專利名稱：齒輪、傳動(dòng)系統(tǒng)及工程機(jī)械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及齒輪傳動(dòng)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種齒輪，包括該齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)以及包括該傳動(dòng)系統(tǒng)的工程機(jī)械。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外一般齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的圓柱齒輪，通常設(shè)計(jì)成齒寬為等寬形式。該種類型的齒輪，在齒輪旋轉(zhuǎn)工作過程中，其齒輪各個(gè)輪齒的受力恒定在某一范圍內(nèi)，各個(gè)輪齒的受力不相等且有較大差異的場(chǎng)合。相關(guān)技術(shù)中的齒輪至少存在以下缺點(diǎn)在各個(gè)輪齒的受力不相等的情況傳動(dòng)不穩(wěn)定，每個(gè)輪齒磨損程度不一樣，浪費(fèi)材料。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種齒輪，在滿足受力強(qiáng)度的前提下，實(shí)現(xiàn)齒輪輕量化。有鑒于此，本發(fā)明提供了一種齒輪，所述齒輪設(shè)置有軸孔，所述齒輪的周向設(shè)置有輪齒，所述輪齒為非等寬輪齒。本發(fā)明所提供的齒輪，適用于在齒輪旋轉(zhuǎn)過程中，其齒輪上的各個(gè)輪齒的受力恒定在某一范圍內(nèi)，且各個(gè)輪齒的受力不相等且有較大差異的場(chǎng)合，能在保證滿足強(qiáng)度要求的前提下，最大限度地節(jié)省材料，實(shí)現(xiàn)齒輪的輕量化和等應(yīng)力或者接近于等應(yīng)力設(shè)計(jì)。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述輪齒的齒寬漸變。在齒輪旋轉(zhuǎn)工作過程輪齒嚙合表面受力不相等的場(chǎng)合，對(duì)于嚙合表面受力較大的部位，其齒寬相應(yīng)增大，對(duì)于嚙合表面受力較小的部位，在保證使用要求和安全要求的前提下，其齒寬相應(yīng)的減少，齒輪的各個(gè)輪齒是等應(yīng)力嚙合工作的，齒輪的靜平衡和動(dòng)平衡在齒輪齒寬確定以后進(jìn)行確定。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述齒輪上設(shè)置有多段輪齒段，每一所述輪齒段中輪齒的齒寬相等，相鄰兩所述輪齒段中輪齒的齒寬不相等。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述齒輪上設(shè)置有第一輪齒段和第二輪齒段，所述第一輪齒段和所述第二輪齒段中輪齒的齒寬不等，所述第一輪齒段和所述第二輪齒段沿所述齒輪的周向交替分布。在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述齒輪上設(shè)置有四段所述第一輪齒段和四段所述第二輪齒段，四段所述第一輪齒段沿所述齒輪的周向均布，四段所述第二輪齒段沿所述齒輪的周向均布。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述齒輪為直齒輪、圓柱斜齒輪或錐齒輪。直齒輪、圓柱斜齒輪或錐齒輪各個(gè)輪齒的嚙合受力值決定了各個(gè)輪齒的齒寬，嚙合受力值較大的輪齒齒寬較大，嚙合受力值較小的輪齒齒寬較小。在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述齒輪為定傳動(dòng)比的齒輪。
在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述齒輪為變傳動(dòng)比的齒輪。變傳動(dòng)比的齒輪只是齒廓形狀發(fā)生改變，而本發(fā)明改變的是輪齒寬度，故能將本實(shí)施例中提出的技術(shù)方案應(yīng)用到變傳動(dòng)比的齒輪中。另一方面，本發(fā)明還提供了一種傳動(dòng)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)上述的齒輪。采用上述齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)更加平穩(wěn)，更加節(jié)約材料，節(jié)省成本。再一方面，本發(fā)明提供改了一種工程機(jī)械，包括上述的傳動(dòng)系統(tǒng)。還可以將本發(fā)明提供的齒輪，應(yīng)用于其他的機(jī)械設(shè)備當(dāng)中，在此無(wú)法窮舉，不再贅述，但其應(yīng)用均應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。 綜上所述，本發(fā)明提供的齒輪能在保證滿足強(qiáng)度要求的前提下，重量更輕，最大限度地節(jié)省材料，實(shí)現(xiàn)齒輪的輕量化和等應(yīng)力或者接近于等應(yīng)力設(shè)計(jì)。


圖I是根據(jù)本發(fā)明所述齒輪一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明所述齒輪另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明所述齒輪再一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明所述齒輪再一個(gè)實(shí)施例的立體示意圖；圖5是圖4的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。其中，圖I至圖5中附圖標(biāo)記與部件名稱之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為I第一輪齒段 2第二輪齒段 4首輪齒 5尾輪齒
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)描述。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是，本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其他方式來實(shí)施，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。本發(fā)明提供了一種齒輪，齒輪設(shè)置有軸孔，齒輪的周向設(shè)置有輪齒，輪齒為非等寬輪齒。本發(fā)明所提供的齒輪，適用于在齒輪旋轉(zhuǎn)過程中，其齒輪上的各個(gè)輪齒的受力恒定在某一范圍內(nèi)，且各個(gè)輪齒的受力不相等且有較大差異的場(chǎng)合，能在保證滿足強(qiáng)度要求的前提下，最大限度地節(jié)省材料，實(shí)現(xiàn)齒輪的輕量化和等應(yīng)力或者接近于等應(yīng)力設(shè)計(jì)。如圖I至圖3所示，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，輪齒的齒寬漸變。在圖I所示，齒輪上箭頭c所指處輪齒在嚙合時(shí)受力值為平均水平，箭頭e所指處輪齒在嚙合時(shí)受力較大,箭頭d所指處輪齒在嚙合時(shí)受力較小。由圖I可以看出，箭頭d處所指的輪齒的寬度小于箭頭c所指處輪齒的寬度，箭頭c所指處輪齒的寬度小于箭頭e所指處輪齒的寬度。同時(shí)自c處至d處,輪齒的齒寬逐漸減??；自d處至e處,輪齒的齒寬逐漸增力口。這種設(shè)計(jì)可以在滿足齒輪傳動(dòng)強(qiáng)度的情況下，最大化地節(jié)約材料，使得齒輪做得更輕，降低齒輪的生產(chǎn)成本，同時(shí)降低齒輪傳動(dòng)中由于齒輪重量引起的能耗。如圖2所示,齒輪為對(duì)稱結(jié)構(gòu),該齒輪上,輪齒的齒寬自a處至b處逐漸增大,齒輪上輪齒的齒寬根據(jù)設(shè)計(jì)要求漸變，在滿足強(qiáng)度的同時(shí)，節(jié)約了材料，使得齒輪的結(jié)構(gòu)更輕，結(jié)構(gòu)更加合理。在圖3所示的齒輪上，首輪齒4的齒寬最小，尾輪齒5的齒寬最大，首輪齒4和尾輪齒5相對(duì)于齒輪軸線對(duì)稱設(shè)置，輪齒的齒寬自首輪齒4向尾輪齒5逐漸增大。這種齒寬漸變型的齒輪設(shè)計(jì)，在節(jié)約材料，減輕齒輪重量的同時(shí)，使得齒輪結(jié)構(gòu)過渡更加均勻，齒輪受力更加合理，避免應(yīng)力集中，提高齒輪的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。在齒輪旋轉(zhuǎn)工作過程輪齒嚙合表面受力不相等的場(chǎng)合，對(duì)于嚙合表面受力較大的部位，其齒寬相應(yīng)增大，對(duì)于嚙合表面受力較小的部位，在保證使用要求和安全要求的前提下，其齒寬相應(yīng)的減少，齒輪的各個(gè)輪齒是等應(yīng)力嚙合工作的，齒輪的靜平衡和動(dòng)平衡在齒 輪齒寬確定以后進(jìn)行確定。如圖4和圖5所示，在本發(fā)明的另一種實(shí)施例中齒輪上設(shè)置有多段輪齒段，每一輪齒段中輪齒的齒寬相等，相鄰兩輪齒段中輪齒的齒寬不相等。如圖4所示，優(yōu)選地，所述齒輪上設(shè)置有第一輪齒段I和第二輪齒段2，第一輪齒段I和第二輪齒段2中輪齒的齒寬不等，第一輪齒段I和第二輪齒段2沿齒輪的周向交替分布。第一輪齒段I中各輪齒的齒寬相等，第二輪齒段2中各輪齒的齒寬相等。如圖4所示，齒輪上設(shè)置有四段第一輪齒段I和四段第二輪齒段2，四段第一輪齒段I沿齒輪的周向均布，四段第二輪齒段2沿齒輪的周向均布。這種結(jié)構(gòu)具有一定規(guī)律，方便自動(dòng)化加工，同時(shí)第一輪齒段I沿齒輪的周向均布，第二輪齒段2沿齒輪的周向均布，輪齒段的設(shè)計(jì)更加對(duì)稱，受力更加合理，可以延長(zhǎng)齒輪的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。上述實(shí)施例中所述的齒輪可以為直齒輪、圓柱斜齒輪或錐齒輪。直齒輪、圓柱斜齒輪或錐齒輪各個(gè)輪齒的嚙合受力值決定了各個(gè)輪齒的齒寬，嚙合受力值較大的輪齒齒寬較大，嚙合受力值較小的輪齒齒寬較小。在上述實(shí)施例中，齒輪可以為定傳動(dòng)比齒輪，也可以是變傳動(dòng)比的齒輪。變傳動(dòng)比的齒輪只是齒廓形狀發(fā)生改變，而本發(fā)明改變的是輪齒寬度，故能將本實(shí)施例中提出的技術(shù)方案應(yīng)用到變傳動(dòng)比的齒輪中。當(dāng)然，齒輪上還可設(shè)置有減重孔。減重孔可以使得齒輪最大程度地實(shí)現(xiàn)輕量化。本發(fā)明還提供了一種傳動(dòng)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)上述的齒輪。采用上述齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)更加平穩(wěn)，更加節(jié)約材料，節(jié)省成本。本發(fā)明還提供了一種工程機(jī)械，包括上述的傳動(dòng)系統(tǒng)。具體地，首先計(jì)算齒輪的各個(gè)輪齒的嚙合受力值，依據(jù)該受力值設(shè)計(jì)各個(gè)輪齒齒寬對(duì)于嚙合時(shí)受力較大的輪齒，該處輪齒齒寬較嚙合時(shí)受力值為平均水平的輪齒要寬；對(duì)于嚙合時(shí)受力較小的輪齒，該處輪齒齒寬較嚙合時(shí)受力值為平均水平的輪齒要窄；各輪齒之間平滑過渡；本齒輪毛坯以精密鑄造方式進(jìn)行鑄造。綜上所述，本發(fā)明提供的齒輪能在保證滿足強(qiáng)度要求的前提下，重量更輕，最大限度地節(jié)省材料，實(shí)現(xiàn)齒輪的輕量化和等應(yīng)力或者接近于等應(yīng)力設(shè)計(jì)。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修 改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種齒輪，所述齒輪設(shè)置有軸孔，所述齒輪的周向設(shè)置有輪齒，其特征在于，所述輪齒為非等寬輪齒。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒輪，其特征在于，所述輪齒的齒寬漸變。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒輪，其特征在于，所述齒輪上設(shè)置有多段輪齒段，每一所述輪齒段中輪齒的齒寬相等，相鄰兩所述輪齒段中輪齒的齒寬不相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的齒輪，其特征在于，所述齒輪上設(shè)置有第一輪齒段(I)和第二輪齒段(2)，所述第一輪齒段(I)和所述第二輪齒段(2)中輪齒的齒寬不等，所述第一輪齒段(I)和所述第二輪齒段(2 )沿所述齒輪的周向交替分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齒輪，其特征在于，所述齒輪上設(shè)置有四段所述第一輪齒段(I)和四段所述第二輪齒段(2)，四段所述第一輪齒段(I)沿所述齒輪的周向均布，四段所 述第二輪齒段(2)沿所述齒輪的周向均布。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的齒輪，其特征在于，所述齒輪為直齒輪、圓柱斜齒輪或錐齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的齒輪，其特征在于，所述齒輪為定傳動(dòng)比的齒輪。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的齒輪，其特征在于，所述齒輪為變傳動(dòng)比的齒輪。
9.一種傳動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，包括至少一個(gè)如權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的齒輪。
10.一種工程機(jī)械，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的傳動(dòng)系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種齒輪，齒輪設(shè)置有軸孔，齒輪的周向設(shè)置有輪齒，輪齒為非等寬輪齒。本發(fā)明提供的齒輪能在保證滿足強(qiáng)度要求的前提下，重量更輕，最大限度地節(jié)省材料，實(shí)現(xiàn)齒輪的輕量化和等應(yīng)力或者接近于等應(yīng)力設(shè)計(jì)。本發(fā)明還提供了一種包括上述齒輪的傳動(dòng)系統(tǒng)，以及包括該傳動(dòng)系統(tǒng)的工程機(jī)械。
文檔編號(hào)F16H55/08GK102720825SQ20121021841
公開日2012年10月10日 申請(qǐng)日期2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月28日
發(fā)明者葉水凌, 錢漢生 申請(qǐng)人:三一重工股份有限公司