專利名稱：轉(zhuǎn)矩分流式齒輪系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特征在于在多個小齒輪之間分配轉(zhuǎn)矩的齒輪系，包括改進(jìn)的轉(zhuǎn)矩分流式齒輪系以及改進(jìn)的小齒輪與齒輪系其他元件的相互作用。
背景技術(shù)：
在汽車工業(yè)(例如，汽車差速器，汽車變速器等)、航空工業(yè)(例如直升機(jī)變速器 等)、風(fēng)力發(fā)電站的行星齒輪變速器以及許多其他工程領(lǐng)域，可發(fā)現(xiàn)需要在多個小齒輪之間 分配轉(zhuǎn)矩的齒輪系。齒輪系可能會遭受由齒輪系組成部件的制造、齒輪系的裝配和/或齒輪系部件在 工作載荷下的彈性變形引起的誤差，這些引起誤差的因素都是不可避免的，并可能導(dǎo)致齒 輪系的各個小齒輪之間轉(zhuǎn)矩分配不均。小齒輪和側(cè)齒輪之間的錯位(misalignment)和/或從正確嚙合偏離會導(dǎo)致多個 小齒輪之間轉(zhuǎn)矩分配不均，減少這種情況出現(xiàn)的最直接的方式就是提高構(gòu)成齒輪系的小齒 輪和側(cè)齒輪的制造精度。但是，在用于轉(zhuǎn)矩分流式齒輪系的齒輪的大量生產(chǎn)中，提高制造精 度可能成本非常昂貴并且在商業(yè)上不可行。因此，希望設(shè)計出這樣一種齒輪系，其能夠在齒輪系的所有小齒輪之間基本均勻 分配轉(zhuǎn)矩而在制造方法上不需要成本變化。而且，轉(zhuǎn)矩分流式齒輪系中基本均勻的轉(zhuǎn)矩分 配可使整個齒輪系實現(xiàn)至少兩倍的轉(zhuǎn)矩密度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種齒輪系，該齒輪系包括由螺旋面齒輪構(gòu)成的至少一個側(cè)齒輪和 與該螺旋面齒輪嚙合的多個螺旋小齒輪。該齒輪系可還包括配置成對所述多個螺旋小齒輪 中的至少一個提供軸向力的吸收裝置(阻尼器，absorber)。本發(fā)明還提供了一種差速器，該差速器包括差速器殼體和布置在該差速器殼體內(nèi) 的齒輪系。該齒輪系包括由螺旋面齒輪構(gòu)成的至少一個側(cè)齒輪和與該螺旋面齒輪嚙合的多 個螺旋小齒輪。該差速器中的齒輪系可還包括用于對所述多個螺旋小齒輪中的至少一個提 供軸向力的裝置。


參考附圖以示例性方式來描述本發(fā)明的實施例，附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系的局部剖視圖。圖2A是根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系的側(cè)齒輪的螺旋齒所在面的透視圖。圖2B是齒輪系的側(cè)齒輪上一個齒腹的齒頂變尖和齒根切的示意圖。圖2C是根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系的側(cè)齒輪的齒腹的接觸線的示意圖。圖3是與根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系結(jié)合使用的小齒輪的頂角的示意圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系的小齒輪上的齒的示意圖。
圖5是作用在根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系的每個小齒輪上的軸向力的示意圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的齒輪系中可使用的彈性吸收裝置的幾個示例的圖示。 圖7是包括根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系的差速器的分解圖。圖8是包括根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系的差速器的剖視圖。
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實施例，其示例在本文描述并在附圖中示出。雖然結(jié)合 實施例描述本發(fā)明，但是可以理解，并不是意圖將本發(fā)明限制于這些實施例。相反，本發(fā)明 意圖涵蓋包含在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的替代方案、修改方案和等同方案，本發(fā)明的精神 和范圍由所附的權(quán)利要求書來體現(xiàn)。參考圖1，根據(jù)本發(fā)明的齒輪系10可包括一個或多個側(cè)齒輪12、多個小齒輪14、以 及構(gòu)造成對多個小齒輪14中的至少一個提供軸向力的吸收裝置16。吸收裝置16可還配置 成吸收制造誤差，這種制造誤差會導(dǎo)致小齒輪14和側(cè)齒輪12的錯位和/或從小齒輪14和 側(cè)齒輪12之間的正確嚙合偏離。雖然圖1示出了單個側(cè)齒輪12，但是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，齒輪系10可包括 多個側(cè)齒輪12。側(cè)齒輪12的數(shù)量可以是兩個。相應(yīng)地，多個小齒輪14可以嚙合兩個側(cè)齒 輪12。雖然詳細(xì)地提及了兩個側(cè)齒輪，但在其他實施例中可以有更少或是更多的側(cè)齒輪。 側(cè)齒輪12可將轉(zhuǎn)矩從小齒輪14傳遞到輸出端(例如，車軸)。每個側(cè)齒輪12可具有旋轉(zhuǎn) 軸線13。每個側(cè)齒輪12還可具有內(nèi)部軸向排列的開口 15，車軸(圖未示)可穿過開口 15 通過花鍵互連而連接到側(cè)齒輪12?，F(xiàn)在參考圖2A，在一個實施例中，每個側(cè)齒輪12可具有 帶螺旋齒17的面。在一個實施例中，在側(cè)齒輪12上帶螺旋齒17的面的反面是基本平整的 表面。側(cè)齒輪12可位于小齒輪14的相對兩側(cè)。每個側(cè)齒輪12上具有螺旋齒17的面可 配置成與小齒輪14接合。側(cè)齒輪12的螺旋齒17可具有形成為復(fù)雜幾何形狀的齒腹19。 側(cè)齒輪上常規(guī)設(shè)計的螺旋齒會容易遭受齒頂變尖和齒根切。參考圖2B的示意圖，在常規(guī)側(cè) 齒輪的外徑處會發(fā)生齒頂變尖，而在常規(guī)側(cè)齒輪的內(nèi)徑處會發(fā)生齒根切。特別是，齒頂變尖 會導(dǎo)致齒的頂部輪廓變尖，使得變尖的齒的側(cè)輪廓的角度Φ。大于正常齒的側(cè)輪廓的角度 Φ。齒根切會導(dǎo)致齒的頂部輪廓的平坦率增加，使得根切的齒的側(cè)輪廓的角度Φ 小于正 常齒的側(cè)輪廓的角度Φ。齒頂變尖和齒根切都是通常不希望發(fā)生的。特別是，側(cè)齒輪齒頂 變尖會降低轉(zhuǎn)矩分流式齒輪系的轉(zhuǎn)矩承載能力，所以應(yīng)當(dāng)消除。此外，側(cè)齒輪齒根切會妨礙 側(cè)齒輪的鍛造，而鍛造對大量制造齒輪是非常關(guān)鍵的。根據(jù)本發(fā)明的實施例，對于側(cè)齒輪12在一個實施例中使用螺旋面齒輪以及對于 小齒輪14和側(cè)齒輪12計算合適的設(shè)計參數(shù)，都可以有助于解決諸如齒頂變尖和齒根切之 類的問題。現(xiàn)在參考圖2C，其示出了齒輪系10的側(cè)齒輪12的螺旋齒17的齒腹19上的接 觸線(例如，接觸線L)的示意性圖示。雖然接觸線L表示成如圖所示的單條接觸線，但是在 不同時刻會有不同的接觸線L。如圖2C中大致所示，隨著小齒輪14和側(cè)齒輪12旋轉(zhuǎn)，接觸 線L在齒腹19上行進(jìn)，并且在側(cè)齒輪12的齒腹19內(nèi)占據(jù)著不同的位置。由于齒腹19的 幾何形狀，接觸線L不但可以在齒腹19上行進(jìn)(例如，遷移)并在側(cè)齒輪12的齒腹19內(nèi) 占據(jù)著不同的位置，而且接觸線L還可以改變形狀。圖2C示出了接觸線L的行進(jìn)(例如，遷移)和形狀的改變。在側(cè)齒輪12的齒腹19內(nèi)的一簇接觸線L對應(yīng)于多個不同時刻。接 觸線L越長，重合度越高。在一個實施例中，期望重合度范圍是1 <u< 1.2。通常不希望 重合度u小于1 (即，u < 1)，因為在這種情況下，側(cè)齒輪12和小齒輪14之間的齒嚙合會被 中斷。重合度u大于1.2(即，u> 1.2)使得必須相應(yīng)地增加小齒輪14的螺旋角以及側(cè)齒 輪12的螺旋角，且通常并不能提供有利效果。每個側(cè)齒輪12的螺旋齒17的數(shù)量(即，齒輪齒數(shù))可等于小齒輪14數(shù)量的整數(shù) 倍。具有這種齒數(shù)，小齒輪14就可以在側(cè)齒輪12周圍均勻地分布在圓周方向上。小齒輪 14沿側(cè)齒輪12的周向均勻分布(例如，其中小齒輪沿側(cè)齒輪12的周向等角度間隔開)是 優(yōu)選方案。但是，在另一些實施例中，小齒輪14可以用多種其他結(jié)構(gòu)分布，包括小齒輪14 沿側(cè)齒輪12的周向不均勻分布的結(jié)構(gòu)?？稍O(shè)置多個小齒輪14來將轉(zhuǎn)矩傳遞到一個或多個側(cè)齒輪12和/或從一個側(cè)齒 輪12傳遞到另一個側(cè)齒輪。多個小齒輪14的數(shù)量和大小可以變化。但是，因為齒輪系10 是設(shè)計用來改善多個小齒輪之間的轉(zhuǎn)矩分配，所以在齒輪系10中具有至少兩個小齒輪14。 例如，但不限于，齒輪系10中小齒輪的數(shù)量可以是六至八個。雖然詳細(xì)地提及了小齒輪數(shù) 量的具體范圍，但在本發(fā)明其他實施例中可具有更少的或更多的小齒輪。在一個實施例中， 多個小齒輪14中的每一個可大致呈圓柱形。此外，多個小齒輪14中的每一個可具有第一 端18、第二相對端20、以及縱向軸線21。小齒輪14可配置成在螺旋齒數(shù)量以及輪齒幾何形 狀方面提供靈活性。小齒輪14上的齒數(shù)可以考慮設(shè)置為相對于小齒輪14的尺寸的小齒數(shù) (low tooth count)0現(xiàn)在參考圖3，其示出了根據(jù)本發(fā)明一實施例的小齒輪14的頂角θ ρ的示意圖。 與其他齒輪設(shè)計相比，頂角θ ρ可能非常小(例如，小于約20° )。頂角θρ符合下述方程
式
，其中，‘是小齒輪14的外徑，Cl1 p是小齒輪的極限直徑，d。sg是 側(cè)齒輪的外徑，din.sg是側(cè)齒輪的內(nèi)徑。多個小齒輪14中的每一個均可由螺旋小齒輪(即， 具有螺旋齒23)構(gòu)成。小齒輪14的螺旋齒23可以如圖4所示，圖4是根據(jù)本發(fā)明一實施例 的齒輪系10的小齒輪14上的齒23的圖示。多個小齒輪14可裝配在殼體(圖未示)中。 例如，但不限于，該殼體可由差速器殼體構(gòu)成。齒圈(圖未示)可以用本領(lǐng)域公知的常規(guī)方 式連接到輸入源和/或驅(qū)動源(圖未示)，并且也可以連接到該殼體上。因為每個小齒輪14同時與兩個側(cè)齒輪12嚙合，與第一側(cè)齒輪12嚙合的第一小 齒輪14的軸向推力基本等于與第二相對側(cè)齒輪12嚙合的第二小齒輪14的軸向推力。這 樣，從小齒輪14作用于殼體(即，差速器殼體)上的軸向載荷可近似為零。由于作用在殼 體(即，差速器殼體)上的軸向載荷近似為零，所以與傳統(tǒng)的容納齒輪系的殼體(例如，差 速器殼體)相比，可以將該殼體的壁設(shè)計得更薄。在齒輪系10中不論借助于還是不 借助于轉(zhuǎn)矩環(huán)25 (如參見圖5)都可以傳遞轉(zhuǎn)矩 (即，從齒圈到側(cè)齒輪12)。當(dāng)利用轉(zhuǎn)矩環(huán)25在齒輪系10中傳遞轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)矩環(huán)25可安裝 在殼體(例如，差速器殼體)內(nèi)并被殼體封裝。轉(zhuǎn)矩環(huán)25可大致呈環(huán)形，并可設(shè)置成用來 定位側(cè)齒輪12之間的一個或多個小齒輪14。轉(zhuǎn)矩環(huán)25可包括多個徑向向內(nèi)延伸的孔27， 這些孔從轉(zhuǎn)矩環(huán)25的外徑向表面延伸到轉(zhuǎn)矩環(huán)25內(nèi)。小齒輪14可布置在孔27內(nèi)。這 樣，小齒輪14可繞轉(zhuǎn)矩環(huán)25在周向上間隔開。小齒輪14可在轉(zhuǎn)矩環(huán)25的孔27內(nèi)自由轉(zhuǎn)動。小齒輪14可軸向限定于殼體的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)矩環(huán)25的徑向向內(nèi)部分之間。因而，殼體和轉(zhuǎn)矩環(huán)可充分地或完全地抑制小齒輪14的軸向運動。轉(zhuǎn)矩環(huán)在其側(cè)表面上還可包括通 道。所述通道可配置成用來允許和/或限制小齒輪14與側(cè)齒輪12的嚙合。這是因為，每 個側(cè)齒輪12的螺旋面可延伸到轉(zhuǎn)矩環(huán)25側(cè)表面上的一個通道中，并且每個小齒輪14的螺 旋齒23也可延伸到轉(zhuǎn)矩環(huán)25的側(cè)表面上相對的通道中以便與側(cè)齒輪12相嚙合。在一個 實施例中，轉(zhuǎn)矩環(huán)25可在小齒輪14上施加壓力，使小齒輪關(guān)于側(cè)齒輪12的軸向中心線13 徑向移動。由于小齒輪14和側(cè)齒輪12之間的嚙合，側(cè)齒輪12可被迫繞它們的軸向中心線 13自轉(zhuǎn)。因為輸出端(例如，車軸)連結(jié)到側(cè)齒輪12，所以機(jī)動車可以移動。當(dāng)在沒有轉(zhuǎn)矩環(huán)25的情況下在齒輪系10中傳遞轉(zhuǎn)矩時，小齒輪14可配置成在車 軸(圖未示)上旋轉(zhuǎn)，例如，如本領(lǐng)域的常規(guī)情況那樣。不論在齒輪系10中是否使用了轉(zhuǎn) 矩環(huán)25來傳遞轉(zhuǎn)矩，多個小齒輪14中的每一個都可同時與兩個側(cè)齒輪12嚙合。因而側(cè)齒 輪12和小齒輪14可通過齒輪嚙合分配轉(zhuǎn)矩。由于常規(guī)齒輪系可能存在制造誤差，會發(fā)生小齒輪14的軸線和側(cè)齒輪12的軸線 13的錯位，以及小齒輪14和側(cè)齒輪12不能正確嚙合的其它偏差。這樣的錯位和偏差會導(dǎo) 致通過齒輪系10傳遞的轉(zhuǎn)矩在小齒輪14之間的不均勻分配。因此，多個小齒輪14中的一 個可能載荷偏大，而多個小齒輪14中的其余齒輪上的載荷相對較小。在有些情況下，一些 小齒輪14可能是空轉(zhuǎn)的(即，完全沒有載荷)。當(dāng)轉(zhuǎn)矩未在多個小齒輪14之間均勻分配 時，承擔(dān)最重載荷的小齒輪14可能承受臨界載荷，并且可能成為第一個和最有可能在載荷 下斷裂的小齒輪。對于以高轉(zhuǎn)矩密度為特征的齒輪系，在多個小齒輪14上等量分配轉(zhuǎn)矩尤 為有利。勝過單獨尋找提高與構(gòu)成齒輪系10的小齒輪14和側(cè)齒輪12的制造有關(guān)的精度 (即，避免制造誤差，這可能包括大量的花費)，本發(fā)明的齒輪系10可包括吸收裝置16，該吸 收裝置16配置成用來對多個小齒輪14中的至少一個提供軸向力。吸收裝置16可還配置 成，除其他作用之外，用來吸收會導(dǎo)致小齒輪14和側(cè)齒輪12的錯位的制造誤差。再參考圖1，吸收裝置16可由一個或多個用來對多個小齒輪14中的至少一個提供 軸向力的彈性吸收裝置或其他裝置構(gòu)成。第一吸收裝置Ie1可安置在各個小齒輪14的第 一端18上。第二吸收裝置162可安置在各個小齒輪14的第二端20上。為了吸收會導(dǎo)致 錯位的制造誤差，每個吸收裝置Ie1Ue2可具有預(yù)定的尺寸(例如，厚度)。因此，每個吸收 裝置Ie1Ue2的尺寸是期望被吸收的制造誤差的函數(shù)或者說與該制造誤差相關(guān)。在一個實 施例中，每個吸收裝置Ie1Ue2也可具有預(yù)定的硬度和/或剛度，該硬度和/或剛度可用齒 輪系 ο的設(shè)計參數(shù)(例如，期望被吸收的制造誤差)和被傳遞的轉(zhuǎn)矩量來表達(dá)。被傳遞的 轉(zhuǎn)矩量可取決于側(cè)齒輪12之間預(yù)定的區(qū)分值。每個吸收裝置Ie1Ue2也可允許輕微運動， 以適應(yīng)小齒輪14和側(cè)齒輪12之間嚙合的變化。每個吸收裝置Ie1Ue2的預(yù)定的硬度和/或剛度可通過數(shù)學(xué)式表達(dá)。在一個實施 例中，為了推導(dǎo)出每個吸收裝置16的硬度和/或剛度的數(shù)學(xué)表達(dá)式，齒輪系10中的小齒輪 14的數(shù)量可被設(shè)定為n，其中η彡2。由吸收裝置16 (例如，吸收裝置風(fēng)、162)吸收的總誤 差可設(shè)定為δ τ。由于各種制造誤差，一個小齒輪14首先承擔(dān)載荷，另一個小齒輪14最后 承擔(dān)工作載荷的相應(yīng)部分。在有多個小齒輪14時，齒輪系10中的剩余小齒輪14什么時刻 承擔(dān)載荷和/或怎么承擔(dān)載荷，可能是不清楚的。對于每一個單獨的齒輪系而言，齒輪系10中小齒輪14之間實際的載荷分配是特定的。如果小齒輪14的數(shù)量足夠多，則可以利用小 齒輪之間的載荷的正態(tài)分布(即，高斯分布)。如果小齒輪14的數(shù)量不是很多(例如，在根 據(jù)本發(fā)明一實施例的轉(zhuǎn)矩分流式齒輪系10的設(shè)計中，只有少數(shù)幾個小齒輪14)，則需要作 出關(guān)于小齒輪之間的載荷分配的合理假設(shè)。在齒輪系10中首先傳遞轉(zhuǎn)矩的小齒輪14可用 Iimax表示，與其余的小齒輪14相比，它可能承擔(dān)了較重的載荷。在齒輪系10中最后傳遞轉(zhuǎn) 矩的小齒輪14可用Iimin表示，與其余的小齒輪14相比，它可能承擔(dān)了較少的載荷。
通過齒輪系傳遞的最大轉(zhuǎn)矩可表示為ΤΣ。因此，由一個小齒輪傳遞的最大轉(zhuǎn)矩
凡適用下面的等式7；=&。整個轉(zhuǎn)矩！^的凡部分(S卩，由一個小齒輪傳遞的最大轉(zhuǎn)矩)由
η
承擔(dān)了最重載荷的小齒輪nmax傳遞。其他的小齒輪可承擔(dān)較少的轉(zhuǎn)矩。在齒輪系10中最 后開始傳遞轉(zhuǎn)矩的小齒輪(即，nfflin)可傳遞表示為ti的轉(zhuǎn)矩部分。Ti和、之間的可允許
差值可由轉(zhuǎn)矩因子kT表示，&適用下面的等式:kT例如，但不限于此，轉(zhuǎn)矩因子
kT可取值為kT = 0. 1。此轉(zhuǎn)矩因子kT對應(yīng)于不超過10%的小齒輪載荷變化。這也意味著 實際通過齒輪系10傳遞的轉(zhuǎn)矩可比期望的轉(zhuǎn)矩T ￡小10%。當(dāng)在齒輪系10中首先傳遞轉(zhuǎn) 矩的小齒輪14( S卩，nfflax)傳遞轉(zhuǎn)矩中的最大部分Ti時，則在齒輪系10中最后傳遞轉(zhuǎn)矩的 小齒輪14(即，nmin)傳遞轉(zhuǎn)矩中的、部分。、部分可依據(jù)齒輪系參數(shù)由以下等式表示、 =Ti(l-kT)。對于任何特別的應(yīng)用，齒輪系10中的其余小齒輪14 (例如，Π-2個小齒輪) 可以承擔(dān)相同的載荷，其中每個承載的轉(zhuǎn)矩部分是S。由剩余小齒輪14承擔(dān)的轉(zhuǎn)矩部分
由以下等式表示…=7^yl。在上述等式中替換計算由剩余小齒輪14承擔(dān)的轉(zhuǎn)矩部
分的表達(dá)式由以下等式表示= = T>+T^-kr) = T IzJ^L。在這個方案下，總載荷
‘ 2 2 '2
Tz=Ti +tt +η(η-2)<ΓΣ。在齒輪系10中最后傳遞轉(zhuǎn)矩的小齒輪14( BP,nfflin)開始傳遞轉(zhuǎn)
矩的那一刻，齒輪系10中首先轉(zhuǎn)矩的小齒輪14( S卩，nmax)相對于其于小齒輪14移動了一等
于合成的誤差、的距離。在吸收誤差、時，通過小齒輪Iimax傳遞的轉(zhuǎn)矩增加了&倍(即，
J^IJ-J
轉(zhuǎn)矩增加了 kT ·凡)。因此，吸收裝置Ie1Ue2所需的硬度％由以下等式得出辦="^。
通過在小齒輪14之間適當(dāng)?shù)妮d荷分配，可以提高齒輪系 ο的轉(zhuǎn)矩承載能力。現(xiàn)在參考圖5，其示出了作用在根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系10的每個小齒輪14 上的軸向力的示意圖。參考圖1和5，吸收裝置16可產(chǎn)生作用在每個小齒輪14上的兩個軸 向力S、 Γ。沒有制造誤差時，軸向力二、戶?？梢韵嗷サ窒?即，€=0。在這種情況 下，軸向力P=、^Γ具有相同的大小和相反的指向或方向。軸向力t的指向或方向是徑向向 內(nèi)，朝向側(cè)齒輪12的軸線13。軸向力的指向或方向是徑向向外，背離側(cè)齒輪12的軸線 13。在這種情況下，會發(fā)生在所有的小齒輪14之間均勻的轉(zhuǎn)矩分配。但是，這僅是期望情 況(即，沒有制造誤差時)。當(dāng)存在制造誤差時，等式P= = PiT不再成立。而不等式/T * C 成立。吸收裝置16可配置成用來在軸向方向上推動相應(yīng)的小齒輪14移動一段距離，從而 使等式重新成立。這樣，可確保在小齒輪14之間均勻的轉(zhuǎn)矩分配。因此，吸收裝 置16可在一定壓力載荷下軸向抑制各小齒輪14，使得每個小齒輪14上的載荷相等。
現(xiàn)在參考圖6，其示出了根據(jù)本發(fā)明各種實施例的可用在齒輪系10中的吸收裝置 Ie1Ue2的幾個設(shè)計示例的頂視圖。例如，圖6(a)示出了吸收裝置Ie1Ue2由在直徑方向上 彎曲的彈性墊片構(gòu)成。通常，為了起到吸收裝置Ie1Ue2的作用，必須修改彈性墊片使其具 有預(yù)定的尺寸(例如，厚度)和預(yù)定的硬度。圖6(b)示出了具有“碟子”形狀(如截頭圓 錐形)的吸收裝置Ie1Ue215圖6(c)示出了由彈性材料例如橡膠、塑料或其他類似材料制成 的吸收裝置I6i、i62。圖6(d)示出了例如由鋼制成的波紋狀吸收裝置Ie1Ue2的示例。圖 6(e)示出了由彈簧構(gòu)成的吸收裝置16”162。圖6(f)示出了由具有對壓縮空氣起作用的活 塞的雙室氣缸構(gòu)成的吸收裝置Ie1Ue215每個吸收裝置的厚度和剛度和/或硬度可以變化。 雖然這些示例詳細(xì)地表示并圖示了吸收裝置Ie1Ue2，但是根據(jù)本發(fā)明的其他實施例也可以 使用其他的吸收裝置。
現(xiàn)在參考圖7和8，它們分別示出了包括齒輪系10的差速器22的分解圖和剖視 圖。如圖所示，差速器22可構(gòu)成為鎖止式差速器。雖然詳細(xì)地提及和示出了鎖止式差速 器，但是，在本發(fā)明的其他實施例中，差速器22可構(gòu)成為其他類型的差速器。例如，在各種 實施例中，差速器22可構(gòu)成為開放式差速器、防滑式差速器和/或鎖止式差速器。在其各 種實施例中的任何一個中，差速器22都可包括根據(jù)本發(fā)明一實施例的齒輪系10。差速器 22還可包括差速器殼體24、蓋26、以及一個或多個用于連接差速器殼體24和蓋26的緊固 件28。差速器22可被設(shè)置成使得在維持驅(qū)動軸的左右車輪的動力的同時允許機(jī)動車成功 實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。開放式差速器允許兩個車輪以不同的速度旋轉(zhuǎn)，但是由于不能將轉(zhuǎn)矩傳遞到主 要牽引車輪，因而可能會引起機(jī)動車維持停滯的極大風(fēng)險。防滑式差速器在開放式差速器 的基礎(chǔ)上結(jié)合了一個限制打滑的裝置(例如，配置成通過將一部分動力從一個車輪傳遞到 另一車輪來限制打滑量的離合器組件)。鎖止式差速器配置成當(dāng)發(fā)生車輪過度打滑時完全 鎖止(例如，自動地或可選擇地)，以便將全部動力提供給兩個車輪。對本發(fā)明具體實施例的以上描述是出于圖示和說明的目的。它們并不表示窮舉或 是將本發(fā)明限定于所公開的特定形式，按照上述教導(dǎo)可得到各種修改和變化。選擇和描述 上述實施例是為了說明本發(fā)明的原理及其實際應(yīng)用，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員可以利用本 發(fā)明和為適于預(yù)期的特定使用而作出各種修改的各種實施例。在上述說明書中，非常詳細(xì) 地描述了本發(fā)明，可以相信，本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀和理解了說明書后，可以對本發(fā)明作出 各種變更和修正。所有這種變更和修改都包含在本發(fā)明中，只要它們落在所附權(quán)利要求書 的范圍內(nèi)。本發(fā)明的范圍由在此所附的權(quán)利要求書及其等同方案來限定。
權(quán)利要求
一種齒輪系(10)，該齒輪系包括由螺旋面齒輪構(gòu)成的至少一個側(cè)齒輪(12)；與所述螺旋面齒輪嚙合的多個螺旋小齒輪(14)；以及配置成對所述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個提供軸向力的吸收裝置(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于包括第一側(cè)齒輪(12)和第二側(cè)齒輪 (12)。
3.如權(quán)利要求2所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述第一側(cè)齒輪(12)布置在所述多 個螺旋小齒輪(14)的第一側(cè)，所述第二側(cè)齒輪(12)布置在所述多個螺旋小齒輪(14)的第 二側(cè)，其中所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對。
4.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述螺旋面齒輪和所述多個螺旋小 齒輪(14)中的至少一個之間的期望重合度在1至1.2之間的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述至少一個側(cè)齒輪(12)的輪齒 (17)數(shù)量等于所述多個螺旋小齒輪(14)數(shù)量的整數(shù)倍。
6.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述多個螺旋小齒輪(14)沿所述側(cè) 齒輪(12)的周向等角度間隔開。
7.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述多個螺旋小齒輪(14)中的每個 均具有小齒數(shù)。
8.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述螺旋小齒輪(14)具有由以下方 程式限定的頂角:θρ <sin-' d"P~d!P ，其中，d。p是所述小齒輪(14)的外徑，dlp是所述α, 一 d.V o sS ^in.sg J小齒輪(14)的極限直徑，d。.sg是所述側(cè)齒輪(12)的外徑，din.sg是所述側(cè)齒輪(12)的內(nèi)徑。
9.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于還包括殼體，所述至少一個側(cè)齒輪(12)和所述多個螺旋小齒輪(14)布置在所述殼體內(nèi)；和 連接到所述殼體和輸入源的齒圈。
10.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，還包括鄰近所述側(cè)齒輪(12)且用于容納和定位 所述多個螺旋小齒輪(14)的轉(zhuǎn)矩環(huán)(25)。
11.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述吸收裝置(16)由彈性吸收裝置構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述吸收裝置(16)具有預(yù)定的硬度。
13.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于進(jìn)一步包括多個吸收裝置(16)，每一 個吸收裝置均配置成對所述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個提供軸向力，其中所述多 個吸收裝置(16)中的第一個位于所述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個的第一端(18)， 并且所述多個吸收裝置(16)中的第二個位于所述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個的第 二端(20)。
14.如權(quán)利要求1所述的齒輪系(10)，其特征在于，第一軸向力在第一方向上作用于所 述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個上。
15.如權(quán)利要求14所述的齒輪系(10)，其特征在于，第二軸向力在第二方向上作用于所述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個上，其中所述第二方向與所述第一方向相反。
16.如權(quán)利要求15所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述第一方向是相對于所述側(cè)齒 輪(12)的軸線(13)徑向向內(nèi)延伸的方向。
17.如權(quán)利要求16所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述第二方向是相對于所述側(cè)齒 輪(12)的軸線(13)徑向向外延伸的方向。
18.如權(quán)利要求17所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述吸收裝置(16)配置成在所述 第一方向或所述第二方向上提供軸向力。
19.如權(quán)利要求18所述的齒輪系(10)，其特征在于，所述吸收裝置(16)配置成提供軸 向力以使得在第一方向上作用于所述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個上的軸向力的總 和與在第二方向上作用于所述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個上的軸向力的總和基本 相等。
20.一種差速器(22)，該差速器包括差速器殼體(24)；和布置在該差速器殼體(24)內(nèi)的齒輪系(10)，該齒輪系(10)包括由螺旋面齒輪構(gòu)成的至少一個側(cè)齒輪(12)；與所述螺旋面齒輪嚙合的多個螺旋小齒輪(14)；以及用于對所述多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個提供軸向力的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種齒輪系(10)，其包括由螺旋面齒輪構(gòu)成的至少一個側(cè)齒輪(12)和與螺旋面齒輪嚙合的多個螺旋小齒輪(14)。該齒輪系(10)還包括配置成對多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個提供軸向力的吸收裝置(16)。本發(fā)明還提供了一種差速器(22)，其包括差速器殼體(24)和布置在差速器殼體(24)內(nèi)的齒輪系(10)。該差速器(22)中的齒輪系(10)包括由螺旋面齒輪構(gòu)成的至少一個側(cè)齒輪(12)和與螺旋面齒輪嚙合的多個螺旋小齒輪(14)。該差速器(22)中的齒輪系(10)還包括用于對多個螺旋小齒輪(14)中的至少一個提供軸向力的裝置。
文檔編號F16H1/22GK101865243SQ20101022896
公開日2010年10月20日 申請日期2010年4月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月14日
發(fā)明者P·N·赫爾曼, S·A·路德科, S·P·拉德茲維奇 申請人:伊頓公司