CN104640666B - 大型变速齿轮和制造大型变速齿轮的方法 - Google Patents

Abstract

大型变速齿轮和制造大型变速齿轮的方法。本发明涉及一种用于制造由多个单一部件构成的大型变速齿轮(1；31；36)的方法，该方法包括一系列接下来的步骤：提供单一部件，其包括至少一个毂(2；32；37)、盘轮(3，4；18，19；22；24；27；33，34；38，39)以及由表面硬化钢制成的齿环(5；20；21；23；26；35；40)；至少部分机械地未淬火时加工单一部件；在使用射束焊接方法的情况下连接单一部件；使彼此连接的单一部件以及硬加工至少一个齿环(5；20；21；23；26；35；40)表面硬化。此外本发明还涉及一种利用这样的方法制造的大型变速齿轮。

Description

大型变速齿轮和制造大型变速齿轮的方法

技术领域

本发明涉及一种大型变速齿轮，其由多个彼此焊接在一起的单一部件制成，以及涉及一种制造这样的大型变速齿轮的方法。

背景技术

已知的是，大型变速齿轮、也就是具有直径超过600mm的齿轮被作为单体齿轮来制造。

大型齿轮的单体构造的缺点在于，其在材料要求和制造重量方面是非常不利的。作为重量问题的解决方案已知的是，大型齿轮卷边(eingesickt)地设计。为此，在车削加工轮侧面的范畴中去除材料。然而由此带来制造成本的升高，因为为了进行卷边而需要另外的切削加工功率并且去除的材料引起原材料购入方面的费用。

在表面硬化时出现另外的问题。在该过程中，在部件中引入大量能量，这在淬火工艺中会导致严重的部件扭曲。该部件扭曲必须在之前通过复杂的结构措施以及在之后通过相应的材料削减来补偿。因为材料削减必须在部件的已硬化状态中实现，这又导致巨大的成本并且相应地是不经济的。一方面作为结构性对策已知的是，部件被设计成具有相应的加工余量，从而能实现在后续将材料削减到额定尺寸。另一方面，为了更佳的硬度或者为了改善淬火过程，在部件中引入钻孔，其应该确保部件由淬火介质均匀地冲洗，以在冷却期间实现部件的较好的温度特性以及最小化的扭曲。

尽管存在这些昂贵和复杂的对策，然而在实践中在狭窄的区域中非常难和受控地限制部件扭曲。结果，以之前描述的方式制造的单体设计的大型齿轮是在材料成本和制造成本上的妥协方案并且在总体上仅仅在一定程度上是经济的。

作为单体的齿轮的替代方案，而公开了混合型齿轮，其由多个组件组成，也就是至少由毂、设置在毂上的轮体和设置在轮体的外周上的齿环。在现有技术中，已经已知了这样的混合型大型变速齿轮的不同的设计方案，其首先通过类型进行区分，如单一部件彼此固定，以及通过单一部件的设计来区分。关于混合型大型齿轮制造的现有技术的概况例如在教科书Roloff Matek，机器部件和Niemann Winter机器部件或者专利文件如DE 911500 B，DE 917 589 B和DE 82 05 946 U1中给出。

单一部件之间彼此的固定可以机械地实现。因此，齿环例如能够与轮体螺栓连接。可替换的是，将齿环热压套装在轮体上也是已知的，其中齿环相对于轮体通常通过相应的形状配合锁定来防止相对运动。

可替换的是，单一部件也能够材料配合地通过焊接来彼此连接，为此现在仅仅使用具有能融化的电极的焊接工艺。焊接的齿轮必须除了齿轮安全之外还要附加地相关于其切割位置特性来设计。对接切割点由以下部件组合构成，即齿环和轮体(所谓的轮缘)、炉体和毂以及毂和轴。该对接位置必须在设计计算和制造规划中一同进行考虑。此外，还要考虑其制造技术上的成本和其对部件功能的反作用。

轮体可以是单体制造的，例如作为铸件。同样轮体也可以作为焊接结构来制造。焊接的轮体尤其在大型变速箱建造中应用1至5件部件，因为其经常呈现出用于经济地制造的唯一可能性。

用于混合型大型变速齿轮的已知的制造流程例如为：提供毛坯件、预车外圆加工、焊接、切齿、也许还有感应硬化、切齿磨削以及接下来的质量保证。

在混合型大型变速齿轮中出现的焊接工序无例外地通过MSG焊接(MSG＝金属保护气焊接)、电子焊接或者埋弧焊接来实施。所有的这些都是具有融化的电极和相对高的区段能量(Streckenenergie)的方法，以及因此对连接和基础材料的冶金方面的特性有较强的影响。焊接工艺本身在钢结构中产生较大的内应力。因此，当今对于本领域技术人员而言通常在联系到用于消除应力的焊接工作时实施去应力退火，从而阻止另外的制造步骤也许以变形的方式释放该应力，例如在车削卷边时，在非对称地降低壁厚时或者类似情况。该伴随制造出现的变形是已知的，并且导致防弃焊接的结构。相应地，仅仅在执行了去应力退火之后才能实施对焊接的大型变速齿轮的高精度测量工作。

焊接组件的淬火通过感应淬火实现。该方法的优点在于，仅仅局部地在组件中引入相对少的热能，由此阻止了严重的部件扭曲。

在混合型大型变速齿轮的情况中，如在单体设计的大型变速齿轮中应用的焊接组件的表面硬化由于高的、通过焊接工艺由融化的电极引入的内应力而不能使用。在大型变速齿轮的情况中，以齿轮的相对大的尺寸尤其是较大的直径为先决条件的、相对较小的组件扭曲相对于小型齿轮的情况就已经导致巨大的形状偏差。由于焊接内应力和淬火变形引起的扭曲可能累积如此之大，即也许需要在组件的淬火状态中进行复杂的机械后续加工。然而这是不希望的，因为这会产生巨大的成本。相应地，齿环在已知的大型变速齿轮中一直由调质钢制成。

当今获得的混合型大型变速齿轮相对于单体设计的大型变速齿轮的缺点在于，其仅仅能应用于价值不高的单位表面负荷，因为调质的齿环相对于表面硬化的齿轮具有更小的承载能力。在混合型大型变速齿轮的情况中，齿面强度在大约600-800N/mm²的范围中，而单体设计的和表面硬化的大型变速齿轮具有大约1500N/mm²的齿面强度，在碳化的情况中直至1700N/mm²。另外的缺点在于，上述的焊接工艺具有较强的手动操作特征，因此其仅仅能在小批量生产中经济地应用。当今，在批量生产期间的过程数据检测在此不是现有技术并且仅仅能通过后续的质量控制来记录归档。

在小型齿轮中，通过组件扭曲产生的偏差与大型变速齿轮相比在尺寸上产生较小的形状偏差，因为之前对于混合型大型变速齿轮描述的、由焊接和淬火在组件中引入的扭曲的问题在此仅仅扮演次要角色，尤其是当在此仅仅由于在时间固定的范畴中进行应用的原因而要求较低的齿轮质量时。这例如出现在机动车和商用车辆的移动变速应用的情况中。

发明内容

从该现有技术出发，本发明的目的在于实现一种用于制造大型变速齿轮的经济的方法和一种变速齿轮，其具有较小的自重并且设计用于最高的负载。

为了实现该目的，本发明提出了一种用于制造由多个单一部件构成的大型变速齿轮的方法，该方法包括一系列接下来的步骤：

a)提供单一部件，该单一部件包括至少一个毂、盘轮以及由表面硬化钢制成的齿环；

b)至少部分机械地未淬火时加工单一部件；

c)在使用射束焊接方法的情况下连接单一部件；

d)使彼此连接的单一部件表面硬化，以及

e)硬加工至少一个齿环。

本发明基于以令人惊讶的方式获得这样的知识，即利用射束焊接方法和表面硬化的组合仅仅产生较小的组件扭曲，该扭曲能够以较小的成本在接下来的硬加工步骤中进行补偿，而不必为此保留较大的加工余量。申请人由此出发，即通过射束焊接方法引入到组件中的内应力这样地减小，即其在表面硬化期间被完全地分解。相应地仅仅留有表面硬化引入的组件扭曲，该扭曲通过在生产设计为单体的大型变速齿轮时的相应的扭曲进行比较和相应地控制。此外，该扭曲根据本发明可以通过轮体结构的明显的弹性设计来这样地修改，即其导致较小的扭曲。

因此本发明提出一种方法，以该方法生产混合型的、表面硬化的大型变速齿轮，其结合了已知的混合型大型变速齿轮的优点和已知的单体设计的大型变速齿轮的优点。由于混合型的设计，在较小的材料投入的情况下实现具有较小的自重的大型变速齿轮。由于表面硬化的原因，实现了从最小1250N/mm²，优选1500至1700N/mm²的齿面强度。

此外，射束焊接方法进而根据本发明的方法本身是适合批量生产的并且可以检测连接过程的过程文档。射束焊接是相对适合批量生产的方法，因为其是可自动化的，但是尤其具有过程数据监控。这是质量管理的行业要求，其能够利用该工艺简单地描绘出来。

在此，本发明利用这样的事实，即获得在这期间足够大的真空腔，为此而应用了对于优选地制造大型变速齿轮的射束焊接方法。此外，通过射束焊接方法的新的应用而获得了这样的可能性，即制造技术的方面和焊缝预加工彼此这样地协调，即其为装配和车削工艺提供优点。此外，焊接的齿环的强度调整产生积极影响并且可以同时是适合批量生产的，因为组合了成本有利的制造技术。

通过表面硬化，该表面硬化包括加工步骤渗碳、淬火和退火，实现了最大的齿面和齿根硬度。根据当今的现有技术，仅仅利用这样的表面硬化就实现了最高的特定的功率密度和安全性，如其在高负载的、此外长时间运行的大型齿轮中能够被要求的那样。

优选的是，在步骤c)中，将电子束焊接作为射束焊接方法使用。良好的适合于批量生产的电子束焊接是相对具有较少扭曲的。由此能够获得特别良好的结果。

根据本发明的另一个设计方案，同样以令人惊讶的方式在真空或部分真空下使用激光束焊接。在此，在较为成本有利的真空腔中具有附加的优点，因为与电子束焊接的情况相比仅需要实现更加费用低廉的真空压力。

根据本发明的方法的一个设计方案，在步骤e)中执行的硬加工的框架下实现淬火车削和切齿磨削。通过这种方式能够制造较高质量的齿部。

有利的是，盘轮具有至少一个外部中间地布置的空隙，尤其是具有多个外部中间地布置的空隙。这种类型的空隙用于良好的穿过渗碳气和淬火介质以及排出蒸汽和彻底冲洗能力和清洁能力。

根据本发明的方法的一个设计方案，通过盘轮的不对称设计来调整大型变速齿轮的扭曲。也通过不对称的轮体构型来影响齿轮扭曲，也就是说，轮结构的设计方案可以影响扭曲。轮体结构可以设计为导致较小的扭曲。这可以例如通过间隙的不同于圆形的轮廓来实现。盘轮可以具有至少一个外部中间地布置的空隙，其中空隙分别具有彼此不同的形状并且不对称地分布在盘轮上。在表面硬化期间不能避免的组件扭曲可以通过适当选择间隙的形状和位置来最小化。这些间隙用于在渗碳期间按照规定地穿过渗碳气。此外，在淬火工艺中，淬火剂这样地均匀分布，即在渗碳或者淬火期间，在大型变速齿轮的各个区域中的温度分布是均匀的，由此有效地对由于局部温度差造成的组件扭曲产生相反作用。这样的一个事实，即通过在淬火时相关于齿环的非对称肋条的影响而作为避免扭曲起作用的温度曲线，能够经济地制造齿轮，因为占成本很大部分的后续磨削被基本上消减。

优选的是，盘轮非对称地设计，从而尤其使得大型变速齿轮的强度与在应用上特定的负荷相匹配并且用于影响承载性能。通过这种方式能够在较宽的负荷范围中实现均匀的承载性能。因此，在一侧上的齿环厚度例如可以为了加固的目而相对于另一侧提高。

根据本发明的方法的一个设计方案，单一部件具有两个盘轮，其在轴向上彼此保持间距地布置。

盘轮为了加固的目的可以通过制管带钢彼此连接。

优选的是，两个盘轮相关于齿环从一侧安装，并且该齿环之前在步骤b)中同样从相同一侧内部处理压紧，借此使得两个盘轮在齿环中的位置上彼此对齐。利用两侧处理实现的包夹可能使其变得困难。相应地可以有利地放弃在制造期间对工件进行的包夹，由此更加简单和廉价地设计方法流程。然后两侧地在焊接方向上实现焊接，参见图5。因此，通过射束焊接方法的新的应用而获得了这样的可能性，即制造技术的方面和焊缝预加工彼此这样地协调，即其为装配和车削工艺提供优点。

根据本发明的方法的一个设计方案，通过齿环的厚度的非对称构型来调整所述大型变速齿轮的刚度，由此能够在较宽的负荷范围上实现均匀的承载性能。齿环的非对称构型允许基于混合型构造方式对齿承载特性的修改。为此，射束焊接首次允许通过非必要的V-坡口加工来利用狭长的焊缝导引的结构性自由度。通过局部地减小齿环在边缘区域中的厚度，尤其可以避免使用角承载件。用于齿轮厚度修改的另外的细节参考图4至6描述。

优选的是，根据本发明的方法的一个设计方案，在焊接方向上看，至少一个焊接连接位置的后端部通过径向上突出的凸起部形成，凸起部是待彼此焊接在一起的部件的一部分。在焊接位置的端部的这样的凸出部作为焊池支承使用并且简化了焊接方法的实施。

为了实现上述的目的，本发明还提出了一种大型变速齿轮，其由多个彼此焊接的单一部件构成，这些单一部件包括至少一个毂、盘轮以及表面硬化的齿环，其中，该齿轮尤其根据前述方法制成。在此需要再次指出的是，在本发明的范畴中，概念大型变速齿轮应该被理解成具有大于600mm的外直径的齿轮。作为根据本发明的大型变速齿轮的基本优点是，在较小材料投入时的自重较小、以及1250N/mm²和更多的、优选超过1500N/mm²的齿面强度。该齿轮适用于必须持续地承受最高负载的大型变速箱，例如风力发电变速箱或类似物。

盘轮优选地具有至少一个外部中间地布置的空隙，尤其是具有多个外部中间地布置的空隙，这些空隙尤其具有不同于圆形的轮廓。如前所述的那样，这种类型的空隙支持和简化了淬火和清洁过程。

优选的是，齿环具有：带有连接面的连接部段，齿环沿着连接面与盘轮焊接在一起；以及齿环部段，齿部形成在齿环部段上，其中在连接部段和齿环部段之间设置有至少一个过渡半径，该过渡半径以间距相对于将齿环和盘轮彼此连接在一起的焊缝布置。在过渡半径和焊缝之间的间距用于对通过焊缝产生的应力集中进行退耦。

根据本发明的齿轮的设计方案设置有两个盘轮，其被彼此保持间距地布置。

两个盘轮优选地为了进行加固通过制管带钢彼此连接。

附图说明

本发明的其他特征和优点根据接下来参考附图对本发明的实施例的机进一步描述来说明。图中示出：

图1是根据本发明的一个设计方案的大型变速齿轮的示意性侧视图；

图2是图1中示出的大型变速齿轮沿着图1中的线II-II的横截面；

图3是图2中的截面III的放大图；

图4是原理图，其示出了齿环的斜齿部的齿形；

图5是根据本发明的第二设计方案的大型变速齿轮的齿环的适意性部分横截面图；

图6是图表，其示出了图5中示出的齿环在齿环宽度上的强度曲线；

图7是根据本发明的第三设计方案的大型变速齿轮的盘轮和齿环之间的过渡部的示意性放大截面图，其示出了可能的焊池支承；

图8是根据本发明的第四设计方案的大型变速齿轮的盘轮和齿环之间的过渡部的示意性放大截面图，其示出了可能的焊池支承；

图9是根据本发明的第五设计方案的大型变速齿轮的盘轮和齿环之间的过渡部的示意性放大截面图，其示出了可能的焊池支承；

图10是根据本发明的第六设计方案的大型变速齿轮的示意图，其中，齿环和盘轮在径向上彼此焊接；以及

图11是根据本发明的第七设计方案的大型变速齿轮的示意图。

具体实施方式

图1至3示出了根据本发明的第一设计方案的大型变速齿轮1。该大型变速齿轮1是混合型大型变速齿轮，其由多个单一部件制造而成，也就是由毂2、两个盘轮3和4以及齿环5构成，它们在利用箭头示出的位置彼此焊接。

毂2基本上设计成圆柱形的并且包括径向突出的凸肩6，其基本上中心地沿着毂2的外周延伸，并且用作为对盘轮3和4进行定位的止挡部。

盘轮3和4分别具有外部中心布置的空隙7。这些空隙7分别具有不同的形状并且非对称地分布在盘轮3和4上，如图1所示。

齿环5由表面硬化钢制成并且被表面硬化。其包括连接部段8和与之设计成一体的齿环部段9，二者通过过渡半径10彼此连接。连接部段配有两个环形的连接面11和12，齿环5沿着这些连接面与盘轮3和4焊接。径向向上突出的凸肩13在连接面11和12之间延伸，该凸肩设计为用于盘轮3和4的止挡部。在图3中示出的尺寸a描述了在过渡半径10和连接面11和12或者在那里设置的焊缝之间的径向间距。间距a选择为如此大，即通过设计为封闭的圆形缝的焊缝产生的应力集中被可靠地退耦。在图3中示出的尺寸b描述了用于沿着在盘轮3和4上设置的空隙7来热处理焊缝的盘轮3和4的最小环厚度，以确保尽可能无干扰和对称地导热。

在图3中的尺寸c是齿环5的齿环凸肩13的径向高度与盘轮3和4的最小环厚度b之间的差，其对于形成用于在表面硬化时使用的媒介的有穿流和排流能力的结构是必要的，如之后进一步描述。

尺寸a，b和c在基于相应的计算的构造的框架下相应地选择。

在图1至3中示出的大型变速齿轮1根据本发明的方法的一个实施例如下地制造。在第一步骤中提供单一部件，也就是毂2、两个盘轮3和4以及齿环5。在第二步骤中实现对单一部件的机械地未淬火时加工。在此，对毂2进行车削加工。之后，为齿环5配备齿部，这例如可以在滚齿加工工艺的框架中实现。接下来，在毂2和齿环5之间置入或者压入盘轮3和4。在此使用盘轮3和4的轻微压配合。根据置入的盘的内斜边来考虑在径向的和轴向的止挡面的区域中用于盘的压入面凸肩中的半径。此外，盘以有利的方式在内部具有比处于外部的、在此进行焊接的侧面更大的半径。焊缝预处理应该在考虑到成本的情况下实施并且避免不必要的凸起。在另外的步骤中，单一部件然后在箭头A示出的位置处在使用射束焊接方法的情况下焊接在一起，其中，该焊接方法尤其是电子束焊接方法。可替换的是，也可以在真空或者部分真空的情况下使用激光束焊接方法。

接下来，大型变速齿轮1在焊接完毕的状态中被表面硬化，由此，齿环5获得1250N/mm²、优选1500N/mm²或者更高的齿面强度。接下来进行淬火处理，在该处理的框架下，至少一个齿环5被磨削。但是，毂2和/或盘轮3和4的淬火处理也可以例如在淬火车削处理的框架下跟随进行。

所描述的方法的基本优点在于，在对单一部件的射束焊接中仅仅在组件中引入很少的热量，这致使通过焊接方法诱发的内应力与常规应用的具有融化的电极的焊接方法相比更小。相应地，该内应力通过在表面硬化期间实现的热处理分解(去应力退火)。此外，通过相应地选择尺寸a，也就是过渡半径10与焊缝或者连接面11和12之间的间距来对应力集中进行退耦。利用表面硬化，为齿环5提供了非常高的齿面强度，从而使大型变速齿轮1能够持续地承受最高的负荷。在表面硬化期间不能避免的组件扭曲通过相应地选择空隙7的形状和位置来最小化。这些空隙7用于渗碳气在渗碳期间的合乎规定的穿流。此外，在淬火过程中的淬火剂这样均匀地分配，即在冷却或者淬火期间在大型变速齿轮1的各个区域中的温度分布尽可能均匀，由此有效地对由于局部温度差导致的组件扭曲起反作用。此外，通过这些空隙7也改善了大型变速齿轮1的清洁性能。在此应该清楚的是，这些空隙7也可以设置和布置成其他类型。例如，也可以选择对称布置的圆形空隙7，当由此得到无扭曲的组件时。

根据本发明的方法的另外的优点在于，由于在之前的方法步骤期间的较小的组件弯曲的原因，硬加工能够以相对少的费用来执行，因此用于淬火处理的成本就变得相对较小。

应该清楚的是，用于质量保证的另外的布置也可以与之前描述的方法布置关联。此外应该指出的是，大型变速齿轮1也可以仅仅具有一个唯一的盘轮。

图4以俯视图和侧视图示意性地示出了齿环15的斜齿部齿轮廓14。驱动的齿轮15在运行期间通过较尖的齿环16进入到被驱动的轮(未示出)中。取决于原理，该齿环16比钝角的相对布置的齿环17的强度更低。斜齿部的表面承载图随着从齿环16到齿环17的上升的负载而变化，并且根据在表面承载图中的特定的轮廓测量方面的校正来优化。

齿轮的承载特性尤其在高强度的、表面硬化过的、允许高的负荷应用的齿轮材料中通过弹性的变速器组件和部件的可察觉的变形来叠加。即使在齿尖上的弯曲通常也会导致在齿上的取决于制造的很大的形状偏差。

此外，负荷也会对小齿轮轴和轮轴、小齿轮体和盘轮体的弯曲和扭曲产生影响以及产生轴承下沉和壳体变形。由此获得齿面的倾斜位置，其经常比取决于制造的齿线偏差具有更大的损害。因此，这导致齿面在高度和宽度上的不均匀承载，这不仅不利地影响承载能力而且还有噪音特性。

为了再次获得高强度的齿轮的高承载能力并且降低噪音，有目的地偏离与渐开线(高度修改)和偏离于理论齿线(宽度修改)地制造，从而获得在负荷下具有均匀的负荷分布的差不多理想的几何形状。

在确定高度和宽度修改时，必须要考虑子结构的总影响范围。必须通过齿轮、轴、轴承、壳体和壳体连接件至主轴的变形链。通过在齿间上或者在齿根上的高度修改以及通过齿面修改或者宽度修改，渐开线覆盖校正形状，该校正形状应该允许齿的均匀承载以及在轴向叠加时在齿根部的负载集中的分解。这些影响在单一组件中被考虑并且然后作为切割位置总计地传递给相关的齿部设计，并且也必须考虑到焊接的大型变速齿轮的相应的连接位置。尤其需要注意的是轴变形、轴承变形、制造容差的考虑、齿部的变形以及连接的盘轮的变形。因此，另外的问题在于，焊接的大型变速齿轮的变形刚好在高负荷的齿轮中清楚地进行考虑。

图5和6示出了根据本发明产生的强度变体。一方面，由于齿轮厚度的提高，根据本发明可以人为调整齿环底座的强度。这可以如为被驱动的轮一样为驱动的轮相对地配对，从而实现与齿部的形状校正的重叠，以在较宽的负荷范围上实现均匀的承载特性。图5示出了与盘轮18和19焊接的齿环20，其中，该齿环是在图4中示出的在修改过状态中的驱动轮的齿环15。根据本发明的修改方案的优点在于，齿环20的齿部的边缘区域由于局部变小的齿轮厚度而被轻微地支承，以取消角支承件，也就是仅仅通过边缘实现的过度的和伤害性的支承。此外，在盘轮18和19以及齿环20之间的切割点通过降低在齿环20的径向内侧的边缘区域处的齿环厚度而能良好地触及，由此以积极的方式和方法实现在箭头A的方向上的焊接射束耦合。另外的积极效果在于，可以在未淬火时加工期间实现齿环20的单侧车削加工，由此避免的对组件的复杂包夹。

图7至9示出了根据本发明的不同设计方案的大型变速齿轮的盘轮和齿环之间的过渡部的示意性放大横截面，其示出了焊池支承的可能的变体。

图7示出了齿环21，其与盘轮22焊接。为了实现内部的焊池支承，盘轮22在其-在焊接方向(箭头A)的方向上看-后端沿着其外周具有环绕的径向往前突出的凸起部22a，其啮合到相应地设计的容纳部中，该容纳部设计成围绕在齿环21的内周的后端部上。

图8示出了齿环23，其与盘轮24焊接，其中，盘轮的宽度大于齿环23的宽度。为了实现外部的焊池支承，盘轮24在其-在焊接方向(箭头A)的方向上看-后端沿着其外周具有环绕的径向往前突出的凸起部24a，其后侧地啮合齿环23。

图9示出了齿环26，其与盘轮27焊接。盘轮27沿着其外周具有两侧轴向伸出的凸肩28，在该凸肩的-在焊接方向(箭头A)的方向上看-后端形成有环绕地、径向向上伸出的凸起部28a，其后侧地啮合齿环26。齿环26沿着其内周也具有轴向向前(相对于焊接方向)伸出的凸肩30，其在径向方向上与盘轮27的凸肩28基本对齐。在焊接齿环26和盘轮27之后，凸肩28和30可以被车削，从而齿环27和盘轮26彼此对齐地搭接。

图10示出了根据本发明的另一个设计方案的混合型大型变速齿轮31的示意图，其同样由毂32、两个盘轮33和34以及齿环35制成。毂32与盘轮33和34如在之前的实施例中在轴向方向上彼此焊接，而盘轮33和34与毂32在本实施例中在径向方向上彼此焊接。在此应该清楚的是，通过相应地设计毂32、盘轮33和34以及齿环35，同样能为焊缝设置焊池支承，即使其在根据图10的示意性图示中也并未示出。

图11示出了根据本发明的另一个设计方案的大型变速齿轮36的示意性侧视图。该大型变速齿轮36同样是混合型齿轮，其由毂37、两个盘轮38和39以及齿环40构成，这些部件彼此焊接。大型变速齿轮36的构造基本上相应于在图1至3中示出的大型变速齿轮1的构造。然而与大型变速齿轮1不同的是，在齿轮31中，间隙41是对称布置的并且具有圆形的轮廓。此外，设置有轴向延伸的制管带钢42，其将盘轮38和39彼此连接，由此在结构上附加地进行加强。在其余方面，大型变速齿轮1和36的构造是彼此相应的。

尽管通过优选的实施例对本发明进行了详细的说明和描述，然而本发明不受到公开的实例的限制并且本领域技术人员也可以由此推导出其他变体，而不会脱离本发明的保护范围。

Claims (22)

1.一种用于制造由多个单一部件构成的大型变速齿轮(1；31；36)的方法，所述方法包括一系列接下来的步骤：

a)提供所述单一部件，所述单一部件包括至少一个毂(2；32；37)、盘轮以及由表面硬化钢制成的齿环；

b)至少部分机械地未淬火时加工所述单一部件；

c)在使用射束焊接方法的情况下连接所述单一部件；并且随后立即

d)使彼此连接的所述单一部件表面硬化，以及

e)硬加工至少一个所述齿环；

其中所述盘轮不对称地设计。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤c)中，将电子束焊接作为所述射束焊接方法使用。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤c)中，将激光束焊接作为所述射束焊接方法使用。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤c)中，在真空或部分真空的情况下使用所述激光束焊接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，在步骤e)中执行的硬加工的框架下实现淬火车削和切齿磨削。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述盘轮配有至少一个外部中间地布置的空隙(7；41)。

7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述盘轮配有至少一个外部中间地布置的空隙(7；41)。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，通过所述盘轮的不对称设计来调整所述大型变速齿轮(1；31；36)的扭曲。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，通过所述盘轮的不对称设计来调整所述大型变速齿轮(1；31；36)的扭曲。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，通过所述齿环(20)的厚度的不对称的构型来调整所述大型变速齿轮的刚度。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，通过所述齿环(20)的厚度的不对称的构型来调整所述大型变速齿轮的刚度。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述单一部件具有两个盘轮，所述盘轮在轴向上彼此保持间距地布置，并且其中，两个所述盘轮相关于所述齿环从一侧安装并且在步骤b)中从相同一侧进行未淬火时加工。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述单一部件具有两个盘轮，所述盘轮在轴向上彼此保持间距地布置，并且其中，两个所述盘轮相关于所述齿环从一侧安装并且在步骤b)中从相同一侧进行未淬火时加工。

14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，从焊接方向上看，至少一个焊接连接位置的后端部通过径向上突出的凸起部(22a；24a；28a)形成，所述凸起部是待彼此焊接在一起的部件(22；24；27)的一部分。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，从焊接方向上看，至少一个焊接连接位置的后端部通过径向上突出的凸起部(22a；24a；28a)形成，所述凸起部是待彼此焊接在一起的部件(22；24；27)的一部分。

16.一种大型变速齿轮(1；31；36)，所述大型变速齿轮由多个彼此焊接的单一部件构成，所述单一部件包括至少一个毂(2；32；37)、盘轮以及表面硬化的齿环，其中，所述大型变速齿轮(1；31；36)根据权利要求1至15中任一项所述的方法制成。

17.根据权利要求16所述的大型变速齿轮(1；31；36)，其特征在于，所述盘轮配有至少一个外部中间地布置的空隙(7；41)。

18.根据权利要求17所述的大型变速齿轮(1；31；36)，其特征在于，所述盘轮配有多个外部中间地布置的空隙(7；41)。

19.根据权利要求17所述的大型变速齿轮(1；31；36)，其特征在于，所述空隙具有不同于圆形的轮廓。

20.根据权利要求16至19中任一项所述的大型变速齿轮(1；31；36)，其特征在于，所述齿环具有：带有连接面(11，12)的连接部段(8)，所述齿环沿着所述连接面与所述盘轮焊接在一起；以及齿环部段(9)，齿部形成在所述齿环部段上，其中在所述连接部段(8)和所述齿环部段(9)之间设置有至少一个过渡半径(10)，所述过渡半径以间距(a)相对于将所述齿环和所述盘轮彼此连接在一起的焊缝布置。

21.根据权利要求16至19中任一项所述的大型变速齿轮(1；31；36)，其特征在于，设置有两个盘轮，所述盘轮彼此保持间距地设置。

22.根据权利要求20所述的大型变速齿轮(1；31；36)，其特征在于，设置有两个盘轮，所述盘轮彼此保持间距地设置。