本發(fā)明涉及一種錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

公知的是，實(shí)現(xiàn)一種懸浮支承輸入軸的錐齒輪級(jí)作為主傳動(dòng)裝置的預(yù)備級(jí)，其中，輸入軸的軸承布置在輸入軸的被驅(qū)動(dòng)的軸末端上，也就是靠馬達(dá)一側(cè)。在謝夫勒科技公司的公司手冊(cè)《滾動(dòng)軸承的構(gòu)造-機(jī)器、車輛和設(shè)備制造的構(gòu)造例》出版號(hào)WL 00 200/5 DA，出版日2011年7月，在第45頁(yè)的第29條中示出了正齒輪傳動(dòng)裝置的錐齒輪預(yù)備級(jí)。

圖1中示出了這種公知的錐齒輪級(jí)的示意圖。被輸入軸11和與軸末端17共軸地相連的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)(未示出)占據(jù)的構(gòu)造空間比較大。此外，正如在圖1中所示的那樣，如果錐齒輪級(jí)的由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的輸入軸11豎立起來布置時(shí)，例如為了將由馬達(dá)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組成的驅(qū)動(dòng)件的水平構(gòu)造空間保持得盡可能小，就必須為了潤(rùn)滑軸承15而讓輸入軸11或者采用脂潤(rùn)滑，或者通過以下措施確保油潤(rùn)滑：或者設(shè)計(jì)了增加成本的壓力油潤(rùn)滑，或者提升錐齒輪級(jí)中的油位，直到輸入軸11的最上面的軸承15也可靠地浸在油池中。因?yàn)殄F齒輪級(jí)的構(gòu)造的原因，在后一種情況下，整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體19都必須被填滿油，這會(huì)因?yàn)閿囉蛽p失而使傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的效率下降。

DE 102007061017 A1(Schaeffler KG)25.06.2009被視為最新的現(xiàn)有技術(shù)，它在圖2中描述了機(jī)動(dòng)車的全齒輪驅(qū)動(dòng)系中角傳動(dòng)機(jī)構(gòu)5。在這里，小齒輪3由錐齒輪13驅(qū)動(dòng)，這個(gè)錐齒輪抗扭地坐落在空心軸12上。該空心軸12經(jīng)由插式齒部70與前軸-差速傳動(dòng)裝置的輸出端相連。通過小齒輪3的旋轉(zhuǎn)，也驅(qū)動(dòng)了抗扭地與一體式地支撐小齒輪3的小齒輪軸2連接的凸緣4，該凸緣因此又可以驅(qū)動(dòng)能夠與此相連的、并且向后軸引導(dǎo)的輸出軸，例如萬向軸。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供一種更好的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它可以用作接在后方的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的預(yù)備級(jí)。

該目的通過權(quán)利要求1所述的特征得以解決。

根據(jù)本發(fā)明的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以用作工業(yè)主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的預(yù)備級(jí)。所述錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括具有驅(qū)動(dòng)錐齒輪的、單側(cè)受支承的輸入軸以及具有輸出-錐齒輪的、懸浮支承的輸出軸，所述錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)此外還包括傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體，其中支承了兩個(gè)軸。輸入軸在軸末端上具有用于與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連的驅(qū)動(dòng)端口。所述輸入軸在輸入-錐齒輪的背離驅(qū)動(dòng)端口的一側(cè)上支承在軸承中。所述輸出軸在其背離輸出-錐齒輪的末端上具有用于與主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連的輸出端口。

“錐齒輪”這個(gè)概念不僅包括錐齒輪，而且還包括冠齒輪。于是例如有可能的是，輸入軸支撐著錐齒輪，輸出軸支撐著冠齒輪，或者反過來。

在傳動(dòng)單元，例如單級(jí)或多級(jí)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或正齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，前方可以連接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-預(yù)備級(jí)。如果將由預(yù)備級(jí)和傳動(dòng)單元構(gòu)成的變速器裝置被稱為“傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”，那么就可以將傳動(dòng)單元-就與連接在前方的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-預(yù)備級(jí)的關(guān)系而言-稱為“主”傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。在本發(fā)明中，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-預(yù)備級(jí)以錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式構(gòu)成。所述主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以是任一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，例如是單級(jí)的或者多級(jí)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)或者正齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

類似于在開頭提及的公知的、正齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的錐齒輪預(yù)備級(jí)，即使在本發(fā)明中，用作傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-預(yù)備級(jí)的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入軸的支承方式也是懸浮的；但是，與現(xiàn)有技術(shù)相反，錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入軸的支承移到了齒嵌合的另一側(cè)上。通過將輸入軸的支承移到輸入-錐齒輪的背離驅(qū)動(dòng)端口的一側(cè)上，可以讓馬達(dá)明顯更近地被壓向輸入-錐齒輪；由此使得靠馬達(dá)一側(cè)的、在軸向上需要的構(gòu)造空間相對(duì)于傳統(tǒng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)-錐齒輪預(yù)備級(jí)明顯減少。

除了減少構(gòu)造空間這個(gè)優(yōu)點(diǎn)以外，所述錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不僅在驅(qū)動(dòng)側(cè)而且在輸出側(cè)都分別配有端口解決方案。這就允許在驅(qū)動(dòng)件上適配各種各樣的、具有僅僅一個(gè)輸入軸的馬達(dá)，以及在輸出件上利用同樣僅僅具有一個(gè)輸出軸的、接下來的傳動(dòng)級(jí)的各種各樣的變速比。這兩個(gè)端口都顯著降低了在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)組塊內(nèi)利用錐齒輪級(jí)的零部件多樣性，并且因此也顯著降低了驅(qū)動(dòng)解決方案的成本。

根據(jù)本發(fā)明的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)優(yōu)選地是工業(yè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也就是按照工業(yè)要求設(shè)置的。

本發(fā)明的有利構(gòu)造方案是從屬權(quán)利要求的對(duì)象。

根據(jù)一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，輸入軸的軸承包括兩個(gè)滾動(dòng)軸承，也就是說輸入軸被雙重支承。于是，輸入軸被穩(wěn)定地支承住。有可能的是，輸入軸在軸承套內(nèi)利用兩個(gè)軸承被支承住。

所述輸入軸的軸承可以被構(gòu)造成X布局的雙錐形滾輪軸承。由此實(shí)現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)，即，通過錐形滾輪軸承的擠壓角將虛擬軸承部位在軸上的位置更近地壓向齒輪嵌合部。這就減小了軸變形，這能減少噪音產(chǎn)生，并且提升錐齒輪齒部的安全性。

根據(jù)一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，輸入-錐齒輪的齒部的錐尖朝著驅(qū)動(dòng)端口的方向。由此得以實(shí)現(xiàn)的是，因?yàn)檩斎?錐齒輪在輸出-錐齒輪中的齒嵌合形成的、并且作用于輸入軸的軸向力是朝著輸入軸的軸承的方向，所以可以在輸入軸的就輸入-錐齒輪而言相對(duì)于驅(qū)動(dòng)端口布置的支承系統(tǒng)中承受住這個(gè)軸向力。

根據(jù)一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，輸入軸在運(yùn)行時(shí)垂直地布置，并且所述輸出軸在運(yùn)行時(shí)水平地布置。在這種情況下特別有利的是，驅(qū)動(dòng)端口垂直地朝上指向，也就是水平地位于輸入-錐齒輪的上方。由此使得輸入軸的軸承在馬達(dá)垂直豎立時(shí)垂直地位于輸入-錐齒輪下方，并且因此浸在油池內(nèi)，于是對(duì)于總傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的正常油位就已經(jīng)確保了潤(rùn)滑效果。這降低了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的損耗，并且因此提升了驅(qū)動(dòng)件的經(jīng)濟(jì)效率。只有在馬達(dá)朝下布置時(shí)，輸入軸支承系統(tǒng)的潤(rùn)滑劑供給問題可能再次形成；然而，這種構(gòu)造方式對(duì)于實(shí)際應(yīng)用幾乎是無關(guān)的。

根據(jù)一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體在輸入軸垂直布置時(shí)在錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)直至水平布置的輸出軸的軸承都被填充液體的潤(rùn)滑劑，尤其是潤(rùn)滑油。通過錐齒輪預(yù)備級(jí)中相比迄今公知的錐齒輪預(yù)備級(jí)顯著減少的油位，減少攪油損失，并且提升傳動(dòng)效率。

根據(jù)一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，輸入軸在運(yùn)行時(shí)垂直朝向，驅(qū)動(dòng)端口垂直向上，并且輸入-錐齒的齒部垂直朝上指向。在這種情況下，當(dāng)錐齒輪預(yù)備級(jí)中的油位選擇得很高，以至于水平延伸的輸出軸的軸承浸入油池時(shí)，不僅輸入軸和輸出軸的軸承而且還有輸入-錐齒輪在輸出-錐齒輪中的齒嵌合部被潤(rùn)滑。

根據(jù)一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，輸入軸在軸承的背離輸入-錐齒輪的一側(cè)上支撐至少一個(gè)安接部件，尤其是以下安接部件中的一個(gè)或者多個(gè)：泵、回流障礙、通風(fēng)機(jī)、制動(dòng)器、用于為輸入軸確定位置的傳感器。由此利用自由的軸末端來裝配安接部件，也就是附加的構(gòu)造元件，這個(gè)軸末端具有根據(jù)本發(fā)明的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入軸；在此，由輸入軸提供的旋轉(zhuǎn)能量可以被用來驅(qū)動(dòng)這些安接部件。因?yàn)樯婕皞鲃?dòng)機(jī)構(gòu)的輸入軸，在其上施加最高的轉(zhuǎn)數(shù)和最小的扭矩，所以可以將安接部件的尺寸設(shè)計(jì)得相應(yīng)地比在中間軸上的情況下可能的更小。

根據(jù)一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，所述安接部件布置在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體以外。由此也能夠裝配構(gòu)造空間比較大的安接部件，或者必須與外界接觸的安接部件，像例如通風(fēng)機(jī)。

本發(fā)明的一種有利的構(gòu)造方案通過一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)成，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括根據(jù)本發(fā)明的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為預(yù)備級(jí)和接在錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)后方的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中，所述主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)經(jīng)由錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出端口與錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)耦聯(lián)。在這里，輸出端口可以如下地構(gòu)成，即，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體的包圍輸出軸的部件在正側(cè)具有一個(gè)用于裝配主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配凸緣。優(yōu)選地，所述主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)直接連接在錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的后方，也就是說錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸在沒有接在中間的傳動(dòng)級(jí)的情況下與主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入軸相連。

根據(jù)所述傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，所述主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)造成一個(gè)單級(jí)或多級(jí)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。

有利的是，為一個(gè)包含馬達(dá)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在內(nèi)的傳動(dòng)馬達(dá)裝備一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，如上所述，其中，所述馬達(dá)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)端口與錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)耦聯(lián)。在此，驅(qū)動(dòng)端口可以如下地構(gòu)造，即，讓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體的包圍輸入軸的部分在正側(cè)上具有用于裝配馬達(dá)的裝配凸緣。

根據(jù)傳動(dòng)馬達(dá)的一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，馬達(dá)的轉(zhuǎn)子軸通過離合件與錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸入軸的垂直上方末端相連。

有利的是，為了如上所述地運(yùn)行錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，也就是在輸入軸在運(yùn)行時(shí)垂直布置的情況下，在錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)行時(shí)為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體填充潤(rùn)滑劑，尤其是潤(rùn)滑油，直至水平的輸出軸的軸承。因?yàn)橄啾绕褚阎腻F齒輪預(yù)備級(jí)顯著降低了錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的油位，所以攪油損失減少并且傳動(dòng)機(jī)構(gòu)效率提升。

附圖說明

下面結(jié)合對(duì)結(jié)合附圖詳盡闡述的實(shí)施例的說明使得本發(fā)明的上述屬性、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)這些特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)的方法變得更加清楚明白。圖中示出：

圖1示意性地用剖面圖示出了一種公知的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的錐齒輪預(yù)備級(jí)，

圖2示意性地用剖面圖示出了錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的錐齒輪預(yù)備級(jí)的一種優(yōu)選的構(gòu)造方案，

圖3示意性地用剖面圖示出了具有安接的通風(fēng)機(jī)的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，

圖4示意性地示出了具有用作預(yù)備級(jí)的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，

圖5示意性地示出了傳動(dòng)馬達(dá)，以及

圖6示出了驅(qū)動(dòng)端口的剖面圖。

具體實(shí)施方式

圖1示出了傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的錐齒輪預(yù)備級(jí)，正如其由現(xiàn)有技術(shù)中公知的那樣。所述錐齒輪預(yù)備級(jí)具有一個(gè)懸浮支承的、具有輸入-錐齒輪13的輸入軸11、一個(gè)具有與輸入-錐齒輪13處于齒嵌合狀態(tài)的輸出-錐齒輪14的輸出軸12和一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體19，所述兩個(gè)軸11、12支承其中。在此，所述錐齒輪預(yù)備輪在其運(yùn)行期間如下地布置，即，使得輸入軸11垂直地布置，并且輸出軸12水平地布置。

所述輸入軸11在其垂直上方末端17上與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連。下面布置了輸入軸11的軸承15，并且在軸承15的垂直下方，驅(qū)動(dòng)錐齒輪13布置在輸入軸11上。在這里，輸入-錐齒輪13的齒部的錐尖垂直朝下。所述輸出軸12在兩個(gè)末端處支承在軸承16A、16B中，也就是在輸出-錐齒輪14的兩側(cè)。在它的一個(gè)末端18處，輸出軸12與主傳動(dòng)級(jí)相連。

為了確保充分潤(rùn)滑錐齒輪預(yù)備級(jí)的所有潤(rùn)滑部位，也就是說包括輸入軸的布置在輸入軸11的馬達(dá)一側(cè)末端上的軸承15，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體19中的潤(rùn)滑油位40必須達(dá)到直至垂直方向最上面的軸承15。

圖2示出了一種根據(jù)本發(fā)明的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，該傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用作主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的錐齒輪預(yù)備級(jí)。所述錐齒輪預(yù)備級(jí)具有一個(gè)帶有輸入-錐齒輪23的、懸浮支承的輸入軸21、一個(gè)具有與輸入-錐齒輪23處于齒嵌合狀態(tài)下的輸出錐齒輪24的輸出軸22和一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體29，所述兩個(gè)軸21、22都支承在其中。在此，所述錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在其運(yùn)行期間如下地布置，即，使得輸入軸21垂直地布置，并且輸出軸22水平地布置。

所述輸入軸21在其垂直上方末端27上具有驅(qū)動(dòng)端口27，輸入軸可以經(jīng)由驅(qū)動(dòng)端口與驅(qū)動(dòng)馬達(dá)相連。在此，驅(qū)動(dòng)馬達(dá)具有垂直的轉(zhuǎn)子軸位置。下面有輸入-錐齒輪23布置在輸入軸21上。在輸入-直齒輪23下方布置了輸入軸21的軸承25。在這里，輸入-錐齒輪23的齒部的錐尖垂直地朝上。在其背離驅(qū)動(dòng)錐齒輪23的末端上，輸出軸22具有用于與主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、例如行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的輸出端口28。輸出軸22懸浮地支承在布置在輸出-錐齒輪24和輸出端口28之間的軸承26中。借助密封件可以完成輸入軸的垂直下方末端上的軸承部位25的油密封，正如對(duì)于專業(yè)技術(shù)人員充分已知的那樣，例如借助堵塞管。

為了確保錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的所有潤(rùn)滑部位的充分潤(rùn)滑，在根據(jù)本發(fā)明的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，當(dāng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體29中的潤(rùn)滑油位40達(dá)到水平放置的輸出軸22的軸承26的水平下方邊沿上時(shí)，就足夠了。通過將輸入軸21的軸承25根據(jù)本發(fā)明地移動(dòng)到輸入-錐齒輪23的垂直下方位置上，相對(duì)于在圖1中所示的情況更低的油位40是可能的。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的、作為主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的預(yù)備級(jí)的錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種優(yōu)選的改進(jìn)方案。在此，在輸入軸21的與驅(qū)動(dòng)端口相對(duì)置的末端上，它越過軸承25垂直向下延伸，直到創(chuàng)造出足夠的安裝空間，用于在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體29內(nèi)布置一個(gè)回流障礙31，以及在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)殼體29以外在輸入軸21上布置一個(gè)通風(fēng)機(jī)輪32。

圖4示出了一個(gè)行星傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3，包括行星齒輪主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2和錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1作為錐齒輪預(yù)備級(jí)。在這里，行星齒輪-主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2經(jīng)由輸出端口28與錐齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)1離合。所述行星齒輪-主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2可以具有一個(gè)或者多個(gè)共軸支承的行星級(jí)，它們支承在獨(dú)有的、優(yōu)選地圓柱形的殼體內(nèi)。

有可能的是，離合器構(gòu)造成齒離合器。主齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出軸22構(gòu)造成空心軸，在其靠行星齒輪一側(cè)的末端上安接了一個(gè)內(nèi)齒部。所述行星齒輪-主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2具有帶有相應(yīng)的外齒部的輸入軸。

圖5示出了一個(gè)傳動(dòng)馬達(dá)，包括馬達(dá)4、錐齒輪預(yù)備級(jí)1和行星齒輪-主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)2。在這里，馬達(dá)4經(jīng)由驅(qū)動(dòng)端口與錐齒輪預(yù)備級(jí)1耦聯(lián)。正如在圖6中所示的那樣，驅(qū)動(dòng)端口制造出馬達(dá)4的轉(zhuǎn)子軸61和錐齒輪預(yù)備級(jí)1的輸入軸21之間的抗扭連接。在這里，輸入軸21構(gòu)造成外配齒的實(shí)心軸，轉(zhuǎn)子軸61構(gòu)造成內(nèi)配齒的空心軸。在輸入軸21上，正側(cè)上安接了一個(gè)外配齒的螺栓62，并且通過一個(gè)插套在外面的、內(nèi)配齒的、套筒形式的離合件63抗扭地與輸入軸21連接。螺栓62又利用它的外齒部嵌入馬達(dá)空心軸61的內(nèi)齒部中。通過不同尺寸的螺栓62，能夠簡(jiǎn)單地制造錐齒輪預(yù)備級(jí)和不同類型馬達(dá)之間的抗扭連接。

作為替選也可以使用一個(gè)市場(chǎng)上常見的、具有滑鍵槽的軸頸，正如在IEC馬達(dá)中常見的那樣。在這種情況下，只需要為了離合件63設(shè)計(jì)另一種形式。然后它就在馬達(dá)一側(cè)具有滑鍵連接件，并且在輸出一側(cè)又具有內(nèi)齒部。