一種復(fù)合變位齒輪的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及齒輪傳動技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種復(fù)合變位齒輪，該齒輪具有完整的變齒厚復(fù)合變位內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]齒輪箱作為現(xiàn)代汽車工業(yè)的重要傳動部件，是汽車運(yùn)行過程中的主要振源和噪聲源之一，它的工作性能對整車有著重要的影響。汽車廠商也非常重視減少齒輪箱的振動和噪聲，并把它作為新車的亮點(diǎn)。齒輪嚙合產(chǎn)生振動，通過軸和軸承座傳遞到齒輪箱體上，導(dǎo)致箱體振動，同時輻射噪聲。齒輪嚙合界面的振動是結(jié)構(gòu)噪聲的決定性激勵，如何抑制嚙合產(chǎn)生的振動，從根源上降低噪聲，具有重要的工程應(yīng)用價值。
[0003]變齒厚齒輪，其變位系數(shù)沿軸線方向按一定規(guī)律變化，齒形在軸線方向形成一定錐度。通過調(diào)整其軸向位移就可以調(diào)節(jié)嚙合側(cè)隙，達(dá)到調(diào)隙或消隙目的，實(shí)現(xiàn)精密傳動，因此在精密機(jī)器人及精密伺服等傳動中具有廣闊的應(yīng)用前景。但這種齒輪加工比較困難，且沒有按其成型原理設(shè)計的機(jī)床可供使用，生產(chǎn)成本很高，因此在國內(nèi)現(xiàn)有加工水平下解決其加工問題，對于推廣該種齒輪的應(yīng)用具有重要意義。另一方面，現(xiàn)有技術(shù)的變齒厚齒輪均采用整體結(jié)構(gòu)，由齒輪嚙合產(chǎn)生的振動噪聲較大，解決變齒厚齒輪的噪音問題，對于推廣這種齒輪的應(yīng)用也具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)的變齒厚齒輪加工困難及現(xiàn)有技術(shù)的變齒厚齒輪嚙合噪音大的問題提供一種加工方便且嚙合噪聲低的復(fù)合變位齒輪。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，一種復(fù)合變位齒輪，所述齒輪由若干片具有相同齒數(shù)且具有變厚齒形的圓環(huán)形齒片順序組合構(gòu)成，齒片的輪齒設(shè)置在圓環(huán)形齒片的內(nèi)圓周上，所述齒片包括設(shè)于齒輪軸向兩端的外齒片及位于兩個外齒片之間的若干內(nèi)齒片，外齒片的厚度大于內(nèi)齒片的厚度，相鄰的齒片之間均嵌設(shè)有減振降噪片，齒片的圓環(huán)上設(shè)有若干用于固定齒片安裝孔，所述齒片的齒頂圓直徑、齒根圓直徑及齒厚均沿齒輪的同一軸向遞增或遞減，內(nèi)外齒片及減振降噪片構(gòu)成一個完整的變齒厚復(fù)合變位內(nèi)齒輪結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的復(fù)合變位齒輪由若干片具有變厚齒形的圓環(huán)形齒片組合構(gòu)成，齒片包括外齒片與內(nèi)齒片，其中在齒輪軸向的兩端面上各設(shè)置一塊外齒片，外齒片之間設(shè)置若干內(nèi)齒片，相鄰的齒片之間嵌設(shè)減振降噪片，減振降噪片的基本結(jié)構(gòu)與齒片相適配，內(nèi)外齒片及減振降噪片通過在固定孔內(nèi)的螺釘或鉚釘聯(lián)接固定，從而構(gòu)成一個完整的變齒厚復(fù)合變位內(nèi)齒輪。采用齒片組合方式構(gòu)成變齒厚復(fù)合變位內(nèi)齒輪，由于單一齒片厚度較小，因此容易達(dá)到加工要求，齒輪加工工藝性好，應(yīng)用簡單的工藝就能完成硬齒面和高精度的變齒厚齒輪加工，解決了現(xiàn)有技術(shù)的變齒厚齒輪加工困難的問題，可以提高了傳動裝置的承載能力和運(yùn)行精度。這里的變厚齒形是指齒片上的輪齒其齒厚在齒輪的軸向上由齒片的一面向另一面逐步增大。另外，本發(fā)明相鄰的齒片之間均嵌設(shè)有減振降噪片，減振降噪片具有高阻尼特性，將其嵌設(shè)于齒片之間，可以有效抑制齒輪嚙合引起的振動，即從根源上減少齒輪的嚙合振動，減少傳動噪聲，從而降低噪音。因此本發(fā)明的結(jié)構(gòu)可以解決現(xiàn)有技術(shù)的變齒厚齒輪嚙合噪音大的問題，同時也可以延長齒輪副的使用壽命，特別適用于高精度的傳動裝置。另夕卜，本發(fā)明通過螺釘或鉚釘固定的緊固方式，可以確保齒輪的整體強(qiáng)度。
[0006]作為優(yōu)選，所述齒輪的輪齒為直齒或斜齒，所述齒輪的變位系數(shù)沿齒輪軸向呈線性變化。
[0007]作為優(yōu)選，所有內(nèi)齒片的厚度相等，所有減振降噪片的厚度相等，減振降噪片的厚度為內(nèi)齒片厚度的16%至30%，外齒片的厚度相等且其厚度是內(nèi)齒片厚度的3至5倍。對于同一材質(zhì)的減振降噪片，采用較大厚度的可以提高減振降噪效果，但會影響齒輪的整體強(qiáng)度；而減振降噪片的厚度過小，則減振降噪效果較差，通常選用減振降噪片的厚度為內(nèi)齒片厚度的16%至30%比較合適，該數(shù)值也可以根據(jù)不同工況齒輪的實(shí)際需要及不同材質(zhì)減振降噪片的降噪特性綜合考慮選取。本發(fā)明的外齒片除承擔(dān)齒輪的功能外，還承擔(dān)壓緊內(nèi)齒片及減振降噪片的功能，因此外齒片的厚度通常比內(nèi)齒片的厚度更大，這樣還可以確保齒輪的邊緣強(qiáng)度，避免位于最外側(cè)的齒片開裂或卷曲。
[0008]本發(fā)明的齒片與減振降噪片也可以采用下面幾種進(jìn)一步的改進(jìn)結(jié)構(gòu)形式:
1、所有內(nèi)齒片的厚度相等，位于齒厚較大的內(nèi)齒片一側(cè)的減振降噪片的厚度大于位于齒厚較小的內(nèi)齒片一側(cè)的減振降噪片的厚度，減振降噪片的厚度沿齒輪軸向呈線性變化，減振降噪片的最小厚度為內(nèi)齒片厚度的16%至20%，減振降噪片的最大厚度為內(nèi)齒片厚度的25%至30%，外齒片的厚度相等且其厚度是內(nèi)齒片厚度的3至5倍。在本技術(shù)方案中，齒輪中各個內(nèi)齒片的厚度均相等，減振降噪片的厚度不同，靠近齒厚較大的內(nèi)齒片一側(cè)的減振降噪片的厚度較大，靠近齒厚較小的內(nèi)齒片一側(cè)的減振降噪片的厚度較小，且減振降噪片的厚度沿齒輪軸向呈線性變化。這是考慮到齒厚較大的內(nèi)齒片其外形尺寸相對較大，在同樣的厚度下其諧振頻率較低，而厚度較大的減振降噪片對于頻率較低的振動具有更好的衰減能力，這樣可以在不增加減振降噪片整體厚度的前提下展寬齒輪的振動抑制頻帶，降低齒輪的傳動噪聲，從而降低噪音。
[0009]2、齒厚較小的內(nèi)齒片的厚度大于齒厚較大的內(nèi)齒片的厚度，最大厚度內(nèi)齒片的厚度是最小厚度內(nèi)齒片的厚度的1.5至2倍，內(nèi)齒片的厚度沿齒輪軸向呈線性變化，所有減振降噪片的厚度相等且其厚度為最大內(nèi)齒片厚度的10%至20%，外齒片的厚度相等且其厚度是最大內(nèi)齒片的厚度的2至3倍。在本技術(shù)方案中，齒輪中各個減振降噪片的厚度均相等，而內(nèi)齒片的厚度不同，齒厚較小的內(nèi)齒片的厚度較大，齒厚較大的內(nèi)齒片的厚度較小，這是考慮到齒厚較小的內(nèi)齒片其外形尺寸相對較小，在同樣的厚度下其諧振頻率較高，適當(dāng)增加厚度可以使其諧振頻率下降，避免齒輪的噪聲頻帶過寬，有利于采用單一阻尼特性的減振降噪片消除齒輪的傳動噪聲，從而降低噪音。
[0010]3、齒厚較小的內(nèi)齒片的厚度大于齒厚較大的內(nèi)齒片的厚度，最大厚度內(nèi)齒片的厚度是最小厚度內(nèi)齒片的厚度的1.5至2倍，內(nèi)齒片的厚度沿齒輪軸向呈線性變化；位于齒厚較大的內(nèi)齒片一側(cè)的減振降噪片的厚度大于位于齒厚較小的內(nèi)齒片一側(cè)的減振降噪片的厚度，最大厚度減振降噪片的厚度是最小厚度減振降噪片的厚度的1.5至2倍，減振降噪片的厚度沿齒輪軸向呈線性變化，減振降噪片的最大厚度為最大內(nèi)齒片厚度的16%至30%，外齒片的厚度相等且其厚度是最大內(nèi)齒片的厚度的2至3倍。本技術(shù)方案中是前述1、2兩種方案的綜合方案，其工作原理基本一致，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但具有更好的減振降噪效果。
[0011]作為優(yōu)選，內(nèi)齒片包括兩種不同硬度的內(nèi)齒片結(jié)構(gòu)，兩種不同硬度的內(nèi)齒片其硬度值之差為高硬度內(nèi)齒片硬度值的10%至16%，兩種不同硬度的內(nèi)齒片交替布置，所述內(nèi)齒片的總數(shù)量為奇數(shù)，與外齒片相鄰的內(nèi)齒片其硬度高于與其相鄰的內(nèi)齒片，所述外齒片采用復(fù)合阻尼鋼板結(jié)構(gòu)。采用兩種不同硬度的內(nèi)齒片有利于內(nèi)齒片的噪聲頻率點(diǎn)的分散，從而降低同一頻率點(diǎn)的噪聲峰值，避免噪聲頻率集中在一個頻點(diǎn)上，有利于降低齒輪噪音的最大值。這里的硬度值之差為高硬度內(nèi)齒片硬度值的10%至16%，是以高硬度的內(nèi)齒片硬度值為基準(zhǔn)，低硬度的內(nèi)齒片的硬度值與高硬度內(nèi)齒片硬度值之差相對于高硬度的內(nèi)齒片硬度值的百分比，舉例來說，當(dāng)高硬度的內(nèi)齒片硬度值為HRC50時，則低硬度的內(nèi)齒片的硬度值為HRC42.5- HRC45 ;兩種不同硬度的內(nèi)齒片可以是兩種硬度不同的材料，也可以是同一種材料通過不同的熱處理方式得到兩種不同的硬度；而外齒片采用復(fù)合阻尼鋼板結(jié)構(gòu)也可以有效抑制振動的傳播，從而降低噪音。
[0012]作為優(yōu)選，每片減振降噪片由單一阻尼材料構(gòu)成，齒輪設(shè)有兩種由不同阻尼特性的阻尼材料構(gòu)成的減振降噪片，兩種減振降噪片的損耗因子峰值對應(yīng)兩種頻率，兩種減振降噪片在齒輪的齒片之間交替布置。對于上述采用兩種不同硬度內(nèi)齒片的齒輪來說，本技術(shù)方案的結(jié)構(gòu)可以與其適配，采用兩種具有對應(yīng)阻尼特性的減振降噪片來抑制相應(yīng)的噪音，可以達(dá)到很好的降噪效果。
[0013]減振降噪片還可以采用下面的結(jié)構(gòu)形式:
1、每片減振降噪片由單一阻尼材料