專利名稱：具有失效限制幾何構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)總成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)總成，尤其是涉及一種具有失效限制幾何構(gòu)造的驅(qū)動(dòng)總成。
背景技術(shù)：
包括公路和野外拖運(yùn)專用卡車、輪式裝載機(jī)、自行式平地機(jī)以及其他類型的重型 裝備的機(jī)器一般都包括機(jī)械變速器，機(jī)械變速器通過差速器和兩個(gè)基本一樣的終端驅(qū)動(dòng)總 成以可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式結(jié)合到相對(duì)的牽引器(每個(gè)牽引器和差速器之間有一個(gè)驅(qū)動(dòng)總 成)。差速器接收從變速器輸入的動(dòng)力并產(chǎn)生經(jīng)終端驅(qū)動(dòng)總成傳向牽引器的兩個(gè)動(dòng)力輸出。 終端驅(qū)動(dòng)總成的功能是將差速器輸出的轉(zhuǎn)速減少到適合于驅(qū)動(dòng)相關(guān)聯(lián)的牽引器的水平，由 此推進(jìn)機(jī)器。 每個(gè)終端驅(qū)動(dòng)總成一般都包括由差速器驅(qū)動(dòng)的輸入軸、連接到相關(guān)牽引器的輸出 軸和連接在輸入軸、輸出軸之間的行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般包括安裝成同輸入軸 一起轉(zhuǎn)動(dòng)的太陽齒輪、具有多個(gè)由太陽齒輪驅(qū)動(dòng)的行星齒輪和安裝成同輸出軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)的 相應(yīng)行星架的行星齒輪機(jī)構(gòu)以及也同行星齒輪嚙合的靜止的齒圈。 在某些構(gòu)造中，太陽齒輪、行星架和齒圈中的一個(gè)以上部件保持不動(dòng)或者用緊固 件連接到殼體或軸。緊固件例如有螺栓、卡環(huán)、榫釘或者其他緊固件，其從殼體或軸延伸經(jīng) 過相應(yīng)的齒輪或者在相應(yīng)齒輪旁邊延伸。按照這種方式，緊固件可以防止齒輪的相對(duì)軸向 和/或轉(zhuǎn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)。1989年11月28日頒發(fā)給Rieke的第4883373號(hào)美國專利('373 專利)中描述了這種類型的輪軸構(gòu)造的一個(gè)例子。具體地說，'373專利描述了一種用卡 環(huán)裝設(shè)到車軸上的行星架?？ōh(huán)和在軸的一端上限定的淺周向溝槽接合。行星架因此被卡 環(huán)卡住，從而對(duì)行星架的軸向運(yùn)動(dòng)進(jìn)行約束。 雖然對(duì)于某些情況來說，'373專利中描述的輪軸構(gòu)造可能是足夠的，但是它還 是有問題的。具體來講，卡環(huán)可能組裝得不正確，可能在操作過程中脫離周向溝槽，并且/ 或者可能在操作過程中斷裂(即失效)。在任何一種情況中，卡環(huán)都可能被允許穿過輪軸殼 體并和其他轉(zhuǎn)動(dòng)部件干涉。這種干涉可能對(duì)部件造成損失很大的損壞以及/或者機(jī)器操作 的中斷。 本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)總成解決上面提出的一個(gè)以上的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)方面涉及驅(qū)動(dòng)總成。該驅(qū)動(dòng)總成可包括殼體和位于所述殼體內(nèi)的第 一驅(qū)動(dòng)部件。所述驅(qū)動(dòng)總成還可以包括設(shè)置成約束所述第一驅(qū)動(dòng)部件的緊固件和能夠在緊 固件發(fā)生失效時(shí)限制所述緊固件的第二驅(qū)動(dòng)部件。 本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及另一驅(qū)動(dòng)總成。該驅(qū)動(dòng)總成可包括殼體和位于所述殼體 內(nèi)的第一驅(qū)動(dòng)部件。所述驅(qū)動(dòng)總成還可以包括設(shè)置成約束所述第一驅(qū)動(dòng)部件的緊固件和能 夠?qū)Σ徽_的緊固件組裝提供視覺指示的第二驅(qū)動(dòng)部件。


圖1是一示例性驅(qū)動(dòng)總成的示意圖；
圖2是圖1的驅(qū)動(dòng)總成的剖視圖；以及 圖3是圖1的驅(qū)動(dòng)總成中一種示例性齒圈連接的放大剖視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1示出了一種示例性公開的驅(qū)動(dòng)總成10。驅(qū)動(dòng)總成10可與一機(jī)動(dòng)車輛(未示 出)相聯(lián)以推動(dòng)該車輛。由此，驅(qū)動(dòng)總成10可包括差速器總成12和第一、第二終端驅(qū)動(dòng)總 成14、16。諸如傳動(dòng)軸18的輸入構(gòu)件可以按照可進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式將車輛的動(dòng)力源(即發(fā) 動(dòng)機(jī)和變速器，二者都沒有示出)連接到差速器總成12。諸如第一輸出軸20和第二輸出 軸22的兩個(gè)輸出構(gòu)件可以按照可進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式將終端驅(qū)動(dòng)總成14、16連接到位于車輛 相對(duì)側(cè)的牽引器24。在一個(gè)實(shí)施方式中，牽引器24可以表現(xiàn)為輪子。終端驅(qū)動(dòng)總成14、16 可以按照可以進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方式結(jié)合到差速器總成12，使得傳動(dòng)軸18的轉(zhuǎn)動(dòng)引起輸出軸20、 22和牽引器24的相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)。 如圖2所示，差速器總成12可包括中心殼體26和支撐在中心殼體26中的差速傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)28。中心殼體26可以是大體上為圓柱形的殼體，其軸向基本上和輸出軸20、22對(duì) 準(zhǔn)。 一個(gè)以上的軸承30可以設(shè)置在中心殼體26內(nèi)以支持輸出軸20、22的轉(zhuǎn)動(dòng)。傳動(dòng)軸18 可伸過中心殼體26的一側(cè)以接合并可轉(zhuǎn)動(dòng)地驅(qū)動(dòng)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)28。而差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)28可 以以可進(jìn)行操作的方式接合并將傳動(dòng)軸18的輸入轉(zhuǎn)動(dòng)傳遞給輸出軸20、22。在中心殼體26 的各相對(duì)端，端面32可被設(shè)置成接合并密封于終端驅(qū)動(dòng)總成14、16的分支殼體34。具體而 言，中心殼體26的端面32可配合在各分支殼體34的端面35上。如果希望的話，像例如墊 圈等的密封件(未示出)可插在中心殼體26的端面32和分支殼體34的端面35之間，以 在該界面處提高流體密封。 每個(gè)終端驅(qū)動(dòng)總成14、16的分支殼體34都可封裝并支撐輸出軸20、22中的相關(guān) 一個(gè)和行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)36。 一個(gè)以上的軸承38可以設(shè)置成支持輸出軸20、22在分支殼體34 內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)。輸出軸20、22可以由差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)28驅(qū)動(dòng)，速度由行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)36降低。分 支殼體34可以通過例如圍繞著其外周設(shè)置的螺紋緊固件40連接到中心殼體26。
針對(duì)本發(fā)明的目的，行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可具有至少三個(gè)元件，包括太陽齒輪、具有至少 一組相連的行星齒輪的行星架以及齒圈。行星架的行星齒輪可與太陽齒輪和齒圈嚙合，并 且如果在行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中包括中間行星齒輪的話，則行星齒輪還與該同一行星架的中間行 星齒輪嚙合。太陽齒輪、行星架、行星齒輪和齒圈可以全都一起同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。作為替換方式， 太陽齒輪、行星架和齒圈中的一個(gè)以上部件可以保持不動(dòng)，以改變?cè)摍C(jī)構(gòu)的減速比。每個(gè)行 星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)都可以接收一個(gè)以上的輸入轉(zhuǎn)動(dòng)并產(chǎn)生一個(gè)以上的相應(yīng)輸出轉(zhuǎn)動(dòng)。輸入和輸出 之間轉(zhuǎn)速的變化可取決于太陽齒輪和齒圈的齒數(shù)。轉(zhuǎn)速的變化還可取決于用來接收輸入轉(zhuǎn) 動(dòng)的齒輪、選擇用來提供輸出轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪以及哪個(gè)齒輪保持不動(dòng)(如果有的話)。
在圖2的示例性實(shí)施方式中，行星齒輪機(jī)構(gòu)36可包括太陽齒輪42、行星架44和齒 圈46。各太陽齒輪42可以以可驅(qū)動(dòng)的方式進(jìn)行連接以同差速齒輪機(jī)構(gòu)28—同轉(zhuǎn)動(dòng)。各齒 圈46可在分支殼體34內(nèi)固定不動(dòng)。多個(gè)行星齒輪44a可連接成同行星架44 一起轉(zhuǎn)動(dòng)并 與太陽齒輪42和齒圈46嚙合。各行星架44可連接成轉(zhuǎn)動(dòng)輸出軸20、22中的一個(gè)。于是，傳動(dòng)軸18的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力可以經(jīng)差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)28通過太陽齒輪42、行星齒輪44a和行星架 44傳遞到輸出軸20、22，其中固定的齒圈46僅僅影響運(yùn)動(dòng)的減速比。 如圖3所示，齒圈46可以設(shè)置在分支殼體34的凹部48內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方式中， 齒圈46可壓配進(jìn)凹部48內(nèi)，直到凹部48的肩48a與齒圈46的端面接合。然后將卡環(huán)50 插進(jìn)設(shè)于凹部48的內(nèi)壁中的溝槽52，以在軸向上將齒圈46約束在凹部48中。也就是說， 齒圈46可以自由地在肩48a和卡環(huán)50之間沿軸向運(yùn)動(dòng)。像例如榫釘54的緊固件可以設(shè) 置在齒圈46的部分槽56和凹部48的部分槽58內(nèi)，由此就轉(zhuǎn)動(dòng)而言將齒圈46鎖定到分支 殼體34。 參見圖2和圖3這兩個(gè)圖，驅(qū)動(dòng)總成10可以配備有能夠阻止輸出軸20、22轉(zhuǎn)動(dòng)的 內(nèi)部制動(dòng)系統(tǒng)60 (即制動(dòng)系統(tǒng)60可以至少部分被中心殼體26和分支殼體34罩住)。制 動(dòng)系統(tǒng)60可以包括致動(dòng)器62、一個(gè)以上的制動(dòng)盤64和反作用板66。制動(dòng)盤64可連接成 同輸出軸20、22 —起轉(zhuǎn)動(dòng)，使得當(dāng)致動(dòng)器62受壓力流體作用時(shí)，制動(dòng)盤64可被夾在致動(dòng)器 62和反作用板66之間，產(chǎn)生阻止輸出軸20、22轉(zhuǎn)動(dòng)的摩擦力。在這種構(gòu)造中，作用在致動(dòng) 器62上的流體壓力可與阻止輸出軸20、22運(yùn)動(dòng)的力的幅值有關(guān)。如果在制動(dòng)系統(tǒng)60中包 含多個(gè)制動(dòng)盤64，那么，在制動(dòng)盤64之間可布置分隔板68。復(fù)位彈簧70可布置成將致動(dòng) 器62與反作用板66分開并促使制動(dòng)盤64松開。 如圖3所示，反作用板66可組裝成接合并壓靠在齒圈46的端面上。反作用板66 可以是具有大致L形截面的環(huán)形構(gòu)件，L形的一個(gè)突起接合齒圈46，另一個(gè)突起與分支殼體 34的端面35相配合但是不接合(即在反作用板66和端面35之間留有軸向距離小于卡環(huán) 50寬度的空間)。在這種布局中，反作用板66、分支殼體34和齒圈46可以形成基本上封閉 的空間72。 在制造驅(qū)動(dòng)總成10的過程中，中心殼體26和分支殼體34的接合可以針對(duì)卡環(huán)50 成功放置到溝槽52中提供一種視覺指示。也就是，如果卡環(huán)50沒有完全坐落在溝槽52內(nèi)， 那么，反作用板66可能一直降到卡環(huán)50上面，而不是齒圈46上，由此防止中心殼體26完 全接合分支殼體34。由于卡環(huán)不當(dāng)組裝的結(jié)果，在中心殼體26的端面32和分支殼體34的 端面35之間可以觀察到空間。這個(gè)空間可以提供卡環(huán)50被不當(dāng)?shù)匕惭b進(jìn)分支殼體34或 者組裝后從溝槽52脫離的視覺指示。如果觀察到這個(gè)空間，那么，可以培訓(xùn)組裝技工取下 反作用板66并檢查卡環(huán)50。 空間72可提供失效限制。也就是，在操作過程中卡環(huán)50可能會(huì)發(fā)生失效(即斷 裂和/或脫離溝槽52)。如果允許運(yùn)動(dòng)經(jīng)過中心殼體26和/或分支殼體34，卡環(huán)50的碎 片可能與驅(qū)動(dòng)總成10的其他運(yùn)動(dòng)部件干涉，由此造成其他的故障、失效和/或動(dòng)力傳遞中 斷。但是，因?yàn)榉醋饔冒?6和分支殼體34的配合以及和齒圈46的接合，卡環(huán)50可被限制 在空間72內(nèi)。在空間72內(nèi)，卡環(huán)50的碎片可能只會(huì)造成很小的損害，如果有的話。
工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)總成可應(yīng)用于任何具有利用在操作過程中可能失效的緊固件進(jìn)行 約束的部件的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)總成通過將失效的緊固件限制在遠(yuǎn)離敏感轉(zhuǎn)動(dòng) 部件的空間中，可以將失效緊固件造成的隨后損害最小化。此外，本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)總成可以提 供其正確組裝的視覺指示。 由于驅(qū)動(dòng)總成10的幾何構(gòu)造(即反作用板66、齒圈46和分支殼體34)，可以確保齒圈46和卡環(huán)50正確安裝。也就是，中心殼體26的端面32和分支殼體34的端面35之
間觀察到的空間可以提供正確組裝的視覺指示。如果沒有空間存在，那么可以得出結(jié)論卡
環(huán)50完全坐落在溝槽52內(nèi)。如果空間存在，那么必須檢查并校正卡環(huán)50的組裝。 反作用板66、齒圈46和分支殼體34之間的關(guān)系還可以提供失效限制的好處。具
體地說，如果卡環(huán)50失效，那么，封閉空間72可以限制卡環(huán)50的碎片，直到可以進(jìn)行維護(hù)。
通過限制卡環(huán)50的碎片，對(duì)驅(qū)動(dòng)總成10的其余部件的損害可以最小。 本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)清楚，可以對(duì)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)總成作出各種改變和變型，而不
會(huì)超出本發(fā)明的范圍。通過對(duì)說明書和這里公開的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)踐的思考，對(duì)于本領(lǐng)域
技術(shù)人員來說其他實(shí)施方式將會(huì)是顯而易見的。這里的意圖是說明書和例子僅僅被認(rèn)為是
示例性的，本發(fā)明的真實(shí)范圍由權(quán)利要求及其等同物指明。
權(quán)利要求
一種驅(qū)動(dòng)總成(10)，包括殼體(34)；設(shè)置在所述殼體內(nèi)的第一驅(qū)動(dòng)部件(46)；設(shè)置成約束所述第一驅(qū)動(dòng)部件的緊固件(50)；以及能夠在緊固件失效時(shí)限制所述緊固件的第二驅(qū)動(dòng)部件(66)。
2. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)總成，其中，所述第二驅(qū)動(dòng)部件與所述殼體配合并接合所 述第一驅(qū)動(dòng)部件，以產(chǎn)生基本封閉的空間(72)。
3. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)總成，其中，所述第二驅(qū)動(dòng)部件是具有大致L形截面的環(huán)形 構(gòu)件。
4. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)總成，其中，所述第二驅(qū)動(dòng)部件是制動(dòng)反作用板。
5. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)總成，其中，所述緊固件是卡環(huán)。
6. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)總成，其中，所述第一驅(qū)動(dòng)部件是齒圈。
7. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)總成，其中，當(dāng)所述緊固件被不當(dāng)安裝時(shí)，所述第二驅(qū)動(dòng)部 件被防止接合所述第一驅(qū)動(dòng)部件。
8. 如權(quán)利要求1所述的驅(qū)動(dòng)總成，其中，所述緊固件將所述第一驅(qū)動(dòng)部件鎖定到所述 殼體。
9. 一種動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)(10，12，18，24，26，28)，包括差速器(12)，所述差速器具有中心殼體(26)、差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(28)和輸入軸(1S)，所述 輸入軸伸進(jìn)所述中心殼體，以可驅(qū)動(dòng)的方式接合所述差速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)； 牽引器(24);以及如權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的驅(qū)動(dòng)總成(10)，所述驅(qū)動(dòng)總成連接在所述差速器和 所述牽引器之間，用來驅(qū)動(dòng)所述牽引器。
10. 如權(quán)利要求9所述的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)，其中，所述第一驅(qū)動(dòng)部件就轉(zhuǎn)動(dòng)而言鎖定到所 述殼體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種與機(jī)動(dòng)車輛一起使用的驅(qū)動(dòng)總成(10)。該驅(qū)動(dòng)總成包括殼體(34)和設(shè)置在殼體內(nèi)的第一驅(qū)動(dòng)部件(46)。該驅(qū)動(dòng)總成具有設(shè)置成約束第一驅(qū)動(dòng)部件的緊固件(50)以及能夠在緊固件失效時(shí)限制緊固件的第二驅(qū)動(dòng)部件(66)。
文檔編號(hào)F16H48/00GK101790654SQ200880104679
公開日2010年7月28日 申請(qǐng)日期2008年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者J·D·蓋茨, J·諾爾科, R·J·吉貝斯 申請(qǐng)人:卡特彼勒公司