СПОСОБ И ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЕДИНЕНИЯ С ПЛОСКИМ ДНОМ И ЦЕНТРАЛЬНЫМ ВЫСТУПОМ Российский патент 2016 года по МПК B23F15/06 F16D11/14 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу изготовления двух соединительных элементов с плоским дном и центральным выступом. Более того, изобретение относится к форме шлифовального инструмента для изготовления плоского дна и центрального выступа.

Уровень техники

Два зацепляющихся торцовых зубчатых соединения могут быть использованы для вращательного соединения двух элементов, например, вращательных валов, соединенных с соответственными торцовыми зубчатыми соединениями. Торцовое зубчатое соединение также может называться элементом сцепления или колесом сцепления. В частности, торцовое зубчатое соединение может быть названо зубчатой торцовой муфтой.

GB 592,648 раскрывает зубчатую торцовую муфту и способ ее изготовления, в котором элемент сцепления содержит зубья, которые имеют продольно изогнутые спиральные боковые поверхности.

GB 572,612 раскрывает торцовую муфту и способ ее изготовления, в котором две поверхности являются продольно выпуклыми или продольно вогнутыми.

GB 1,439,707 раскрывает соединяющее устройство, имеющее средство для снятия периферийных напряжений, в котором один соединяющий элемент имеет выступающие элементы с конфигурациями вогнутой боковой стенки, тогда как другой соединяющий элемент имеет выступающие элементы с выпуклыми боковыми стенками.

Соединяющий элемент или торцовое зубчатое соединение, которое имеет зубья, имеющие изогнутые боковые поверхности, также может быть назван торцовым зубчатым соединительным колесом или торцовым зубчатым соединительным элементом. Традиционно, торцовое зубчатое соединение изготовлено с углом профиля выступа в основании профиля (впадине) для обеспечения подходящей зубчатой формы без повреждения зубьев или появления состояния оребрения. Итерация расчетных параметров может быть использована для преобразования этой конструкции до тех пор, пока не будет достигнут пригодный профиль.

Соединяющий элемент или торцовое зубчатое соединение может быть изготовлен шлифованием с использованием шлифовального инструмента, такого как круглый шлифовальный инструмент, имеющий форму поперечного сечения (также называемую шлифовальным профилем), который пригоден для удаления материала из черновой круглой заготовки для того, чтобы изготавливать торцовое зубчатое соединение. Так, шлифовальный инструмент или режущий инструмент вращается и опускается до черновой заготовки в аксиальном направлении. Тем самым, шлифовальный инструмент или режущий инструмент может одновременно шлифовать или обрабатывать две боковые поверхности двух зубьев, которые разнесены в изготавливаемом торцовом зубчатом соединении. Когда одна впадина между двумя смежными зубьями или в частности когда две впадины (в частности выемки) между двумя парами соответственных смежных зубьев шлифуются, режущий инструмент или шлифовальный инструмент поднимается для извлечения из заготовки. Далее заготовка вращается вокруг своей оси вращения для достижения другого вращательного положения, в котором шлифовальный инструмент снова опускается для выполнения шлифовки или обработки двух других впадин между двумя другими парами или смежными зубьями.

Обнаружено, что соединяющий элемент не может быть осмотрен или проконтролирован в отношении точности геометрии соединяющего элемента без наличия легкого доступа к калиброванному набору контрольных шаблонов. Обычно имеется лишь малое количество наборов, доступных для каждой геометрии соединения, например, один набор, который оставлен поставщиком инструмента, например, Gleason Works для информации, и один набор с OEM для калибровки соединительного изделия.

Может быть необходимо торцовое зубчатое соединение для вращательного соединения, для системы соединения, содержащей два таких торцовых зубчатых соединения, и для шлифовального инструмента для изготовления торцового зубчатого соединения.

Сущность изобретения

Эта необходимость может быть удовлетворена объектом согласно независимым пунктам формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения настоящего изобретения описаны зависимыми пунктами формулы изобретения.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения обеспечено торцовое зубчатое соединение для вращательного соединения, причем торцовое зубчатое соединение содержит: множественные, т.е. множество, зубьев, расположенных по кругу и выступающих от плоскости круга, продолжаясь в радиальном направлении и периферийном направлении, причем боковая поверхность зуба из множества зубьев противоположна боковой поверхности другого зуба из множества зубьев, этот зуб смежен с другим зубом и отделен от другого зуба отделяющей поверхностью, отделяющая поверхность содержит плоскую поверхность, лежащую в плоскости круга, отделяющая поверхность содержит центральный выступ между боковой поверхностью зуба и боковой поверхностью другого зуба, выступ выступает от плоскости круга.

Торцовое зубчатое соединение может быть круглым торцовым зубчатым соединением. Торцовое зубчатое соединение может быть изготовлено из металла, например, стали. Торцовое зубчатое соединение может быть одним из двух зацепляющихся торцовых зубчатых соединений, которые позволяют вращательное соединение двух компонентов, причем каждый компонент соединен с соответственным торцовым зубчатым соединением.

Торцовое зубчатое соединение может, например, быть использовано для соединения двух вращательных валов турбо-турбины, например, газовой турбины, компрессора, насоса или паровой турбины. Например, торцовое зубчатое соединение может соединять участок вала компрессора и участок вала турбины газовой турбины или может быть использован для соединения первого участка вала турбины и второго участка вала турбины. В особых эксплуатационных условиях турбины особые участки вала или валы могут быть соединены друг с другом, тогда как в других эксплуатационных условиях участки вала или валы могут быть отделены друг от друга.

Соединение двух торцовых зубчатых соединений может содержать зацепление зубьев первого торцового зубчатого соединения с другими зубьями второго торцового зубчатого соединения. В частности, боковые поверхности зубьев первого торцового зубчатого соединения могут зацепляться с боковыми поверхностями других зубьев второго торцового зубчатого соединения, когда два торцовых зубчатых соединения соединены друг с другом. Когда первое торцовое зубчатое соединение соединено со вторым торцовым зубчатым соединением, вращательное движение одного из первого торцового зубчатого соединения и второго торцового зубчатого соединения передается во вращательное движение другого торцового зубчатого соединения.

Торцовое зубчатое соединение может содержать основную конструкцию, от которой выступает множество зубьев. Основная конструкция может иметь форму круглого кольца. Основная конструкция может быть образована за одно целое с множеством зубьев.

Торцовое зубчатое соединение может, например, быть изготовлено отливкой черновой заготовки и далее обработкой черновой заготовки с использованием шлифовального инструмента согласно варианту выполнения настоящего изобретения. Шлифовальный инструмент может иметь конструкцию круглого кольца, имеющую особую форму поперечного сечения (или профиль) для удаления материала из черновой заготовки для того, чтобы создавать впадины, таким образом создавая зубья.

Торцовое зубчатое соединение может содержать, например, 30-50 зубьев, в частности 40 зубьев. Плоскость круга может быть перпендикулярна оси вращения двух валов или участков вала, соединяемых двумя торцовыми зубчатыми соединениями. Ось вращения может определять аксиальное направление, и радиальное направление может быть перпендикулярно аксиальному направлению и периферийному направлению. Дополнительно, периферийное направление может быть перпендикулярно аксиальному направлению и радиальному направлению.

В частности, все зубья из множества зубьев выступают от плоскости круга на одинаковую величину. В частности, каждый зуб из множества зубьев содержит верхнюю поверхность (наиболее выступающую от плоскости круга) между боковыми поверхностями зуба. Верхняя поверхность может соответствовать отделяющей поверхности двух других зубьев, принадлежащих второму торцовому зубчатому соединению, когда первое торцовое зубчатое соединение зацеплено со вторым торцовым зубчатым соединением. Однако верхняя поверхность зуба первого торцового зубчатого соединения может не касаться отделяющей поверхности между другими зубьями второго торцового зубчатого соединения. Вместо этого, между верхней поверхностью зуба первого торцового зубчатого соединения и отделяющей поверхностью между зубьями второго торцового зубчатого соединения может поддерживаться зазор. Тем самым, зацепление первого торцового зубчатого соединения и второго торцового зубчатого соединения может быть осуществлено за счет взаимного контакта только боковых поверхностей зубьев различных торцовых зубчатых соединений.

В традиционном торцовом зубчатом соединении отделяющая поверхность между зубом и другим зубом может быть поверхностью с профилем выступа или поверхностью, имеющей два наклоненных участка поверхности в отношении к плоскости круга. Согласно этому варианту выполнения, однако, отделяющая поверхность содержит плоскую поверхность (участок или часть), которая лежит в пределах плоскости круга. Обеспечением плоской поверхности между зубом и другим зубом изготовленное торцовое зубчатое соединение может контролироваться или измеряться с более высокой точностью с использованием измерительного устройства, например, координатноизмерительной машины (CMM), которая способна с высокой точностью проверять форму торцового зубчатого соединения, в частности форму зубьев и отделяющей поверхности, для того, чтобы определять геометрические свойства торцового зубчатого соединения. В частности, высота зуба, т.е. аксиальное продолжение зуба, измеренное от плоскости круга до поверхности, до верхней поверхности зуба, может быть определена с использованием координатно-измерительной машины с высокой точностью. Это невозможно с использованием традиционного профиля или геометрии отделяющей поверхности. Тем самым изготовление торцового зубчатого соединения может быть улучшено.

Отделяющая поверхность между зубом и другим зубом необязательно должна быть плоской полностью. Однако участок отделяющей поверхности представляет собой плоскую поверхность. Тем самым высота зуба может быть просто измерена измерением расстояния от плоской поверхности верхней поверхности измеряемого зуба.

Центральный выступ также может быть назван центральной вершиной. Центральный выступ может быть результатом исключения повреждения скругленного угла между боковой поверхностью зуба и отделяющей поверхностью.

В частности, ширина круглой кольцевой поверхности шлифовального инструмента (используемого для изготовления торцового зубчатого соединения) может быть меньше периферийного продолжения между зубом и другим зубом в радиально центральной секции, так что при использовании шлифовального инструмента для удаления материала между зубом и другим зубом, образуемый определенный материал в центральной области между зубом и другим зубом может сохраняться (таким образом может не удаляться), и в дальнейшем, в конечном итоге, образует центральный выступ. Однако, выбирая ширину круглой кольцевой поверхности шлифовального инструмента, меньшую периферийного продолжения отделяющей поверхности на ее радиально внутреннем конце, можно исключать повреждение, или шлифование, или удаление скругленного угла между боковой поверхностью зуба и отделяющей поверхностью.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения отделяющая поверхность является плоской на радиально внутреннем участке отделяющей поверхности и/или в частности является плоской на радиально внешнем участке отделяющей поверхности. Тем самым, в частности, высота зуба может быть измерена в радиально внутренней области или радиально внешней области круглого торцового зубчатого соединения.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения отделяющая поверхность является плоской на участке отделяющей поверхности, смежном боковой поверхности зуба и/или на другом участке отделяющей поверхности, смежном боковой поверхности другого зуба, причем в частности ширина участка отделяющей поверхности, смежного боковой поверхности зуба, и/или другого участка отделяющей поверхности, смежного боковой поверхности другого зуба, меньше, в частности между 0,5 и 0,9 ширины отделяющей поверхности на радиально самом внутреннем участке отделяющей поверхности.

Тем самым, в частности, высота может быть точно измерена во всех радиальных положениях от радиально внутреннего конца отделяющей поверхности до радиально внешнего конца отделяющей поверхности, причем радиально внутренний конец отделяющей поверхности также может соответствовать радиально внутреннему концу зуба, и радиально внешний конец отделяющей поверхности также может соответствовать радиально внешнему концу зуба. В частности, когда ширина участка отделяющей поверхности, смежного боковой поверхности зуба, меньше ширины отделяющей поверхности на самом радиально внутреннем участке отделяющей поверхности, может быть обеспечено, что повреждение скругленного края между боковой поверхностью зуба и отделяющей поверхностью может быть исключено.

В частности, шлифовальный инструмент может быть выполнен так, что его кольцевая поверхность имеет особую ширину, которая соответствует или меньше ширины радиально внутреннего участка отделяющей поверхности для того, чтобы не повреждать скругленный край между боковой поверхностью зуба и отделяющей поверхностью.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения между отделяющей поверхностью и боковой поверхностью зуба и/или между отделяющей поверхностью и боковой поверхностью другого зуба образован скругленный угол, в частности имеющий радиус закругления между радиусом закругления между 0,2 мм и 1,00 мм, в частности между 0,4 мм и 0,75 мм.

Круглый угол может быть скругленным краем, главным образом продолжающимся в радиальном направлении, но изогнутым в соответствии с изгибом боковой поверхности зуба. Наличие скругленного угла между отделяющей поверхностью и боковой поверхностью зуба может уменьшать напряжение, которое будет присутствовать, если в этом месте будет присутствовать острый край. Скругленный угол может продолжаться вдоль всего пути от радиально внутреннего конца отделяющей поверхности до радиально внешнего конца отделяющей поверхности. Тем самым может быть обеспечена особая прочная конструкция, которая может выдерживать высокий износ.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения, скругленный угол образован на радиально внутреннем участке отделяющей поверхности, причем скругленный угол в частности образован на самом внутреннем участке отделяющей поверхности. В частности, скругленный угол не повреждается в процессе изготовления с использованием шлифовального инструмента, обрабатывающего или удаляющего материал между образуемыми зубом и другим зубом. В частности, шлифовальный инструмент выполнен так, что пока боковая поверхность зуба обрабатывается, боковая поверхность другого зуба, смежного этому зубу, не повреждается, в частности, по меньшей мере скругленный угол между боковой поверхностью другого зуба и отделяющей поверхностью не повреждается при дополнительном шлифовании материала на расстоянии от скругленного угла.

Тем самым напряжение на радиально внутреннем участке отделяющей поверхности или боковой поверхности зуба или другого зуба может быть уменьшено.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения боковая поверхность зуба и/или другого зуба вогнуто или выпукло изогнута, имея радиус кривизны, который составляет 1,0 и 5,0, в частности между 1,0 и 1,5, помноженный на радиус круга, причем центр кривизны в частности расположен в плоскости круга радиально снаружи торцового зубчатого соединения.

Обеспечение боковых поверхностей зуба и/или другого зуба вогнутой или выпуклой формами может позволять изготовление торцового зубчатого соединения с использованием шлифовального инструмента согласно вариантам выполнения настоящего изобретения. В частности, радиус шлифовального инструмента может быть больше радиуса торцового зубчатого соединения. Тем самым изготовление торцового зубчатого соединения может быть упрощено.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения выступ выступает от плоскости круга между 1% и 10% от продолжения зуба в аксиальном направлении.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения выступ имеет боковую поверхность, противоположную боковой поверхности зуба, причем выступ имеет другую боковую поверхность, противоположную боковой поверхности другого зуба, боковая поверхность выступа включает боковой угол выступа между 5° и 45° с плоскостью круга, другая боковая поверхность выступа включает другой боковой угол выступа между 5° и 45° с плоскостью круга.

В частности, боковой угол выступа может быть выбран, основываясь на ширине, отделяющей поверхности на радиально самом внутреннем конце, основываясь на ширине в периферийном направлении плоской поверхности на радиально внутреннем конце и основываясь на характеристиках скругленного угла, в частности его радиусе закругления. В частности, этот угол может быть выбран так, что центральный выступ является изготавливаемым шлифовальным инструментом, который в процессе изготовления торцового зубчатого соединения не удаляет материал на стороне, противоположной стороне изготовления, которая может влиять на скругленный угол.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения боковая поверхность выступа и другая боковая поверхность выступа соединены в центре между зубом и другим зубом в, в частности радиально продолжающейся, вершине, выступающей от плоскости круга между 1% и 10% от продолжения зуба в аксиальном направлении.

Сохранение продолжения центрального выступа между этими пределами может обеспечивать, что центральный выступ не сталкивается с верхней поверхностью зуба зацепляющего второго торцового зубчатого соединения. Тем самым процесс соединения не может быть нарушен.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения участок боковой поверхности зуба, участок которого наиболее близко расположен к отделяющей поверхности, включает угол боковой поверхности с плоскостью круга между 150° и 110°. Тем самым особая ориентация боковой поверхности зуба может быть достигнута для эффективного соединения торцового зубчатого соединения с другим торцовым зубчатым соединением.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения участок боковой поверхности зуба, участок которого наиболее далеко расположен от отделяющей поверхности, включает другой угол боковой поверхности с плоскостью круга, который меньше этого угла боковой поверхности, и составляет в частности между 170° и 140°.

Тем самым углы между смежными поверхностями зуба могут быть уменьшены для того, чтобы исключать в частности острые края.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения, по меньшей мере часть торцового зубчатого соединения, включающая зуб, другой зуб и отделяющую поверхность, проявляют зеркальную симметрию с зеркальной плоскостью, лежащей между зубом и другим зубом, причем зеркальная плоскость перпендикулярна плоскости круга.

Зеркальная симметрия может по меньшей мере быть приблизительно выполнена. В частности, во время первого этапа изготовления боковая поверхность зуба может быть обработана с использованием шлифовального инструмента. Далее, шлифовальный инструмент может быть поднят от торцового зубчатого соединения и может быть перевернут таким образом, что шлифующая поверхность шлифовального инструмента приходит в контакт с боковой поверхностью изготавливаемого другого зуба. Зеркальная симметрия получаться на этапах зеркально-симметричного изготовления для образования боковой поверхности зуба, с одной стороны, и для образования боковой поверхности другого зуба, с другой стороны.

Согласно варианту выполнения настоящего изобретения, обеспечена система соединения, содержащая торцовое зубчатое соединение, имеющее зубья с вогнутыми боковыми сторонами согласно варианту выполнения, описанному выше, и другое торцовое зубчатое соединение, имеющее зубья с выпуклыми боковыми сторонами согласно варианту выполнения, описанному выше, причем торцовое зубчатое соединение и другое торцовое зубчатое соединение выполнены с возможностью зацепления друг с другом посредством по меньшей мере одного контакта (точки или области) между боковой поверхностью зуба торцового зубчатого соединения и боковой поверхностью зуба другого торцового зубчатого соединения.

Торцовое зубчатое соединение может быть изготовлено с использованием шлифовального инструмента согласно варианту выполнения настоящего изобретения, и другое торцовое зубчатое соединение может быть изготовлено с использованием другого шлифовального инструмента согласно варианту выполнения настоящего изобретения.

Согласно варианту выполнения обеспечен шлифовальный инструмент для изготовления торцового зубчатого соединения, в частности торцового зубчатого соединения согласно одному из выше отмеченных вариантов выполнения, причем шлифовальный инструмент содержит круглую кольцевую поверхность, лежащую в плоскости круга, для шлифования плоской поверхности отделяющей поверхности, отделяющей два смежных зуба торцового зубчатого соединения, боковую поверхность, соединяющую кольцевую поверхность и наклоненную относительно плоскости круга для шлифования боковой поверхности зуба из двух смежных зубьев торцового зубчатого соединения, и участок поверхности, соединяющий круглую кольцевую поверхность и наклоненный относительно плоскости круга для образования центрального выступа между зубьями торцового зубчатого соединения.

Для изготовления торцового зубчатого соединения, имеющего выпуклые зубья, может быть использован шлифовальный инструмент, отличный от инструмента для изготовления торцового зубчатого соединения, имеющего вогнутые зубья.

Аспекты, определенные выше, и дополнительные аспекты настоящего изобретения ясны из примеров варианта выполнения, описанного далее и объяснены со ссылкой на примеры варианта выполнения. Изобретение будет описано более подробно далее со ссылкой на примеры варианта выполнения, но которым изобретение не ограничивается.

"Внутренний" и "внешний", "самый внутренний" и "самый внешний" должны пониматься в том смысле, что торцовое зубчатое соединение обеспечивает множество зубьев, расположенных на круге, т.е. торе или полом цилиндре, при этом круг имеет центр, и "внутренний" означает положение, которое расположено ближе к центру, чем "внешний". "Внутренняя" поверхность или "внутренняя" часть означают секцию поверхности или часть, которая расположена ближе к центру, чем другая секция поверхности или часть.

Краткое описание чертежей

Варианты выполнения настоящего изобретения далее описаны со ссылкой на сопровождающие чертежи. Изобретение не ограничивается описанными или проиллюстрированными вариантами выполнения.

Фиг. 1 показывает схематический вид в перспективе торцового зубчатого соединения с шлифовальным инструментом согласно вариантам выполнения настоящего изобретения;

Фиг. 2 иллюстрирует вид в поперечном сечении шлифовального инструмента согласно варианту выполнения настоящего изобретения, используемого для изготовления торцового зубчатого соединения, проиллюстрированного на Фиг. 1;

Фиг. 3 показывает подробный вид в перспективе радиально внутреннего участка торцового зубчатого соединения, проиллюстрированного на Фиг. 1, между двумя зубьями;

Фиг. 4 иллюстрирует вид в перспективе торцового зубчатого соединения, включающий шлифовальный инструмент согласно другим вариантами выполнения настоящего изобретения;

Фиг. 5 показывает вид в поперечном сечении шлифовального инструмента, проиллюстрированного на Фиг. 4 согласно варианту выполнения настоящего изобретения; и

Фиг. 6 иллюстрирует подробный вид впадины между зубьями торцового зубчатого соединения, проиллюстрированного на Фиг. 4, вместе с шлифовальным инструментом, расположенным для изготовления торцового зубчатого соединения.

Подробное описание

Фиг. 1 иллюстрирует вид в перспективе торцового зубчатого соединения 100 и шлифовального инструмента 150 согласно вариантам выполнения настоящего изобретения. Торцовое зубчатое соединение 100 имеет круглую форму, имеющую центр 101. Торцовое зубчатое соединение 100 содержит множество зубьев 102, 103, которые расположены смежно друг другу по кругу, имеющему центр 101. Зубья 102, 103 выступают от плоскости круга, определенной плоскостью, в которой лежат плоские участки 105 поверхности между смежными зубьями 102, 103. Плоскость круга продолжается в радиальном направлении 107, а также в периферийном направлении 109, перпендикулярном аксиальному направлению 108. Боковая поверхность 111 зуба 103 противоположна боковой поверхности 113 другого зуба 102, который смежен зубу 103. Зуб 103 отделен от смежного зуба 102 отделяющей поверхностью, которая в проиллюстрированном варианте выполнения образована плоской поверхностью 105, которая является полностью плоской по всему ее продолжению между смежными зубьями 102, 103. Зубья 102, 103 имеют вогнутые боковые поверхности 111 и 113.

Согласно другому варианту выполнения, торцовое зубчатое соединение имеет выпуклые боковые поверхности 111 и 113, и торцовое зубчатое соединение, имеющее вогнутые боковые поверхности, зацепляется с торцовым зубчатым соединением, имеющим выпуклые боковые поверхности, для обеспечения вращательного соединения между двумя элементами, соединенными соответственными торцовыми зубчатыми соединениями.

Аксиальное направление 108 перпендикулярно радиальному направлению 107, а также перпендикулярно периферийному направлению 109. Плоские поверхности 105, в этом варианте выполнения представляющие отделяющую поверхность 104 между смежными зубьями, являются пригодными для использования координатно-измерительной машины для измерения оптических или геометрических свойств торцового зубчатого соединения 100, в частности для измерения высоты h зубьев 102, 103. Высота h представляет продолжение зуба 102, 103, соответственно, в аксиальном направлении 108 от плоскости круга, определенной плоскими поверхностями 105 и верхней поверхностью 115 зуба 102, 103.

Боковые поверхности 111, 113 включают угол χ с плоской поверхностью 105, причем χ (180°-α, смотри Фиг. 2) имеет значение между 150° и 110°. Между боковыми поверхностями 111, 113 и верхней поверхностью 115 обеспечена узкая соединяющая поверхность 117, которая включает угол δ (180°-β, смотри Фиг. 2) между 170° и 140° с плоскостью круга. Между боковыми поверхностями 111, 113 и отделяющими поверхностями, представленными плоскими поверхностями 105, образован скругленный угол 119, который будет описан более подробно со ссылкой на Фиг. 3.

Шлифовальный инструмент 150, из которого на Фиг. 1 проиллюстрирована только круглая секция, представляет собой конструкцию круглого кольца, имеющую особый профиль для шлифования впадины между зубьями 102, 103 торцового зубчатого соединения 100. Торцовое зубчатое соединение 150 имеет круглую форму, имеющую центр 151. Во время обработки или шлифования для изготовления торцового зубчатого соединения 100 шлифовальный инструмент 150 вращается вокруг аксиального направления 108 вокруг центра 151.

Фиг. 2 иллюстрирует вид в поперечном сечении шлифовального инструмента 150, как видно вдоль периферийного направления инструмента 150. Аксиальное направление 108 указано на Фиг. 2. Шлифовальный инструмент 150 имеет круглую кольцевую поверхность 153, которая лежит в плоскости 155 круга, которая соответствует плоскости круга торцового зубчатого соединения 100 (смотри Фиг. 1), определенной плоскими участками 105 поверхности, когда процесс изготовления или шлифования с использованием шлифовального инструмента заканчивается. Таким образом, в частности, круглая кольцевая поверхность 153 ведет к образованию плоских поверхностей 105 между смежными зубьями 102, 103 торцового зубчатого соединения 100.

Дополнительно, шлифовальный инструмент содержит боковую поверхность 157, которая соединяет кольцевую поверхность 153 посредством скругленного угла, в частности внешнего скругленного угла 159. Боковая поверхность 157 шлифовального инструмента 150 образует в процессе изготовления или шлифования боковые поверхности 111 или 113 зубьев 103. Дополнительно, скругленный внешний угол 159 образует, в процессе шлифования, скругленный угол или край 119 между плоскими участками 105 поверхности и боковыми поверхностями 111 и 113 торцового зубчатого соединения в процессе шлифования.

Дополнительно, шлифовальный инструмент 150 содержит другой более узкий боковой участок 161 поверхности, который в итоге образует узкие участки 117 поверхности между боковыми поверхностями 111, 113 и верхней поверхностью 115 зубьев 103 торцового зубчатого соединения 100.

Фиг. 3 иллюстрирует подробный вид, в частности подробный вид в перспективе впадины между двумя зубьями 103, 102 торцового зубчатого соединения 100, проиллюстрированного на Фиг. 1. Зубья 103, 102 содержат боковые поверхности 111 и 113, соответственно. Эти боковые поверхности 111, 113 отделены плоской поверхностью 105, причем между плоской поверхностью 105 и боковыми поверхностями 111 обеспечен скругленный угол 119. Вид на Фиг. 3 иллюстрирует радиально внутренний участок области между двумя смежными зубьями 103. В области, обозначенной кругом 121, скругленный край 119 повреждается из-за действия шлифования круглой кольцевой поверхности 153 шлифовального инструмента 150.

Фиг. 4 иллюстрирует вид в перспективе другого торцового зубчатого соединения 400 согласно другому варианту выполнения настоящего изобретения, а также иллюстрирует соответственный шлифовальный инструмент 450, который имеют специальную форму для того, чтобы изготавливать соединяющий инструмент 400.

Элементы или конструкции, подобные по функции и/или структуре, отмечены на Фиг. 1, 2 и 4, 5 подобными ссылочными позициями, отличающимися только первой цифрой.

Торцовое зубчатое соединение 400 содержит множество зубьев 403, 402, которые отделены друг от друга отделяющей поверхностью 404. Зубья 403, 402 выступают от плоскости круга, определенной плоскими участками 405 поверхности, содержащимися в отделяющих поверхностях 404. В частности, плоские поверхности или участки 405 поверхности расположены на радиально внутреннем участке отделяющей поверхности 404. Дополнительно, отделяющая поверхностью 404 является плоской на участке отделяющей поверхности, смежном боковой поверхности 411 зуба 403, и является плоской на другом участке отделяющей поверхности 404, смежном боковой поверхности 413 другого зуба 402. Между боковыми поверхностями 411, 413 и плоскими участками отделяющей поверхности 404 обеспечен скругленный угол или скругленный край 419, чтобы уменьшать напряжение во время работы.

В центральной области между двумя смежными зубьями 403, 402 размещен центральный выступ 423, который выступает от плоскости круга, определенной плоскими участками 405 поверхности.

Фиг. 5 иллюстрирует вид в поперечном сечении шлифовального инструмента 450, рассматриваемого вдоль его периферийного направления. Аксиальное направление 408 указано на Фиг. 5. Шлифовальный инструмент 450 содержит круглую кольцевую поверхность 453, которая лежит в плоскости 455 круга, которая соответствует плоскости круга, определенной плоскими участками 405 поверхности торцового зубчатого соединения 400, когда изготовление торцового зубчатого соединения 400 с использованием шлифовального инструмента 450 завершается. Дополнительно, шлифовальный инструмент 450 содержит боковую поверхность 457, которая обеспечена для шлифования боковых поверхностей 411, 413 торцового зубчатого соединения 400. Боковая поверхность 457 шлифовального инструмента соединяет круглую кольцевую поверхность 453 посредством скругленного угла 459, который будет образовывать (во время изготовления) скругленный край 419 между боковыми поверхностями 411, 413 и плоскими участками 405 поверхности торцового зубчатого соединения 400. Боковая поверхность 457 включает угол 360°-χ с верхней поверхностью 453. Таким образом, боковая поверхность 111 зуба 403 включает угол χ (между 110° и 150°, например) с плоскостью круга, определенной плоскими участками 405 поверхности. Дополнительно, конструкция 453 круглого кольца или плоскость 455 круга отклоняется на угол α от боковой поверхности 457 шлифовального инструмента 450. Этот угол α (равный 180°-χ) будет определять угол между боковыми поверхностями 411, 413 торцового зубчатого соединения 400 и плоскими участками 405 поверхности торцового зубчатого соединения 400.

Дополнительно, шлифовальный инструмент 450 содержит другой участок 461 поверхности, который отклоняется на угол β от плоскости 455 круга.

В отличие от шлифовального инструмента 150, проиллюстрированного на Фиг. 2, шлифовальный инструмент 450, проиллюстрированный на Фиг. 5, имеет более узкую круглую кольцевую поверхность 453, причем в частности ширина w1 круглой кольцевой поверхности в радиальном направлении инструмента меньшей ширины w2 периферийного продолжения отделяющей поверхности 404 между смежными зубьями на радиально внутреннем конце отделяющей поверхности 404, как проиллюстрировано на Фиг. 4 и 6. В частности, шлифовальный инструмент 450 содержит другой участок 463 верхней поверхности, который включает угол γ (например, между 10° и 30°) с плоскостью 455 круга и таким образом также с круглой кольцевой поверхностью 453. В частности, ширина w1 и угол γ выбраны так, что в процессе шлифования скругленный край 419 не портится или не повреждается, что частично проявляется с использованием шлифовального инструмента 150 для изготовления торцового зубчатого соединения 100.

Фиг. 6 схематически показывает участок впадины между смежными зубьями 402, 403 торцового зубчатого соединения, имеющий шлифовальный инструмент 450, расположенный между зубьями 402, 403 в процессе изготовления или шлифования. В отношении к Фиг. 5 шлифовальный инструмент 450 проиллюстрирован перевернутым вверх дном. За счет того, что ширина w1 круглой кольцевой поверхности 453 в радиальном направлении (шлифовального инструмента 450) меньше ширины w2 (в периферийном направлении 409) отделяющей поверхности 404, 405 между зубьями 403 и 402, скругленный край 419 между боковыми поверхностями 413, 411 и отделяющей поверхностью 404 или плоскими участками 405 отделяющей поверхности не портится или не удаляется в процессе изготовления.

Другая верхняя поверхность 463 шлифовального инструмента 450, которая наклонена относительно круглой кольцевой поверхности 453, будет влиять на обработку центрального выступа 423. Таким образом, шлифовальный инструмент 450 имеет наклоненный профиль в его верхнем участке, который проиллюстрирован на Фиг. 5. Тем самым повреждение скругленного края 419 может быть предотвращено. При этом, между смежными зубьями обеспечен плоский участок 405 поверхности для точного измерения, например, высоты h зубьев 402, 403. Для измерения может быть использована, например, координатно-измерительная машина.

Необходимо отметить, что выражение "содержащий" не исключает других элементов или этапов. Также элементы, описанные в связи с различными вариантами выполнения, могут быть объединены. И должно быть отмечено, что ссылочные позиции в формуле изобретения не должны подразумеваться в качестве ограничения объема охраны формулы изобретения.

Звено (400) торцового зубчатого соединения для вращательного соединения, содержащее: множество зубьев (402, 403), расположенных по кругу и выступающих от плоскости круга, продолжаясь в радиальном направлении (407) и периферийном направлении (409), причем боковая поверхность (411) зуба (403) из множества зубьев противоположна боковой поверхности (413) другого зуба (402) из множества зубьев, зуб (403) смежен с другим зубом (402) и отделен от другого зуба отделяющей поверхностью (404), содержащей плоскую поверхность (405), лежащую в плоскости круга, причем отделяющая поверхность (404) содержит центральный выступ (423) между боковой поверхностью (411) зуба (403) и боковой поверхностью (413) другого зуба (402), и выступ (423) выступает от плоскости круга. Достигается повышение точности изготовления и упрощение контроля звеньев торцового зубчатого соединения. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Торцовое зубчатое соединение (400) для вращательного соединения, содержащее:
множество зубьев (402, 403), расположенных по кругу и выступающих (h) от плоскости круга, продолжаясь в радиальном направлении (407) и периферийном направлении (409),
при этом боковая поверхность (411) зуба (403) из множества зубьев противоположна боковой поверхности (413) другого зуба (402) из множества зубьев, причем зуб (403) смежен с другим зубом (402) и отделен от другого зуба отделяющей поверхностью (404),
при этом отделяющая поверхность содержит плоскую поверхность (405), лежащую в плоскости круга,
причем отделяющая поверхность (404) содержит центральный выступ (423) между боковой поверхностью (411) зуба (403) и боковой поверхностью (413) другого зуба (402), и выступ (423) выступает от плоскости круга.

2. Торцовое зубчатое соединение по п. 1, в котором отделяющая поверхность является плоской на радиально внутреннем участке отделяющей поверхности.

3. Торцовое зубчатое соединение по п. 1, в котором отделяющая поверхность (404) является плоской на участке отделяющей поверхности, смежном боковой поверхности зуба, и/или на другом участке отделяющей поверхности, смежном боковой поверхности другого зуба.

4. Торцовое зубчатое соединение по п. 2, в котором отделяющая поверхность (404) является плоской на участке отделяющей поверхности, смежном боковой поверхности зуба, и/или на другом участке отделяющей поверхности, смежном боковой поверхности другого зуба.

5. Торцовое зубчатое соединение по п. 3, в котором ширина (w1) участка отделяющей поверхности, смежного боковой поверхности зуба, и/или другого участка отделяющей поверхности, смежного боковой поверхности другого зуба, меньше, в частности, между 0,5 и 0,9 ширины (w2) отделяющей поверхности (404) на радиально самом внутреннем участке отделяющей поверхности.

6. Торцовое зубчатое соединение по п. 4, в котором ширина (w1) участка отделяющей поверхности, смежного боковой поверхности зуба, и/или другого участка отделяющей поверхности, смежного боковой поверхности другого зуба, меньше, в частности, между 0,5 и 0,9 ширины (w2) отделяющей поверхности (404) на радиально самом внутреннем участке отделяющей поверхности.

7. Торцовое зубчатое соединение по любому из пп. 1-6, в котором между отделяющей поверхностью и боковой поверхностью зуба и/или между отделяющей поверхностью и боковой поверхностью другого зуба образован скругленный угол (419), в частности имеющий радиус закругления между 0,2 мм и 1,00 мм.

8. Торцовое зубчатое соединение по п. 7, в котором скругленный угол (419) образован на радиально внутреннем, в частности самом внутреннем участке (121) отделяющей поверхности (404).

9. Торцовое зубчатое соединение по любому из пп. 1-6, в котором боковая поверхность (411, 413) зуба и/или другого зуба (402, 403) вогнуто или выпукло изогнута, имея радиус кривизны, который составляет 1,0 и 5,0, в частности между 1,0 и 1,5, помноженный на радиус круга, причем центр кривизны в частности расположен в плоскости круга радиально снаружи торцового зубчатого соединения.

10. Торцовое зубчатое соединение по любому из пп. 1-6, в котором выступ (423) выступает от плоскости круга между 1% и 10% от продолжения зуба в аксиальном направлении.

11. Торцовое зубчатое соединение по любому из пп. 1-6, в котором выступ (423) имеет боковую поверхность, противоположную боковой поверхности другого зуба, причем выступ имеет другую боковую поверхность, противоположную боковой поверхности другого зуба, при этом боковая поверхность выступа включает боковой угол выступа между 5˚ и 45˚ с плоскостью круга, а другая боковая поверхность выступа включает другой боковой угол выступа между 5˚ и 45˚ с плоскостью круга.

12. Торцовое зубчатое соединение по п. 11, в котором боковая поверхность выступа (423) и другая боковая поверхность выступа соединены в центре между зубом и другим зубом в, в частности радиально продолжающейся, вершине (425), выступающей от плоскости круга между 1% и 10% от продолжения зуба в аксиальном направлении.

13. Торцовое зубчатое соединение по п. 11, в котором участок боковой поверхности зуба, который наиболее близок к отделяющей поверхности, включает угол (180˚-α) боковой поверхности с плоскостью круга между 150˚ и 110˚.

14. Торцовое зубчатое соединение по п. 11, в котором участок боковой поверхности зуба, который наиболее далеко распложен от отделяющей поверхности, включает другой угол (180˚-β) боковой поверхности с плоскостью круга, который меньше угла боковой поверхности и составляет в частности между 170˚ и 140˚.

15. Торцовое зубчатое соединение по любому из пп. 1-6, в котором по меньшей мере часть торцового зубчатого соединения, включающая зуб, другой зуб и отделяющую поверхность, имеет зеркальную симметрию с зеркальной плоскостью, лежащей между зубом и другим зубом, причем зеркальная плоскость перпендикулярна плоскости круга.

16. Система соединения, содержащая:
торцовое зубчатое соединение (400), имеющее зубья с вогнутыми боковыми поверхностями по любому из пп. 1-15,
другое торцовое зубчатое соединение (400), имеющее зубья с выпуклыми боковыми поверхностями по одному из предшествующих пунктов, при этом торцовое зубчатое соединение и другое торцовое зубчатое соединение выполнены с возможностью зацепления друг с другом посредством по меньшей мере одного контакта между боковой поверхностью (411, 413) зуба торцового зубчатого соединения и боковой поверхностью зуба другого торцового зубчатого соединения.

17. Шлифовальный инструмент (450) для изготовления торцового зубчатого соединения, в частности торцового зубчатого соединения по любому из пп. 1-15, при этом шлифовальный инструмент содержит:
круглую кольцевую поверхность (453), лежащую в плоскости круга, для шлифования плоской поверхности отделяющей поверхности, отделяющей два смежных зуба торцового зубчатого соединения;
боковую поверхность (457), соединяющую кольцевую поверхность и наклоненную относительно плоскости круга, для шлифования боковой поверхности зуба из двух смежных зубьев торцового зубчатого соединения; и
участок (463) поверхности, соединяющий круглую кольцевую поверхность (453) и наклоненный относительно плоскости круга, для образования центрального выступа (423) между зубьями торцового зубчатого соединения.