具有內(nèi)嚙合的齒環(huán)以及兩個(gè)與其嚙合的正齒輪的傳動(dòng)裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有內(nèi)嚙合的齒環(huán)(7)以及兩個(gè)與其嚙合的正齒輪(5、14)的傳動(dòng)裝置(4)，所述正齒輪與共同的中間齒輪(15)接合，其中，所述正齒輪中的至少一個(gè)(5)與軸(6)以不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式相連接。根據(jù)本發(fā)明，在所述正齒輪(5、14)和所述齒環(huán)(7)之間的運(yùn)行嚙合角度分別至少近似相同大小。
【專利說(shuō)明】具有內(nèi)嚙合的齒環(huán)以及兩個(gè)與其嚙合的正齒輪的傳動(dòng)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種根據(jù)在權(quán)利要求1的前序部分中詳細(xì)限定的類型的具有內(nèi)嚙合的齒環(huán)以及兩個(gè)與其嚙合的正齒輪的傳動(dòng)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]城市公交的串聯(lián)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置尤其構(gòu)造成所謂的電子傳動(dòng)軸(Elektroportalachse),其驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)傳動(dòng)裝置與電機(jī)有效連接。該串聯(lián)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置在具有多次起動(dòng)過(guò)程和制動(dòng)過(guò)程的困難的市內(nèi)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)了尤其經(jīng)濟(jì)性和保護(hù)環(huán)境的運(yùn)行。
[0003]混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置的串聯(lián)結(jié)構(gòu)包括內(nèi)燃機(jī)，其與作為電流發(fā)生器的發(fā)電機(jī)一起運(yùn)行。在此，在內(nèi)燃機(jī)和車輪之間不存在直接的機(jī)械連接。通過(guò)中間連接的功率電子設(shè)備，布置在車輪的區(qū)域中的電機(jī)由用于驅(qū)動(dòng)車輪的發(fā)電機(jī)和/或電蓄能器以電流供給，和/或電蓄能器可充電。
[0004]但是，在串聯(lián)的混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置中功率流也可反向，其中，電馬達(dá)在城市公交車的再生制動(dòng)運(yùn)行期間用作發(fā)電機(jī)并且將獲得的電流儲(chǔ)存回到電蓄能器中或電池中。由此，內(nèi)燃機(jī)或柴油機(jī)不代表唯一的能量源，并且因此可在其功率能力方面設(shè)計(jì)成更小。
[0005]在分別布置在車輪的區(qū)域中的電子驅(qū)動(dòng)裝置的相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案中也存在這樣的可能性，即，在內(nèi)燃機(jī)停止時(shí)能夠提供完整的行駛功率，由此，例如可實(shí)現(xiàn)在停放位置處無(wú)放射的且減小噪聲的駛?cè)牒婉偝?。通過(guò)優(yōu)選的動(dòng)力系統(tǒng)管理和規(guī)模減小，根據(jù)相應(yīng)存在的應(yīng)用情況可將在內(nèi)燃機(jī)的區(qū)域中的油耗值減小直至30%。
[0006]串聯(lián)的原理在城市公交的設(shè)計(jì)方案中也代表了靈活性。由于驅(qū)動(dòng)能由與內(nèi)燃機(jī)相聯(lián)接的發(fā)電機(jī)通過(guò)電流纜線引導(dǎo)到車輪側(cè)的電子驅(qū)動(dòng)裝置處，針對(duì)驅(qū)動(dòng)組件在公交車的區(qū)域中的布置方面給出了高的自由度。附加地，也存在這樣的可能性，即，駕駛室與傳統(tǒng)地實(shí)施的城市公交車相比由于更小地設(shè)計(jì)的內(nèi)燃機(jī)而設(shè)計(jì)成更大。
[0007]從文獻(xiàn)EPl 192 058B1中已知實(shí)施成減速器的具有內(nèi)嚙合的齒環(huán)以及兩個(gè)與其嚙合的正齒輪的傳動(dòng)裝置，這兩個(gè)正齒輪與共同的中間輪或者與兩個(gè)共同的中間輪接合。傳動(dòng)裝置以簡(jiǎn)單的方式提供了這樣的可能性，即，城市公交的電驅(qū)動(dòng)裝置分別實(shí)施成具有在驅(qū)動(dòng)輪的區(qū)域中輕的且具有僅僅很小的結(jié)構(gòu)空間需求的電機(jī)。
[0008]不利地，在傳動(dòng)裝置的運(yùn)行中，在齒環(huán)和正齒輪之間的齒部的區(qū)域中出現(xiàn)雙齒面接觸，由該雙齒面接觸導(dǎo)致在優(yōu)選地實(shí)施成薄壁的齒環(huán)的區(qū)域中的不期望的變形，其又以不期望的程度損害了傳動(dòng)裝置的使用壽命并且引起了破壞行駛舒適性的運(yùn)行噪聲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的目的是，提供一種具有內(nèi)嚙合的齒環(huán)以及兩個(gè)與其嚙合的正齒輪的傳動(dòng)裝置，其特征為高的使用壽命且能夠以盡可能小的運(yùn)行噪聲運(yùn)行。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)具有權(quán)利要求1所述特征的傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)。[0011 ] 在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置中，該傳動(dòng)裝置具有內(nèi)嚙合的齒環(huán)以及兩個(gè)與其嚙合的正齒輪，正齒輪與共同的中間齒輪接合，其中，正齒輪中的至少一個(gè)與軸以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式相連接，與從現(xiàn)有技術(shù)中已知的解決方案相比提高了使用壽命并且減小了運(yùn)行噪聲，因?yàn)樵诟髡X輪和齒環(huán)之間的運(yùn)行嚙合角度分別至少近似相同大小。
[0012]本發(fā)明基于這樣的認(rèn)識(shí)，S卩，在運(yùn)行嚙合角度至少近似相同大小時(shí)，在正齒輪和齒環(huán)之間的齒部的區(qū)域中以簡(jiǎn)單的方式避免了在齒環(huán)區(qū)域中引起變形的雙齒面接觸，并且至少近似地平衡了在正齒輪和齒環(huán)之間的齒嚙合部的區(qū)域中的齒向力。
[0013]在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的有利改進(jìn)方案中，通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)了高的使用壽命以及低的運(yùn)行噪聲，即，在齒輪和中間齒輪之間的運(yùn)行嚙合角度分別至少近似地相當(dāng)于在正齒輪和齒環(huán)之間的運(yùn)行嚙合角度。
[0014]如果兩個(gè)正齒輪具有不同的齒數(shù)，可以高的自由度給出傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比。
[0015]如果由在第一正齒輪和齒環(huán)之間的齒面間隙和在第一正齒輪和中間齒輪之間的、在中間齒輪和第二正齒輪之間的以及在第二正齒輪和齒環(huán)之間的齒面間隙之和組成的總和至少近似等于零，在出現(xiàn)負(fù)載變化時(shí)第一正齒輪相對(duì)于齒環(huán)的徑向偏轉(zhuǎn)最小并且在傳動(dòng)裝置的區(qū)域中的負(fù)載以及運(yùn)行噪聲可以結(jié)構(gòu)上簡(jiǎn)單的方式減小到最小。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的另一有利實(shí)施方式中，齒環(huán)實(shí)施成具有相當(dāng)于一偶數(shù)自然數(shù)的齒數(shù)，以實(shí)現(xiàn)在傳動(dòng)裝置的區(qū)域中適宜地作用于行駛性能的相位同步。
[0017]在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的另一實(shí)施方式中，為了能夠使傳動(dòng)裝置以高的效率運(yùn)行，在正齒輪和齒環(huán)之間以及在正齒輪和中間齒輪之間的輪廓重疊系數(shù)分別小于或等于
O
[0018]如果在正齒輪和齒環(huán)之間以及在正齒輪和中間齒輪之間的法向嚙合角度分別大于或等于25度，除了改進(jìn)齒根和齒面承載能力之外，還實(shí)現(xiàn)了傳動(dòng)裝置的效率的明顯改進(jìn)。
[0019]在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的同樣可以高效率運(yùn)行的另一實(shí)施方式中，在正齒輪、齒環(huán)和中間齒輪的齒部的區(qū)域中的粗糙度分別小于或等于2 μ m。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的在運(yùn)行中引起低噪聲的另一實(shí)施方式是，在正齒輪和齒環(huán)之間以及在正齒輪和中間齒輪之間的區(qū)域中分別構(gòu)造有大于二的重疊系數(shù)。
[0021]在根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的另一有利實(shí)施方式中，正齒輪在軸的區(qū)域中可與車輛的電子傳動(dòng)軸的電機(jī)的輸出軸相聯(lián)接，和/或可使齒環(huán)與車輛的電子傳動(dòng)軸的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的太陽(yáng)輪有效連接，由此，實(shí)施成帶有傳動(dòng)裝置的車輛、特別是城市公交可在低的運(yùn)行噪聲的同時(shí)以高效率運(yùn)行。
[0022]不僅在權(quán)利要求中給出的特征而且在以下根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的實(shí)施例中給出的特征分別適合單獨(dú)地或者以任意組合改進(jìn)根據(jù)本發(fā)明的對(duì)象。相應(yīng)的特征組合在根據(jù)本發(fā)明的對(duì)象的改進(jìn)方案方面沒(méi)有限制，而是具有基本上僅僅示例性的特性。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]從權(quán)利要求和參考附圖原則性描述的實(shí)施例中得到本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和有利的改進(jìn)方案。
[0024]其中:[0025]圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的實(shí)施方式的電子傳動(dòng)軸的一部分的特別示意性的圖示；以及
[0026]圖2以單個(gè)側(cè)視圖示出了根據(jù)圖1的傳動(dòng)裝置。
[0027]附圖標(biāo)記列表
[0028]I 電子傳動(dòng)軸
[0029]2 車軸
[0030]3 電機(jī)
[0031]4 傳動(dòng)裝置
[0032]5 第一正齒輪
[0033]6 軸
[0034]7 齒環(huán)
[0035]8 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
[0036]9 太陽(yáng)輪
[0037]10 行星齒輪
[0038]11 齒環(huán)
[0039]12 行星齒輪架
[0040]13 驅(qū)動(dòng)齒輪
[0041]14 第二正齒輪
[0042]15 中間齒輪
[0043]16、17 軸
【具體實(shí)施方式】
[0044]圖1示出了在此實(shí)施成城市公交的車輛的電子傳動(dòng)軸I的一部分的特別示意性的圖示，其具有緊湊地實(shí)施的且相對(duì)于車軸2偏移地布置的實(shí)施成同步馬達(dá)的電機(jī)3。此外，電子傳動(dòng)軸I包括傳動(dòng)裝置4，其在第一正齒輪5的區(qū)域中通過(guò)軸6與電機(jī)3有效連接。
[0045]在電機(jī)3方面，傳動(dòng)裝置4在從動(dòng)側(cè)通過(guò)與第一正齒輪5嚙合的齒環(huán)7與實(shí)施成行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8相聯(lián)接。在此，齒環(huán)7與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8的太陽(yáng)輪9以不可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式相連接。太陽(yáng)輪9與行星齒輪10嚙合，行星齒輪又與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8的齒環(huán)11接合。在行星架12的區(qū)域中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8與驅(qū)動(dòng)齒輪13相聯(lián)接，由此，電機(jī)3的驅(qū)動(dòng)通過(guò)傳動(dòng)裝置4和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8沿著驅(qū)動(dòng)齒輪13的方向繼續(xù)傳遞。
[0046]在實(shí)施成具有電子傳動(dòng)軸I的車輛的慣性行駛中或制動(dòng)運(yùn)行期間，驅(qū)動(dòng)齒輪13的推進(jìn)力矩通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8和傳動(dòng)裝置4被引向電機(jī)3的方向，該電機(jī)3可以發(fā)電機(jī)的方式運(yùn)行。在發(fā)電運(yùn)行期間在電機(jī)3的區(qū)域中產(chǎn)生的電能例如可在車輛的電蓄能器裝置的區(qū)域中被回收。
[0047]除了以在圖2中詳細(xì)示出的形式的第一正齒輪5，傳動(dòng)裝置4具有另一正齒輪或第二正齒輪14，其同樣與齒環(huán)7嚙合并且實(shí)施成具有與第一正齒輪5不同的齒數(shù)。附加地，兩個(gè)正齒輪5和14與共同的中間輪15接合。不僅第二正齒輪14而且中間齒輪15分別可旋轉(zhuǎn)地支承在實(shí)施成相對(duì)于殼體固定的軸16或17上。實(shí)施成功率分支的傳動(dòng)齒環(huán)的傳動(dòng)裝置4和實(shí)施成具有四個(gè)行星齒輪10的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8在其齒輪的區(qū)域中構(gòu)造成斜齒的。[0048]在第一正齒輪5和齒環(huán)7以及第二正齒輪14和齒環(huán)7之間的齒嚙合部的區(qū)域中的運(yùn)行嚙合角度同樣大。附加地，在第一正齒輪5和中間齒輪15之間以及在中間齒輪15和第二正齒輪14之間的運(yùn)行嚙合角度至少近似地相當(dāng)于在第一正齒輪5和齒環(huán)4或第二正齒輪14和齒環(huán)7之間的運(yùn)行嚙合角度。
[0049]為了減小運(yùn)行噪聲，由在第一正齒輪5和齒環(huán)7之間的齒面間隙以及在第一正齒輪5和中間齒輪15之間、在中間齒輪15和第二正齒輪14之間以及在第二正齒輪14和齒環(huán)7之間的齒面間隙的和組成的總和至少近似地等于零。由于齒環(huán)的相同的旋轉(zhuǎn)角度，運(yùn)行噪聲通過(guò)在第一正齒輪5和中間齒輪15之間、在中間齒輪15和第二正齒輪14之間和在第二正齒輪14和齒環(huán)7之間以及在第一正齒輪5和齒環(huán)7之間的齒嚙合而更小，因?yàn)?，第一正齒輪5在出現(xiàn)負(fù)載變化時(shí)的徑向偏轉(zhuǎn)僅僅以很少的程度出現(xiàn)。該措施與傳動(dòng)裝置4以及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)8的齒部構(gòu)造成直齒或斜齒的實(shí)施方案無(wú)關(guān)。
[0050]在此，齒環(huán)7實(shí)施成偶數(shù)的齒數(shù)、優(yōu)選地等于74個(gè)，以實(shí)現(xiàn)至少近似100%的相位同步。附加地，在傳動(dòng)裝置4的齒部的區(qū)域中的重疊系數(shù)大于2，以便能夠?qū)⑦\(yùn)行噪聲減小到最小。
[0051]在傳動(dòng)裝置4的區(qū)域中的輪廓重疊系數(shù)以及齒面粗糙度選擇成盡可能小以減小齒損失系數(shù)，而盡可能大地調(diào)整法向嚙合角度。在此，根據(jù)相應(yīng)存在的應(yīng)用情況的輪廓重疊系數(shù)小于或小于一并且粗糙度小于或等于2 μ m，而設(shè)置法向嚙合角度大于或等于25。。
[0052]除了改進(jìn)效率，法向嚙合角度的擴(kuò)大也實(shí)現(xiàn)了在正齒輪4和14以及中間齒輪15和齒環(huán)7的區(qū)域中的齒根和齒面承載能力的明顯改進(jìn)。
[0053]用于改進(jìn)在傳動(dòng)裝置4的區(qū)域中的效率的上述措施根據(jù)應(yīng)用情況可能不利地作用于傳動(dòng)裝置4的噪聲性能，然而，這又可通過(guò)在傳動(dòng)裝置4的齒部的區(qū)域中提高傾斜角度而在最大程度上得以補(bǔ)償。
【權(quán)利要求】
1.一種傳動(dòng)裝置(4)，所述傳動(dòng)裝置具有內(nèi)嚙合的齒環(huán)(7)以及兩個(gè)與該齒環(huán)嚙合的正齒輪(5、14)，所述正齒輪與共同的中間齒輪(15)接合，其中，所述正齒輪中的至少一個(gè)(5)與軸(6)以不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式相連接，其特征在于，在所述正齒輪(5、14)和所述齒環(huán)(7)之間的運(yùn)行嚙合角度分別至少近似相同大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，在所述正齒輪(5、14)和所述中間齒輪(15)之間的運(yùn)行嚙合角度分別至少近似地相當(dāng)于在所述正齒輪(5、14)和所述齒環(huán)(7)之間的運(yùn)行嚙合角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述兩個(gè)正齒輪(5、14)具有不同的齒數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，由在第一正齒輪(5)和齒環(huán)(14)之間的齒面間隙和在所述第一正齒輪(5)和中間齒輪(15)之間的、在所述中間齒輪(15)和第二正齒輪(14)之間的以及在所述第二正齒輪(14)和所述齒環(huán)(7)之間的齒面間隙的和組成的總和至少近似等于零。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述齒環(huán)(11)實(shí)施成具有相當(dāng)于一個(gè)偶數(shù)自然數(shù)的齒數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，在所述正齒輪(5、14)和所述齒環(huán)(7)之間以及在所述正齒輪(5、14)和所述中間齒輪(15)之間的輪廓重疊系數(shù)分別小于或等于一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，在所述正齒輪(5、14)和所述齒環(huán)⑵之間以及在所述正齒輪(5、14)和所述中間齒輪(15)之間的法向嚙合角度分別大于或等于25°。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，在所述正齒輪(5、14)、所述齒環(huán)(7)和所述中間齒輪(15)的齒部的區(qū)域中的粗糙度分別小于或等于2 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，在所述正齒輪(5、14)和所述齒環(huán)⑵之間以及在所述正齒輪(5、14)和所述中間齒輪(15)之間的重疊系數(shù)分別大于二。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述正齒輪(5)中的一個(gè)能夠與車輛的電子傳動(dòng)軸(I)的電機(jī)(3)的輸出軸相聯(lián)接。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，使所述齒環(huán)(11)能夠與車輛的電子傳動(dòng)軸(I)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(8)的太陽(yáng)輪(9)有效連接。
【文檔編號(hào)】F16H55/08GK103958938SQ201280058748
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月19日
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