一种改善齿轮啮合噪音的齿轮结构

摘要

本发明公开了一种改善齿轮啮合噪音的齿轮结构，包括第一齿轮以及一柔性齿轮，柔性齿轮设于第一齿轮上，两者轴向并列设置，第一齿轮与柔性齿轮的齿根部分重合，第一齿轮与柔性齿轮的轮齿部分独立，两者的轮齿形状相同且轮齿偏差α角度交错设置，第一齿轮的第一轮齿与柔性齿轮的柔性轮齿的高度之和与齿根的高度相等。本发明在在第一齿轮的基础上并列设置一个柔性齿轮，柔性齿轮与第一轮齿根重合设置，轮齿处独立，柔性齿轮与第一齿轮有α的偏转角，以弥补第一齿轮与配对齿轮啮合时轮齿之间过多的侧隙，第一齿轮与配对齿轮啮合时，柔性齿轮通过弹性变形，挤压配对齿轮，使齿轮无法周向来回振动减小碰撞，从而达到降低振动、噪声的目的。

说明书

技术领域

本发明属于汽车技术领域，涉及一种变速器内部的零件结构，尤其涉及一种齿轮结构。

背景技术

变速器噪音问题是目前变速问题的一大问题点，也是一个难点。变速器噪音来源主要有： 变速器内部设计偏差，制造偏差，具体工况引起的变形，以及发动机、离合器的配合问题等。

常见的变速器噪音改进措施主要有：齿形/齿向修型，调整啮合侧隙，更改轴向/壳体特 性，匹配合适的离合器等。以下针对对齿轮啮合侧隙进行改进的措施进行讨论。

齿轮啮合侧隙的存在主要考虑了齿面的润滑，轴系/壳体等的膨胀，制造及安装误差等因 素。目前的啮合侧隙的最小值以最小润滑侧隙，最大安装/制造公差，最大膨胀变形量为标准 进行定量设计。因为齿轮侧隙设计按照极限值对其进行要求，所以啮合侧隙必然有部分“富 余”。而此“富余”部分会对啮合噪音产生影响。过大的啮合侧隙会导致较大的噪音，破坏 啮合结构，减小寿命：齿轮啮合侧隙即为齿槽宽大于齿厚，在传动过程中，轮齿在配对齿轮 的齿槽内来回摆动，即齿轮在啮合过程中，存在周向的往复振动、碰撞，形成形成噪声；而 过小的啮合侧隙，会导致润滑不良，异常的齿轮啮合力，导致寿命减小。

现有技术中，一般以提高加工精度、安装精度等方法进行改善，但此方法受生产商加工 能力影响，且此方法只能略微改进，无法较大程度上的改善。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善齿轮啮合噪音的齿轮结构，针对齿轮啮合侧隙进行改进， 以达到减小振动，减小噪音的目的。

为达到上述目的，本发明的解决方案是：

一种改善齿轮啮合噪音的齿轮结构，包括第一齿轮以及一柔性齿轮，所述柔性齿轮设于 所述第一齿轮上，两者轴向并列设置，第一齿轮与柔性齿轮的齿根部分重合，第一齿轮与柔 性齿轮的轮齿部分独立，两者的轮齿形状相同且轮齿偏差α角度交错设置，

所述α角度对应的圆弧长度略大于所述第一齿轮与配对齿轮啮合时轮齿之间侧隙的长 度。

优选的，所述α角度对应的圆弧长度为1至1.5倍所述第一齿轮与配对齿轮啮合时轮齿 之间侧隙的长度。

在一实施例中，所述第一齿轮与所述柔性齿轮的齿根部分重叠固定连接。

优选的，所述柔性齿轮与所述第一齿轮的齿根部分焊接连接。

所述柔性齿轮的制作材料为弹性材料。

优选的，所述弹性材料为有机树脂。

在另一实施例中，所述第一齿轮与柔性齿轮共用齿根部分，第一齿轮的第一轮齿与柔性 齿轮的柔性轮齿的高度之和与所述齿根的高度相等。

所述第一齿轮的第一轮齿高度高于所述与柔性齿轮的柔性轮齿的高度。

所述柔性齿轮的制作材料为弹性材料。

优选的，所述弹性材料为有机树脂。

由于采用上述方案，本发明的有益效果是：

本发明在在第一齿轮的基础上轴向并列设置一个柔性齿轮，柔性齿轮与第一轮根的齿根 部分焊接在一起，轮齿处独立，柔性齿轮与第一齿轮有α的偏转角，以弥补第一齿轮与配对 齿轮啮合时轮齿之间过多的侧隙，减小碰撞，从而达到降低振动、噪声的目的。

附图说明

图1为现有结构中第一齿轮与配对齿轮啮合时碰撞示意图；

图2为本发明一实施例中改善齿轮啮合噪音的齿轮结构的结构示意图；

图3为图2所示实施例的侧视图；

图4为图1所示实例中第一齿轮与柔性齿轮的轮齿结构的放大图。

具体实施方式

以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。

本发明公开了一种改善齿轮啮合噪音的齿轮结构，包括第一齿轮10原有齿轮以及一柔性 齿轮20，柔性齿轮20设于第一齿轮10上，第一齿轮10以及一柔性齿轮20轴向并列设置， 第一齿轮10与柔性齿轮20的齿根部分重合，第一齿轮10与柔性齿轮20的轮齿部分独立， 两者的轮齿形状相同且轮齿偏差α角度交错设置。

如图1所示，当不设置柔性齿轮20，第一齿轮10与配对齿轮啮合时，虽然第一齿轮10 与配对齿轮整体匀速旋转，但具体至每个单独的轮齿结构上时，第一齿轮10与配对齿轮的轮 齿相接触的瞬间，由于轮齿之间具有侧隙，因此第一齿轮10与配对齿轮啮合时，第一齿轮 10的第一轮齿12与配对齿轮的轮齿之间会发生碰撞与敲打，导致在啮合时，两者的轮齿会 来回的摆动，从而产生噪音。

第一实施例中，如图2、图3以及图4所示，本发明在在第一齿轮10的基础上焊接一个 柔性齿轮20，柔性齿轮20与第一齿轮10的齿根部分焊接在一起，轮齿处独立，柔性齿轮20 与第一齿轮10有α的偏转角，因此，柔性齿轮20的柔性轮齿22部分正好可以以弥补第一齿 轮10与配对齿轮啮合时轮齿之间过多的侧隙，当第一齿轮10与配对齿轮啮合时，在两者的 相接触面处，柔性轮齿22通过弹性变形，挤压配对齿轮的轮齿，使配对齿轮的轮齿以及第一 轮齿12无法周向来回振动减小碰撞，从而达到降低振动、噪声的目的。

由于α角的大小是由设计侧隙、加工/安装偏差等因素决定的，用以弥补之前提到的“富余” 的侧隙。过大的α角会导致过大的弹性变形，且损失能量；过小的α角形成不了挤压效果，因 此α角对应的圆弧长度略大于或等于第一齿轮10与配对齿轮啮合时轮齿之间侧隙的长度即可， 使得柔性轮齿22能够有效的填充侧隙部分。

本实施例中，α角度对应的圆弧长度为1至1.5倍第一齿轮10与配对齿轮啮合时轮齿之间侧 隙的长度。使得第一齿轮10与配对齿轮之间的等效间隙减少，柔性齿轮20的柔性轮齿22填充 侧隙部分，从而使得第一齿轮10与配对齿轮之间的轮齿的来回摆动现象消失。同时，由于配 对齿轮与第一齿轮10啮合时，配对齿轮的轮齿与柔性齿轮20的轮齿相接触，由于柔性齿轮20 具有一定的弹性，故也能避免过于激烈的碰撞，防止噪音的产生。

由于柔性齿轮20的柔性轮齿22位于第一齿轮10的第一轮齿12与配对齿轮的轮齿所形 成的侧隙中，第一齿轮10与配对齿轮啮合时，柔性齿轮20的柔性轮齿22会承受较强的压力， 因此柔性齿轮20采用弹性材料制成，在能够承受较大的抗压强度的同时具有一定的柔软度， 本实施例中，柔性齿轮20采用有机树脂制成。

第二实施例中，柔性齿轮20与第一齿轮10共用一个齿根，柔性轮齿22与第一轮齿12 的高度之和与齿根的高度相等，且第一轮齿12的高度高于柔性轮齿22，其他结构与第一实 施例的结构相同。

本发明所示的一种改善齿轮啮合噪音的齿轮结构，通过焊接在第一齿轮10的基础上设置 一个柔性齿轮20，齿轮啮合时，柔性齿轮20通过弹性变形，挤压配对齿轮，使第一齿轮10 与配对齿轮无法周向来回振动，从而达到降低振动、噪声的目的。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉 本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应 用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技 术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范 围之内。