[發明專利]齒輪和齒輪組合

在審

• 申請號: 201780040934.X
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN109416113A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 羅德里克·克萊斯
• 申請（專利權）人: 威格斯制造有限公司
• 主分類號: F16H55/18
• 分類號: F16H55/18;F16H55/06
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 何沖;黃隸凡

公開了例如在汽車應用中使用的消隙齒輪和消隙齒輪組合。消隙齒輪包含齒輪輪盤和齒輪齒輪輪齒。每個齒輪齒輪輪齒包括第一和第二齒面、頂面和底面，其中對于每個齒輪齒輪輪齒，每個齒面從所述頂面延伸到所述底面，其中所述齒輪齒輪輪齒包括聚合材料，所述聚合材料包括式I的重復單元其中t1和w1各自表示0或1，并且v1表示0、1或2。對于每個齒輪齒輪輪齒，所述齒面中的至少一個包括兩個或更多個表面，所述表面被布置成形成沿著所述至少一個所述齒面延伸的單個凸出部使得每個齒輪輪齒的齒厚度在所述齒輪輪齒的所述頂面與所述底面之間在平行于所述齒輪在運行時的旋轉軸的方向上變化。所述單個凸出部在使用時可彈性變形以便消除側隙。

本發明涉及例如用于汽車應用中的齒輪和齒輪組合。

在現代傳動裝置中，例如當傳動載荷脈動時，如當其驅動活塞式發動機中的凸輪軸、往復泵或平衡起重軸時，齒輪可以產生大量噪聲、振動和聲振粗糙度(NVH)。當齒輪在穩態運行下或由于傳動載荷或速度變化而以不同角速度向彼此移動時，可以產生NVH。

這種齒輪敲擊的起源在用于防止齒輪輪齒結合的溶液中。當齒輪相嚙合時(即，當它們彼此接合時)，所述齒輪必須能夠在其容差的框架內工作。不是所有齒輪將被同樣地制造。一些將比其它齒輪具有更大的偏心率；一些將具有更大或更小的齒厚度；齒輪到其配對物的中心距將由于制造精度而變化。還重要的是，齒輪可以允許熱膨脹。

為了防止這些問題引起齒在其驅動時結合，常規地引入側隙。側隙是用于建立如圖1中示出的嚙合齒之間的一組空隙的術語，其中側隙1是兩個箭頭之間的距離。側隙可以導致齒輪敲擊以及隨后磨損齒輪輪齒。

在金屬齒輪的情況下，這種不期望行為可以通過將齒輪切成兩個平行的剪式齒輪并且然后將所述剪式齒輪彈簧加載成抵靠彼此。將彈簧置于兩個齒輪薄片之間以保持所述齒輪薄片分離，并且當齒輪被置于與其配對物相嚙合時，兩個薄片的齒被擠壓在一起使得側隙被占用。在運行期間，只要驅動載荷不超過消隙齒輪的彈簧力，相對的薄片齒輪就將占用側隙。這對金屬齒輪來說表現非常好，但是昂貴且實際上使齒輪的強度減小其針對反轉動作變薄的量。

因此，需要減少側隙的必要性并且解決已知消隙齒輪的問題的齒輪。

根據本發明的第一方面，提供了一種消隙齒輪，其包括：

齒輪輪盤和齒輪輪齒，

其中每個齒輪輪齒包括第一和第二齒面、頂面和底面，

其中對于每個齒輪輪齒，每個齒面從所述頂面延伸到所述底面，

其中所述齒輪輪齒包括聚合材料，所述聚合材料包括式I的重復單元

其中t1和w1各自表示0或1，并且v1表示0、1或2，并且其中對于每個齒輪輪齒：

i)所述齒面中的至少一個包括兩個或更多個表面，所述表面被布置成形成沿著所述至少一個所述齒面延伸的單個凸出部使得每個齒輪輪齒的齒厚度在所述齒輪輪齒的所述頂面與所述底面之間在平行于所述齒輪輪盤在運行時的旋轉軸的方向上變化，其中所述單個凸出部在使用時可彈性變形以便消除側隙。

令人驚奇地發現齒輪的齒本身可以充當對齒輪系統的消隙控制。具有本發明的布置的齒輪的單個凸出部能夠彈性變形，并且因此當將扭矩施加到齒輪時，所述齒輪可以扭曲以占據全部載荷能力。此外，變形可以局部分布為反抗具有較高楊氏模量的材料。此外，本發明的齒輪不太可能引起貢獻于噪聲和齒輪輪齒損壞的卡死/結合。

在本發明的以下討論中，除非相反地聲明，否則參數的允許范圍的上限或下限的替代值的公開加上指示所述值之一比其它值更加優選將被解釋為暗示聲明：所述參數的位于所述替代值的更優選與次優選之間的每個中間值本身對所述次優選值以及還對位于所述次優選值與所述中間值之間的每個值來說是優選的。