外花键齿轮及花键齿轮传动装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种外花键齿轮及花键齿轮传动装置，外花键齿轮的齿牙为直齿，且每个齿牙包括连成一体的渐开线齿轮齿牙段和渐开线外花键齿牙段，渐开线外花键齿牙的齿数z2、模数m2、压力角《2、变位系数X2和齿根高系数h、与渐开线齿轮齿牙的齿数^、模数％、压力角ai、变位系数Xi和齿根高系数h*fl相同，渐开线外花键齿牙的齿高系数h\2则小于渐开线齿轮齿牙的齿高系数h*ol?花键齿轮传动装置包括外花键齿轮、传动齿轮和连接套，外花键齿轮的齿牙为直齿，且每个齿牙包括连成一体的渐开线齿轮齿牙段和渐开线外花键齿牙段，渐开线外花键齿牙段上的远离渐开线齿轮齿牙段具有卡槽，卡槽上安装有卡环，卡环能与连接套的内侧相抵。本发明能够有效降低传动系统轴向空间、且便于加工。
【专利说明】外花键齿轮及花键齿轮传动装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种齿轮及一种齿轮传动装置。
【背景技术】
[0002]机械传动领域中，齿轮传动及花键传动是最主要的两种传动方式，齿轮和花键经常设计在同一个工件上，例如行星轮系中的太阳轮设计成既有齿轮也有花键，通常太阳轮齿轮和花键是分别设计，即齿轮按齿轮标准设计，花键按花键标准设计，两者需用两把不同的刀具加工，因此齿轮和花键之间需预留足够的滚刀退刀空间，这就使得传动系统所需的轴向空间较大，给轴向空间紧张的传动系统带来了设计难题。
【发明内容】
[0003]本发明的第一目的是提出一种能缩短轴向空间、且便于加工的外花键齿轮。
[0004]本发明的第二目的是提出一种能够有效降低传动系统轴向空间、且便于加工的花键齿轮传动装置。
[0005]为了达到上述第一目的，本发明采用以下技术方案:一种外花键齿轮，所述外花键齿轮的齿牙为直齿，且每个齿牙包括渐开线齿轮齿牙段和渐开线外花键齿牙段，所述渐开线齿轮齿牙段和渐开线外花键齿牙段连成一体，所述渐开线外花键齿牙段上的远离渐开线齿轮齿牙段具有卡槽，所述渐开线外花键齿牙的齿数Z2、模数m2、压力角CI2、变位系数X2和齿根高系数h*f2与渐开线齿轮齿牙的齿数Z1、模数Hi1、压力角a 1、变位系数X1和齿根高系数h*fl相同，所述渐开线外花键齿牙的齿高系数h\2则小于渐开线齿轮齿牙的齿高系数h* al。
[0006]所述渐开线外花键齿牙的齿高系数h\2为0.4?0.6。
[0007]所述渐开线外花键齿牙的齿高系数h\2为0.5。
[0008]为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案:一种花键齿轮传动装置，包括外花键齿轮、传动齿轮和连接套，所述外花键齿轮的齿牙为直齿，且每个齿牙包括渐开线齿轮齿牙段和渐开线外花键齿牙段，所述渐开线齿轮齿牙段和渐开线外花键齿牙段连成一体，所述渐开线外花键齿牙段上的远离渐开线齿轮齿牙段具有卡槽，所述卡槽上安装有卡环，卡环能与连接套的内侧相抵，所述渐开线外花键齿牙的齿数Z2、模数Hl2、压力角CI2、变位系数X2和齿根高系数h*f2与渐开线齿轮齿牙的齿数Z1、模数HI1、压力角a 1、变位系数X1和齿根高系数h*fl相同，所述渐开线外花键齿牙的齿高系数h\2则小于渐开线齿轮齿牙的齿高系数h* al，所述连接套具有内花键齿牙，所述连接套的内花键齿牙与外花键齿轮的渐开线外花键齿牙相配合，所述传动齿轮具有传动齿牙，所述传动齿轮的传动齿牙与外花键齿轮的渐开线齿轮齿牙相啮合，所述连接套的内花键齿牙的齿数Z3、模数％和压力角α3与外花键齿轮的渐开线外花键齿牙的齿数Z2、模数叫和压力角Ci2相同，所述内花键齿牙的变位系数X3与渐开线外花键齿牙的变位系数X2的关系式为χ3=-χ2。
[0009]所述渐开线外花键齿牙的齿高系数h\2为0.4?0.6。
[0010]所述渐开线外花键齿牙的齿高系数h\2为0.5。
[0011]采用上述结构后，本发明的外花键齿轮不需要在渐开线齿轮齿牙段和渐开线外花键齿牙段之间预留滚刀退刀空间，节省了轴向空间，且便于加工；同时，渐开线齿轮齿牙和渐开线外花键齿牙可用同一把滚刀加工，不用另购外花键滚刀，节约结构成本。本发明的花键齿轮传动装置中的外花键齿轮不需要在渐开线齿轮齿牙段和渐开线外花键齿牙段之间预留滚刀退刀空间，节省了轴向空间，且便于加工，因此能够有效降低传动系统轴向空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]以下结合附图给出的实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0013]图1是本发明的花键齿轮传动装置的结构示意图；
图2是本发明的外花键齿轮的结构示意图；
图3是图1中的连接套的结构示意图；
图4是图2中的外花键齿轮的A-A剖视示意图；
图5是图2中的外花键齿轮的B-B剖视示意图。
【具体实施方式】
[0014]如图2、4、5所示，本发明的外花键齿轮，所述外花键齿轮I的齿牙为直齿，且每个齿牙包括渐开线齿轮齿牙1-1段和渐开线外花键齿牙1-2段，所述渐开线齿轮齿牙1-1段和渐开线外花键齿牙1-2段连成一体，所述渐开线外花键齿牙1-2段上的远离渐开线齿轮齿牙1-1段具有卡槽1-3，所述渐开线外花键齿牙1-2的齿数Z2、模数m2、压力角Ci2、变位系数X2和齿根高系数h*f2与渐开线齿轮齿牙1-1的齿数Z1、模数Hi1、压力角a 1、变位系数X1和齿根高系数h*fl相同，所述渐开线外花键齿牙1-2的齿高系数h\2则小于渐开线齿轮齿牙1-1的齿高系数h* alo
[0015]所述渐开线外花键齿牙1-2的齿高系数h\2为0.4?0.6。
[0016]最好是:所述渐开线外花键齿牙1-2的齿高系数h\2为0.5。
[0017]如图1?5所示，本发明的花键齿轮传动装置，包括外花键齿轮1、传动齿轮2和连接套3，所述外花键齿轮I的齿牙为直齿，且每个齿牙包括渐开线齿轮齿牙1-1段和渐开线外花键齿牙1-2段，所述渐开线齿轮齿牙1-1段和渐开线外花键齿牙1-2段连成一体，所述渐开线外花键齿牙1-2段上的远离渐开线齿轮齿牙1-1段具有卡槽1-3，所述卡槽1-3上安装有卡环4，卡环4能与连接套3的内侧(3-2)相抵，所述渐开线外花键齿牙1-2的齿数Z2、模数m2、压力角α 2、变位系数X2和齿根高系数h\2与渐开线齿轮齿牙1-1的齿数Z1、模数叫、压力角a 1、变位系数X1和齿根高系数h*fl相同，所述渐开线外花键齿牙1-2的齿高系数h\2则小于渐开线齿轮齿牙1-1的齿高系数h* al，所述连接套3具有内花键齿牙3-1，所述连接套3的内花键齿牙3-1与外花键齿轮I的渐开线外花键齿牙1-2相配合，所述传动齿轮2具有传动齿牙2-1，所述传动齿轮2的传动齿牙2-1与外花键齿轮I的渐开线齿轮齿牙1-1相啮合，所述连接套3的内花键齿牙3-1的齿数Z3、模数％和压力角^3与外花键齿轮I的渐开线外花键齿牙1-2的齿数Z2、模数m2和压力角Ci2相同，所述内花键齿牙3-1的变位系数X3与渐开线外花键齿牙1-2的变位系数X2的关系式为X3=-X2。
[0018]如图2、5所示，所述渐开线外花键齿牙1-2的齿高系数h\2为0.4?0.6。
[0019]最好是:所述渐开线外花键齿牙1-2的齿高系数h\2为0.5。
[0020]内花键齿牙3-1的齿高系数h\2和齿根高系数h*f2的选取原则是:在满足强度下内花键齿牙3-1与渐开线外花键齿牙1-2的联结不干涉即可。
[0021]举例:外花键齿轮I的渐开线齿轮齿牙1-1参数为齿数ZP20、模数1^=4、压力角α1=22.5°、变位系数X1=0.2、齿高系数h*al=l、齿根高系数h*fl=1.25，齿顶圆直径dal=m1z1+2m1 (Kia^x1) =89.6mm、齿根圆直径(Ifl=Iii1Z1-Zm1 Qiin-X1) =71.6mm。则渐开线外花键齿牙1-2的参数为齿数z2=20、模数m2=4、压力角α =22.5°、变位系数χ2=0.2、齿根高系数h*f2=l.25。
[0022]A、取齿高系数h\2=0.4时，渐开线外花键齿牙1-2的计算齿顶圆直径da2=m2z2+2m2 (h*a2+x2) =84.8mm、齿根圆直径 df2=m2z2_2m2 (h*f2-x2) =71.6mm ;内花键齿牙 3-1的参数为齿数z3=20、模数m3=4、压力角α3=22.5°、变位系数χ3=_0.2。取齿高系数h*a3=0.4、齿根高系数h*f3=0.75,计算齿顶圆直径da3=m3z3-2m3(hVx3)=78.4mm、齿根高直径df3=m3z3+2m3 (h*f3_x3) =87.6mm。
[0023]B、取齿高系数h\2=0.5时，渐开线外花键齿牙1-2的计算齿顶圆直径da2=m2z2+2m2 (h*a2+x2) =85.6mm、齿根圆直径 df2=m2z2_2m2 (h*f2-x2) =71.6mm ;内花键齿牙 3-1的参数为齿数z3=20、模数m3=4、压力角α3=22.5°、变位系数χ3=_0.2。取齿高系数h*a3=0.5、齿根高系数h*f3=0.75，计算齿顶圆直径da3=m3z3-2m3(hVX3)=77.6_、齿根高直径df3=m3z3+2m3 (h*f3_x3) =87.6mm。
[0024]C、取齿高系数h\2=0.6时，渐开线外花键齿牙1-2的计算齿顶圆直径da2=m2z2+2m2 (h*a2+x2) =86.4mm、齿根圆直径 df2=m2z2_2m2 (h*f2-x2) =71.6mm ;内花键齿牙 3-1的参数为齿数z3=20、模数m3=4、压力角α3=22.5°、变位系数χ3=_0.2。取齿高系数h*a3=0.6、齿根高系数h*f3=0.75，计算齿顶圆直径da3=m3z3-2m3(h*a3+X3)=76.8mm、齿根高直径df3=m3z3+2m3 (h*f3_x3) =87.6mm。
[0025]如图1所示，本发明的传动原理:连接套3通过内花键齿牙3-1与外花键齿轮I的渐开线外花键齿牙1-2联结传递扭矩，外花键齿轮I通过渐开线齿轮齿牙1-1与传动齿轮2啮合传递扭矩。卡环4能够限制外花键齿轮I轴向串动。
[0026]本发明中的渐开线外花键齿牙1-2加工时，仅需事先与渐开线齿轮齿牙1-1 一道加工出顶圆，然后用同一把滚刀滚出渐开线齿轮齿牙1-1和渐开线外花键齿牙1-2即可，不用另购外花键滚刀，同时不需要在渐开线齿轮齿牙1-1和渐开线外花键齿牙1-2之间预留滚刀退刀空间，节省了轴向空间、便于加工。
【权利要求】
1.一种外花键齿轮，其特征在于: a、所述外花键齿轮(I)的齿牙为直齿，且每个齿牙包括渐开线齿轮齿牙(1-1)段和渐开线外花键齿牙(1-2)段，所述渐开线齿轮齿牙(1-1)段和渐开线外花键齿牙(1-2)段连成一体， b、所述渐开线外花键齿牙(1-2)段上的远离渐开线齿轮齿牙(1-1)段具有卡槽(1-3)， C、所述渐开线外花键齿牙(1-2)的齿数Z2、模数m2、压力角Ci2、变位系数X2和齿根高系数h\2与渐开线齿轮齿牙(1-1)的齿数Z1、模数Hl1、压力角Ci1、变位系数X1和齿根高系数h*fl相同，所述渐开线外花键齿牙(1-2)的齿高系数h\2则小于渐开线齿轮齿牙(1-1)的齿高系数h*al。
2.根据权利要求1所述的外花键齿轮，其特征在于:所述渐开线外花键齿牙(1-2)的齿高系数h\2为0.4?0.6。
3.根据权利要求2所述的外花键齿轮，其特征在于:所述渐开线外花键齿牙(1-2)的齿高系数h\2为0.5。
4.一种花键齿轮传动装置，其特征在于: a、包括外花键齿轮(I)、传动齿轮(2)和连接套(3)， b、所述外花键齿轮(I)的齿牙为直齿，且每个齿牙包括渐开线齿轮齿牙(1-1)段和渐开线外花键齿牙(1-2)段，所述渐开线齿轮齿牙(1-1)段和渐开线外花键齿牙(1-2)段连成一体， C、所述渐开线外花键齿牙(1-2)段上的远离渐开线齿轮齿牙(1-1)段具有卡槽(1-3)，所述卡槽(1-3)上安装有卡环(4)，卡环(4)能与连接套(3)的内侧(3-2)相抵， d、所述渐开线外花键齿牙(1-2)的齿数Z2、模数m2、压力角Ci2、变位系数X2和齿根高系数h\2与渐开线齿轮齿牙(1-1)的齿数Z1、模数Hl1、压力角Ci1、变位系数X1和齿根高系数h*fl相同，所述渐开线外花键齿牙(1-2)的齿高系数h\2则小于渐开线齿轮齿牙(1-1)的齿高系数h* al， e、所述连接套(3)具有内花键齿牙(3-1)，所述连接套(3)的内花键齿牙(3-1)与外花键齿轮(I)的渐开线外花键齿牙(1-2)相配合，所述传动齿轮(2)具有传动齿牙(2-1)，所述传动齿轮(2)的传动齿牙(2-1)与外花键齿轮(I)的渐开线齿轮齿牙(1-1)相啮合， f、所述连接套⑶的内花键齿牙(3-1)的齿数Z3、模数％和压力角α3与外花键齿轮(I)的渐开线外花键齿牙(1-2)的齿数Z2、模数!112和压力角Ci2相同，所述内花键齿牙(3-1)的变位系数X3与渐开线外花键齿牙(1-2)的变位系数X2的关系式为X3=-X2。
5.根据权利要求4所述的花键齿轮传动装置，其特征在于:所述渐开线外花键齿牙(1-2)的齿高系数h\2为0.4?0.6。
6.根据权利要求5所述的花键齿轮传动装置，其特征在于:所述渐开线外花键齿牙(1-2)的齿高系数11\2为0.5。
【文档编号】F16H55/08GK104214311SQ201410493012
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月24日 优先权日:2014年9月24日
【发明者】颜力, 刘忠伟, 文超 申请人:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司