兩個與回縮段交替的凸起段的非圓形剖面，其 中，非圓形剖面凸起和回縮段的角位置和非圓形剖面偏心度的尺寸這 樣選擇，使非圓形剖面向力傳遞無盡部件施加相反振動校正的轉(zhuǎn)矩， 其減少或者基本上消除負荷結(jié)構(gòu)振動的負荷轉(zhuǎn)矩。實用新型專利文獻DE 203 19 172 Ul介紹了一種旋轉(zhuǎn)部件，其由 一個具有多個設(shè)置在轉(zhuǎn)動件圓周上的齒的轉(zhuǎn)動件組成，其中，每個齒 具有齒冠并在每對并排的齒之間具有凹槽以及齒的齒冠處于形成轉(zhuǎn)動 件圓的彎曲圓周上，以及其中轉(zhuǎn)動件的圓具有一個帶至少兩個與回縮 區(qū)域交替的凸起區(qū)域的非圓形剖面，其中，每對并排齒的齒冠中心之 間的距離每對并排齒之間的凹槽之間凹槽的剖面相等，以及圓上每個 齒冠的中心與轉(zhuǎn)動件軸線之間的距離變化，以取得所稱的非圓形剖面。對這種不圓度旋轉(zhuǎn)盤在其安裝位置上的位置尺寸重要的始終是最 大半徑，以便可以使旋轉(zhuǎn)盤自由旋轉(zhuǎn)。恰恰是在具有相當(dāng)明顯不圓度 的旋轉(zhuǎn)盤上因此存在很大的位置需求。因為特別是汽車上發(fā)動機艙內(nèi)可供使用的容積非常有限，所以在 現(xiàn)有技術(shù)的不圓度旋轉(zhuǎn)盤上經(jīng)常出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)盤設(shè)置方面的問題。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供一種旋轉(zhuǎn)盤、 一種傳動裝置或者一種纏繞傳動裝置，其中可以平衡回程段振動并提供鏈條或齒輪皮帶更佳的 導(dǎo)入或?qū)С鎏匦裕渲?，將旋轉(zhuǎn)盤的各自位置需求降到最低限度。該目的通過權(quán)利要求1的旋轉(zhuǎn)盤、權(quán)利要求7的傳動裝置和權(quán)利 要求10的纏繞傳動裝置得以實現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤能夠以旋轉(zhuǎn)角環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)并具有多個設(shè) 置在旋轉(zhuǎn)盤圓周上的齒和處于齒之間的齒槽，通過齒槽的中心分布齒 槽中心線，其中，旋轉(zhuǎn)盤具有周期性改變的齒槽幾何形狀，以及其特 征在于，旋轉(zhuǎn)盤的齒頂圓半徑恒定。旋轉(zhuǎn)盤的外部形狀對其作用至關(guān)重要，而傳動比并不重要。對此 重要的僅是有效半徑的構(gòu)成。因此有效半徑可以周期性改變構(gòu)成，其 中，齒頂圓的半徑保持恒定。由此產(chǎn)生一種旋轉(zhuǎn)盤圓形的圓周形狀并將其設(shè)置的空間降到最低 限度。形成周期性改變的齒槽幾何形狀，其中旋轉(zhuǎn)盤的分度圓半徑在函 數(shù)上依賴于旋轉(zhuǎn)角和確定的平均半徑。因此產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)盤的一種圓形外形，其中，齒的高度依賴于旋轉(zhuǎn)角 改變。最小齒高在分度圓半徑具有最大值的情況下產(chǎn)生。最大的分度 圓半徑然后可以等于齒頂圓半徑。所使用的牽引件例如輥子或者套筒鏈條或者齒輪皮帶然后與齒高 的周期性改變相應(yīng)或多或少與旋轉(zhuǎn)盤嚙合。此外，形成周期性改變的齒槽幾何形狀，其中旋轉(zhuǎn)盤的多個齒的 齒廓依賴于旋轉(zhuǎn)角而超前或滯后確定的平均齒廓。借助超前或滯后的齒廓可以提供一種其傳動比也周期性改變，但 齒的高度保持恒定的旋轉(zhuǎn)盤。牽引件因此始終均勻地與旋轉(zhuǎn)盤嚙合。此外，齒槽中心線各自基本上對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)盤分度圓半徑或分度圓的 局部曲率中心。情況表明，現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)盤上的力傳遞無盡部件之所以高度磨 損，是因為由齒輪齒施加到無盡部件的力峰值相當(dāng)大。此方面的原因 在于下面稱為圓形齒輪的現(xiàn)有技術(shù)齒輪的定向和齒形。在圓形齒輪上，處于齒之間的齒槽各自與其相應(yīng)的齒槽中心線對 稱。在圓形齒輪上，每條齒槽中心線通過圓形齒輪的旋轉(zhuǎn)軸或中心分 布。兩條這種齒槽中心線之間的齒輪段在本說明書的框架內(nèi)稱為扇形。在一個圓形齒輪上，所有扇形均相同。通過扇形的相互作用產(chǎn)生 一個圓形齒輪。在此方面，齒槽在沒有扇形之間具有切向過渡的不連 續(xù)性情況下具有連續(xù)的表面。在具有依賴于函數(shù)分度圓的非圓形或者不圓度的齒輪上，以往在設(shè)計時同時確定全部齒槽中心線必須通過齒輪的旋轉(zhuǎn)軸分布。然而在 這種齒輪上，不是簡單相同的扇形相互作用。確切地說，扇形必須以 一定的程度扭曲，以便單個扇形沿非圓形的圓周相互作用。但齒槽輪廓然后這樣扭曲，使其在力傳遞無盡部件的齒根上產(chǎn)生 一種增加的負荷。此外，在這種輪廓上出現(xiàn)增加的磨損。因此，本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤的齒槽中心線不是都對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)軸，而是各 自基本上對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)盤分度圓的局部曲率中心，也就是說，它們與分度 圓的輪廓垂直。齒槽中心線然后一般情況下不再經(jīng)過旋轉(zhuǎn)軸。 一個齒的齒面輪廓從相鄰的齒槽形狀中產(chǎn)生。齒的齒頂輪廓從恒定的齒頂圓 中產(chǎn)生。通過齒槽中心線這種對準(zhǔn)各自局部的曲率中心，產(chǎn)生在齒槽內(nèi)的 扇形之間連續(xù)過渡的齒槽幾何形狀。此外，這樣避免增加磨損的問題。 力傳遞無盡部件的導(dǎo)入和導(dǎo)出降低摩擦和磨損進行，因為壓緊由于從 齒向力傳遞無盡部件的力傳遞限制均勻分布并避免力峰值。齒槽中心線可以這樣定向，使與旋轉(zhuǎn)盤同心的圓面不由不通過旋轉(zhuǎn)軸分布的齒槽對稱軸線穿過。圓面可以具有O.l mm-20mm的直徑 和特別是約0.5 mm -約6 mm的直徑。齒槽的剖面可與齒槽中心線對稱或者不對稱構(gòu)成。在本發(fā)明的一種實施方式中，旋轉(zhuǎn)盤半徑可以通過下列公式的調(diào) 和發(fā)展表達其中rmi^為平均半徑，Sri為不圓度幅度，n,為上升的數(shù)量，0,為 相位，以及t為從0-27T的間隔中得出的運轉(zhuǎn)參數(shù)。平均半徑在此方面 依賴于其余參數(shù)而適當(dāng)選擇，從而產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)盤的纏繞曲線所要求的長度。上升的數(shù)量也稱為階數(shù)。正如所看到的那樣，平均半徑也可以重 疊不同階數(shù)的多個依賴于角度的干擾段。如果沒有干擾段，那么會得 到一個圓形的旋轉(zhuǎn)盤。相應(yīng)地始終存在至少一個干擾段。如果每個參數(shù)^等于零，那么同樣會得到一個圓形旋轉(zhuǎn)盤。相應(yīng) 地依據(jù)本發(fā)明每個參數(shù)Sa不等于零。依據(jù)本發(fā)明的傳動裝置包括至少兩個旋轉(zhuǎn)盤和一個用于在旋轉(zhuǎn)盤 之間傳遞轉(zhuǎn)矩的力傳遞無盡部件，其特征在于，至少一個旋轉(zhuǎn)盤為依 據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤。按照這種方式，依據(jù)本發(fā)明的傳動裝置上也避免力傳遞的無盡部件增加磨損。此外，依據(jù)本發(fā)明的傳動裝置可以為在汽車上使用構(gòu)成。作為選擇依據(jù)本發(fā)明的傳動裝置可以為在飛機上使用構(gòu)成。在一種實施方式中，依據(jù)本發(fā)明的傳動裝置為一種同步傳動裝置。依據(jù)本發(fā)明的纏繞傳動裝置包括至少兩個旋轉(zhuǎn)盤和一個用于在旋 轉(zhuǎn)盤之間傳遞轉(zhuǎn)矩的力傳遞無盡部件，其特征在于，至少一個旋轉(zhuǎn)盤 為依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤。按照這種方式，依據(jù)在本發(fā)明的傳動裝置上 也避免了力傳遞的無盡部件增加磨損。本發(fā)明的其他優(yōu)點和構(gòu)成來自說明書和附圖。不言而喻，前面所稱的和后面還要介紹的特征不僅可以分別列舉 的組合，而且也可以其他組合或者單獨使用，而不會偏離本發(fā)明的框 架。


下面借助附圖所示的實施例對本發(fā)明進行詳細說明。其中 圖1示出依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤的第一實施方式； 圖2示出依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤的第二實施方式。
具體實施方式
圖1示出依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤10的第一實施方式。旋轉(zhuǎn)盤10能夠以旋轉(zhuǎn)角環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸12旋轉(zhuǎn)并具有多個設(shè)置在旋 轉(zhuǎn)盤10圓周上的齒20和處于齒20之間的齒槽22，通過齒槽的中心分 布齒槽中心線30。所示的旋轉(zhuǎn)盤io這樣具有周期性改變的齒槽幾何形狀，使旋轉(zhuǎn)盤的分度圓半徑26函數(shù)上依賴于旋轉(zhuǎn)軸和確定的平均半徑。在所示的舉例中，分度圓半徑26具有三個最大值或最小值。 旋轉(zhuǎn)盤10的齒頂圓半徑24恒定。由此產(chǎn)生齒20同樣依賴于旋轉(zhuǎn)角的高度。在分度圓半徑26最大 并相當(dāng)于齒頂圓半徑24的情況下，齒20的高度相應(yīng)地始終最小。相 應(yīng)地在最小分度圓半徑時產(chǎn)生最大的齒高。依賴于齒20的高度，可能的牽引件例如輥子或者套筒鏈條或者齒 輪皮帶不同程度與旋轉(zhuǎn)盤10嚙合。圖2示出依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤10的第二實施方式。此外在兩個放大圖中以虛線示出一個無周期性改變的剖面或基準(zhǔn) 剖面40并以實線示出一個周期性改變的實際剖面42。正如從圖2所看到的那樣，旋轉(zhuǎn)盤IO具有恒定的齒頂圓半徑以及 也具有恒定的分度圓半徑26。旋轉(zhuǎn)盤10周期性改變的傳動比由此提供， 即實際剖面42環(huán)繞基準(zhǔn)剖面40擺動，也就是依賴于旋轉(zhuǎn)角t超前于或 滯后于基準(zhǔn)剖面40。從旋轉(zhuǎn)方向Q中因此得出，實際剖面42在右上的放大圖中超前于 基準(zhǔn)剖面40并在左下的放大圖中滯后于基準(zhǔn)剖面40。通過前面介紹的依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤可以提供一種旋轉(zhuǎn)盤，其中 可以平衡回程段振動并提供牽引件更佳的導(dǎo)入或?qū)С鎏匦?，其中，?轉(zhuǎn)盤10的位置需求降到最低程度。依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤IO最好在纏繞傳動裝置上使用。纏繞傳動裝 置最好為用于汽車或者飛機。但依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤IO也可以與這些 應(yīng)用無關(guān)地使用，例如也可以在紡織或者辦公機械上使用。附圖標(biāo)記10旋轉(zhuǎn)盤12旋轉(zhuǎn)軸20齒22齒槽24齒頂圓半徑26分度圓半徑30齒槽中心線40基準(zhǔn)剖面42實際剖面轉(zhuǎn)向t旋轉(zhuǎn)角
權(quán)利要求
1.旋轉(zhuǎn)盤，其能夠以旋轉(zhuǎn)角環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸(12)旋轉(zhuǎn)，具有多個設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤(10)圓周上的齒(20)和處于齒之間的齒槽(22)，通過齒槽的中心分布齒槽中心線(30)，其中，旋轉(zhuǎn)盤(10)具有周期性改變的齒槽幾何形狀，其特征在于，旋轉(zhuǎn)盤(10)的齒頂圓半徑(24)恒定。
2. 按權(quán)利要求l所述的旋轉(zhuǎn)盤，其中，形成周期性改變的齒槽幾 何形狀，其中旋轉(zhuǎn)盤(10)的分度圓半徑(26)在函數(shù)上依賴于旋轉(zhuǎn) 角和確定的平均半徑。
3. 按權(quán)利要求1或2所述的旋轉(zhuǎn)盤，其中，形成周期性改變的齒 槽幾何形狀，其中旋轉(zhuǎn)盤(10)的多個齒(20)的齒廓依賴于旋轉(zhuǎn)角 而超前或滯后確定的平均齒廓。
4. 按權(quán)利要求l-3之一所述的旋轉(zhuǎn)盤，其中，齒槽中心線(30) 各自基本上對準(zhǔn)旋轉(zhuǎn)盤(10)分度圓半徑(26)的局部曲率中心。
5. 按權(quán)利要求4所述的旋轉(zhuǎn)盤，其中，旋轉(zhuǎn)盤(10)具有不與不 通過旋轉(zhuǎn)軸(12)分布的齒槽中心線(30)交叉的同心圓面。
6. 按權(quán)利要求2-5之一所述的旋轉(zhuǎn)盤，其中，分度圓半徑(26)可以通過下列公式的調(diào)和發(fā)展表達 = ", + Z《.cos(",.f + a)其中rmitte尸平均半徑，Sr產(chǎn)不圓度幅度， n產(chǎn)上升的數(shù)量， 0產(chǎn)相位，以及t-從0-27T的間隔中得出的運轉(zhuǎn)參數(shù)。
7. 傳動裝置，具有至少兩個旋轉(zhuǎn)盤(IO)和一個用于在旋轉(zhuǎn)盤(IO) 之間傳遞力的力傳遞無盡部件，其特征在于，旋轉(zhuǎn)盤(10)中的至少 一個為按權(quán)利要求1-6之一所述的旋轉(zhuǎn)盤(10)。
8. 按權(quán)利要求7所述的傳動裝置，其中，該傳動裝置為在汽車上 使用而構(gòu)成。
9. 按權(quán)利要求7所述的傳動裝置，其中，該傳動裝置為在飛機上 使用而構(gòu)成。
10. 纏繞傳動裝置，包括至少兩個旋轉(zhuǎn)盤(10)和一個用于在旋 轉(zhuǎn)盤(10)之間傳遞力的力傳遞無盡部件，其特征在于，旋轉(zhuǎn)盤(10) 中的至少一個為按權(quán)利要求l-6之一所述的旋轉(zhuǎn)盤(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)盤，其能夠以旋轉(zhuǎn)角環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸(12)旋轉(zhuǎn)并具有多個設(shè)置在旋轉(zhuǎn)盤(10)圓周上的齒(20)和處于齒之間的齒槽(22)，通過齒槽的中心分布齒槽中心線(30)，其中，旋轉(zhuǎn)盤(10)具有周期性改變的齒槽幾何形狀。依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤(10)的特征在于，旋轉(zhuǎn)盤(10)的齒頂圓半徑(24)恒定。本發(fā)明此外還涉及一種傳動裝置和一種具有依據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)盤(10)的纏繞傳動裝置。
文檔編號F16H7/00GK101240839SQ20081000853
公開日2008年8月13日 申請日期2008年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日
發(fā)明者弗蘭克·雷蒂希, 羅曼·克恩 申請人:謝夫勒兩合公司