转矩分流式齿轮系制造技术

本发明专利技术提供了一种齿轮系（１０），其包括由螺旋面齿轮构成的至少一个侧齿轮（１２）和与螺旋面齿轮啮合的多个螺旋小齿轮（１４）。该齿轮系（１０）还包括配置成对多个螺旋小齿轮（１４）中的至少一个提供轴向力的吸收装置（１６）。本发明专利技术还提供了一种差速器（２２），其包括差速器壳体（２４）和布置在差速器壳体（２４）内的齿轮系（１０）。该差速器（２２）中的齿轮系（１０）包括由螺旋面齿轮构成的至少一个侧齿轮（１２）和与螺旋面齿轮啮合的多个螺旋小齿轮（１４）。该差速器（２２）中的齿轮系（１０）还包括用于对多个螺旋小齿轮（１４）中的至少一个提供轴向力的装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种特征在于在多个小齿轮之间分配转矩的齿轮系，包括改进的转矩分流式齿轮系以及改进的小齿轮与齿轮系其他元件的相互作用。
技术介绍
在汽车工业(例如，汽车差速器，汽车变速器等)、航空工业(例如直升机变速器 等)、风力发电站的行星齿轮变速器以及许多其他工程领域，可发现需要在多个小齿轮之间 分配转矩的齿轮系。齿轮系可能会遭受由齿轮系组成部件的制造、齿轮系的装配和/或齿轮系部件在 工作载荷下的弹性变形引起的误差，这些引起误差的因素都是不可避免的，并可能导致齿 轮系的各个小齿轮之间转矩分配不均。小齿轮和侧齿轮之间的错位(misalignment)和/或从正确啮合偏离会导致多个 小齿轮之间转矩分配不均，减少这种情况出现的最直接的方式就是提高构成齿轮系的小齿 轮和侧齿轮的制造精度。但是，在用于转矩分流式齿轮系的齿轮的大量生产中，提高制造精 度可能成本非常昂贵并且在商业上不可行。因此，希望设计出这样一种齿轮系，其能够在齿轮系的所有小齿轮之间基本均勻 分配转矩而在制造方法上不需要成本变化。而且，转矩分流式齿轮系中基本均勻的转矩分 配可使整个齿轮系实现至少两倍的转矩密度。
技术实现思路
本专利技术提供了一种齿轮系，该齿轮系包括由螺旋面齿轮构成的至少一个侧齿轮和 与该螺旋面齿轮啮合的多个螺旋小齿轮。该齿轮系可还包括配置成对所述多个螺旋小齿轮 中的至少一个提供轴向力的吸收装置(阻尼器，absorber)。本专利技术还提供了一种差速器，该差速器包括差速器壳体和布置在该差速器壳体内 的齿轮系。该齿轮系包括由螺旋面齿轮构成的至少一个侧齿轮和与该螺旋面齿轮啮合的多 个螺旋小齿轮。该差速器中的齿轮系可还包括用于对所述多个螺旋小齿轮中的至少一个提 供轴向力的装置。附图说明参考附图以示例性方式来描述本专利技术的实施例，附图中图1是根据本专利技术一实施例的齿轮系的局部剖视图。图2A是根据本专利技术一实施例的齿轮系的侧齿轮的螺旋齿所在面的透视图。图2B是齿轮系的侧齿轮上一个齿腹的齿顶变尖和齿根切的示意图。图2C是根据本专利技术一实施例的齿轮系的侧齿轮的齿腹的接触线的示意图。图3是与根据本专利技术一实施例的齿轮系结合使用的小齿轮的顶角的示意图。图4是根据本专利技术一实施例的齿轮系的小齿轮上的齿的示意图。图5是作用在根据本专利技术一实施例的齿轮系的每个小齿轮上的轴向力的示意图。图6是根据本专利技术实施例的齿轮系中可使用的弹性吸收装置的几个示例的图示。 图7是包括根据本专利技术一实施例的齿轮系的差速器的分解图。图8是包括根据本专利技术一实施例的齿轮系的差速器的剖视图。具体实施例方式现在将详细参考本专利技术的实施例，其示例在本文描述并在附图中示出。虽然结合 实施例描述本专利技术，但是可以理解，并不是意图将本专利技术限制于这些实施例。相反，本专利技术 意图涵盖包含在本专利技术的精神和范围内的替代方案、修改方案和等同方案，本专利技术的精神 和范围由所附的权利要求书来体现。参考图1，根据本专利技术的齿轮系10可包括一个或多个侧齿轮12、多个小齿轮14、以 及构造成对多个小齿轮14中的至少一个提供轴向力的吸收装置16。吸收装置16可还配置 成吸收制造误差，这种制造误差会导致小齿轮14和侧齿轮12的错位和/或从小齿轮14和 侧齿轮12之间的正确啮合偏离。虽然图1示出了单个侧齿轮12，但是根据本专利技术的一个实施例，齿轮系10可包括 多个侧齿轮12。侧齿轮12的数量可以是两个。相应地，多个小齿轮14可以啮合两个侧齿 轮12。虽然详细地提及了两个侧齿轮，但在其他实施例中可以有更少或是更多的侧齿轮。 侧齿轮12可将转矩从小齿轮14传递到输出端(例如，车轴)。每个侧齿轮12可具有旋转 轴线13。每个侧齿轮12还可具有内部轴向排列的开口 15，车轴(图未示)可穿过开口 15 通过花键互连而连接到侧齿轮12。现在参考图2A，在一个实施例中，每个侧齿轮12可具有 带螺旋齿17的面。在一个实施例中，在侧齿轮12上带螺旋齿17的面的反面是基本平整的 表面。侧齿轮12可位于小齿轮14的相对两侧。每个侧齿轮12上具有螺旋齿17的面可 配置成与小齿轮14接合。侧齿轮12的螺旋齿17可具有形成为复杂几何形状的齿腹19。 侧齿轮上常规设计的螺旋齿会容易遭受齿顶变尖和齿根切。参考图2B的示意图，在常规侧 齿轮的外径处会发生齿顶变尖，而在常规侧齿轮的内径处会发生齿根切。特别是，齿顶变尖 会导致齿的顶部轮廓变尖，使得变尖的齿的侧轮廓的角度Φ。大于正常齿的侧轮廓的角度 Φ。齿根切会导致齿的顶部轮廓的平坦率增加，使得根切的齿的侧轮廓的角度Φ 小于正 常齿的侧轮廓的角度Φ。齿顶变尖和齿根切都是通常不希望发生的。特别是，侧齿轮齿顶 变尖会降低转矩分流式齿轮系的转矩承载能力，所以应当消除。此外，侧齿轮齿根切会妨碍 侧齿轮的锻造，而锻造对大量制造齿轮是非常关键的。根据本专利技术的实施例，对于侧齿轮12在一个实施例中使用螺旋面齿轮以及对于 小齿轮14和侧齿轮12计算合适的设计参数，都可以有助于解决诸如齿顶变尖和齿根切之 类的问题。现在参考图2C，其示出了齿轮系10的侧齿轮12的螺旋齿17的齿腹19上的接 触线(例如，接触线L)的示意性图示。虽然接触线L表示成如图所示的单条接触线，但是在 不同时刻会有不同的接触线L。如图2C中大致所示，随着小齿轮14和侧齿轮12旋转，接触 线L在齿腹19上行进，并且在侧齿轮12的齿腹19内占据着不同的位置。由于齿腹19的 几何形状，接触线L不但可以在齿腹19上行进(例如，迁移)并在侧齿轮12的齿腹19内 占据着不同的位置，而且接触线L还可以改变形状。图2C示出了接触线L的行进(例如，迁移)和形状的改变。在侧齿轮12的齿腹19内的一簇接触线L对应于多个不同时刻。接 触线L越长，重合度越高。在一个实施例中，期望重合度范围是1 <u< 1.2。通常不希望 重合度u小于1 (即，u < 1)，因为在这种情况下，侧齿轮12和小齿轮14之间的齿啮合会被 中断。重合度u大于1.2(即，u> 1.2)使得必须相应地增加小齿轮14的螺旋角以及侧齿 轮12的螺旋角，且通常并不能提供有利效果。每个侧齿轮12的螺旋齿17的数量(即，齿轮齿数)可等于小齿轮14数量的整数 倍。具有这种齿数，小齿轮14就可以在侧齿轮12周围均勻地分布在圆周方向上。小齿轮 14沿侧齿轮12的周向均勻分布(例如，其中小齿轮沿侧齿轮12的周向等角度间隔开)是 优选方案。但是，在另一些实施例中，小齿轮14可以用多种其他结构分布，包括小齿轮14 沿侧齿轮12的周向不均勻分布的结构。可设置多个小齿轮14来将转矩传递到一个或多个侧齿轮12和/或从一个侧齿 轮12传递到另一个侧齿轮。多个小齿轮14的数量和大小可以变化。但是，因为齿轮系10 是设计用来改善多个小齿轮之间的转矩分配，所以在齿轮系10中具有至少两个小齿轮14。 例如，但不限于，齿轮系10中小齿轮的数量可以是六至八个。虽然详细地提及了小齿轮数 量的具体范围，但在本专利技术其他实施例中可具有更少的或更多的小齿轮。在一个实施例中， 多个小齿轮14中的每一个可大致呈圆柱形。此外，多个小齿轮14中的每一个可具有第一 端18、第二相对端20、以及纵向轴线21。小齿轮14可配置成在螺旋齿数量以及轮齿几何形 状方面提供灵活性。小齿轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种齿轮系（１０），该齿轮系包括：　　由螺旋面齿轮构成的至少一个侧齿轮（１２）；　　与所述螺旋面齿轮啮合的多个螺旋小齿轮（１４）；以及　　配置成对所述多个螺旋小齿轮（１４）中的至少一个提供轴向力的吸收装置（１６）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SP拉德兹维奇，PN赫尔曼，SA路德科，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]