軸保持和潤滑系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本公開內容涉及齒輪和軸組件，并且具體地涉及齒輪軸的保持和潤滑。
【背景技術】
[0002]齒輪和軸組件存在多種構造。例如，行星齒輪組典型地包括中心齒輪、環(huán)形齒輪、小齒輪托架和至少一個小齒輪(也稱作行星齒輪)。簡單的行星齒輪組可能具有一個可旋轉安裝在小齒輪托架上的小齒輪，而復雜的行星齒輪組可能具有多個可旋轉安裝在小齒輪托架上的小齒輪。每一小齒輪通過與小齒輪托架連接的小齒輪軸可旋轉地安裝在小齒輪托架上。小齒輪托架可繞中心齒輪的旋轉軸線旋轉，或可以靜止。
[0003]行星齒輪組典型地是更大機械組件的一部分，如用于作業(yè)機器的傳動裝置。行星齒輪組允許設備通過調整輸入軸與輸出軸之間的傳動比來調整輸出軸的速度和扭矩。這可通過鎖定齒輪之一使得它相對于它可旋轉安裝的軸靜止，或通過選擇堆疊式行星齒輪組中的第二組齒輪來實現(xiàn)。例如，中心齒輪可保持靜止，而小齒輪和環(huán)形齒輪被允許自由旋轉；小齒輪可保持靜止，允許中心齒輪和環(huán)形齒輪旋轉；或環(huán)形齒輪可保持靜止，允許中心齒輪和小齒輪旋轉。旋轉齒輪和靜止齒輪的每一組合導致在輸入軸和輸出軸之間的不同齒輪傳動比。可選地，鎖定兩個齒輪，如中心齒輪和環(huán)形齒輪、環(huán)形齒輪和小齒輪、或小齒輪和中心齒輪，將使得整個行星齒輪組一起旋轉。這導致輸入軸和輸出軸具有相同的轉速。
[0004]行星齒輪組的常見問題是如何有效成本控制地限制小齒輪軸相對于小齒輪托架的軸向和轉動移動。當潤滑流體經(jīng)由壓力供給至小齒輪軸承時，對小齒輪軸的限制會尤其經(jīng)受挑戰(zhàn)。例如，高的潤滑流體壓力會在小齒輪軸上產生軸向的推力。欠潤滑齒輪的旋轉會將扭矩施加至齒輪軸，這會導致額外的磨損，如對齒輪、軸和軸承的磨損，和/或導致在小齒輪與環(huán)形齒輪和/或中心齒輪之間的對齊不準。高轉速的應用進一步要求限制方法穩(wěn)定可靠。也出現(xiàn)了更復雜的設計，行星齒輪組具有小的外形輪廓，它能夠包裝在小巧的封袋內。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明公開了一種軸保持和潤滑流體傳遞系統(tǒng)和方法，例如用于在行星齒輪組中將小齒輪軸安裝至小齒輪托架，以阻止小齒輪軸相對于小齒輪托架的軸向和轉動移動，并且向小齒輪和小齒輪軸承提供潤滑流體。
[0006]根據(jù)本公開內容的一方面，齒輪安裝在沿軸線延伸的齒輪軸上。齒輪軸具有第一軸徑向孔，第一軸徑向孔在徑向方向上從齒輪軸的外表面延伸，至少部分地穿過齒輪軸。齒輪軸可具有第二軸徑向孔，第二軸徑向孔在徑向方向上從齒輪軸的外表面延伸，至少部分地穿過齒輪軸，并且第二軸徑向孔與齒輪軸向地對齊。齒輪軸具有軸軸向孔，軸軸向孔具有軸軸向孔直徑，其中軸軸向孔在軸向方向上延伸，至少部分穿過齒輪軸，并且穿過第一軸徑向孔和第二軸徑向孔中的至少一個。安裝表面具有至少部分沿軸向方向的開口，用來接收齒輪軸，并且安裝表面具有第一安裝表面徑向孔，第一安裝表面徑向孔與第一軸徑向孔同軸，并且從開口延伸穿過安裝表面的至少一部分。固定件具有固定件頭部和固定件桿，固定件至少部分置于軸軸向孔內。在徑向方向上在軸軸向孔和固定件桿之間，以及在軸向方向上在第一軸徑向孔和第二軸徑向孔之間，形成有環(huán)形間隙通道。
[0007]根據(jù)本公開內容的另一方面，齒輪軸保持和潤滑系統(tǒng)包括安裝在沿一軸線延伸的齒輪軸上的齒輪。其中齒輪軸具有第一軸徑向孔，第一軸徑向孔在徑向方向上從齒輪軸的外表面延伸，至少部分地穿過齒輪軸，并且齒輪軸具有第二軸徑向孔，第二軸徑向孔在外表面和軸軸向孔之間延伸。第二軸徑向孔與齒輪軸向地對齊。齒輪軸具有軸軸向孔，軸軸向孔具有軸軸向孔直徑，并且軸軸向孔在軸向方向上延伸，至少部分地穿過齒輪軸，并且穿過第一軸徑向孔和第二軸徑向孔中的至少一個。齒輪軸具有齒輪軸凹口，齒輪軸凹口具有大于軸軸向孔的直徑。齒輪軸凹口在軸向方向上僅部分地延伸通過齒輪軸。安裝表面具有至少部分沿軸向方向的開口，用來接收齒輪軸，并且安裝表面具有第一安裝表面徑向孔，第一安裝表面徑向孔與第一軸徑向孔同軸，并且從開口延伸穿過安裝表面的至少一部分。提供有固定件，固定件具有固定件頭部和固定件桿，其中固定件頭部具有小于齒輪軸凹口直徑并大于軸軸向孔直徑的直徑，固定件至少部分地置入軸軸向孔內。在徑向方向上在軸軸向孔和固定件桿之間，以及在軸向方向上在第一軸徑向孔和第二軸徑向孔之間，形成有環(huán)形間隙通道。
[0008]根據(jù)本公開內容的另一方面，提供了一種潤滑齒輪和齒輪軸承的方法。該方法包括:提供安裝表面，安裝表面具有第一安裝表面徑向孔。提供齒輪軸，齒輪軸安裝至安裝表面，齒輪軸具有第一軸徑向孔、第二軸徑向孔和軸軸向孔，其中第一軸徑向孔與第一安裝表面徑向孔同軸，軸軸向孔具有軸軸向孔直徑。將齒輪和齒輪軸承安裝至齒輪軸。提供固定件，固定件具有固定件桿。其中固定件桿的直徑小于軸軸向孔的直徑。固定件桿至少部分地置于軸軸向孔內，在軸軸向孔和固定件桿之間形成環(huán)形間隙通道。流體連通第一安裝表面徑向孔、第一軸徑向孔、環(huán)形間隙通道、第二軸徑向孔、齒輪軸承和齒輪。向安裝表面供應潤滑流體。
[0009]通過閱讀下面的詳細描述并結合考慮附圖，本領域技術人員可以清楚獲知本公開內容的這些以及其他特征和優(yōu)點。
【附圖說明】
[0010]圖1是具有傳動裝置的示例性作業(yè)機器的透視圖，傳動裝置帶有行星齒輪組，其中可以利用本公開內容的軸保持和潤滑系統(tǒng)及方法；
[0011]圖2是堆疊式行星齒輪組的透視圖；
[0012]圖3是沿圖2中3-3線截取的剖視圖；
[0013]圖4是圖2中的行星齒輪組的小齒輪和軸組件的放大的部分分解透視圖；
[0014]圖5是圖2中的行星齒輪組的小齒輪和軸組件的的另一個部分分解透視圖；
[0015]圖6是圖2中的行星齒輪組的小齒輪和軸組件的的側面的分解剖視圖；
[0016]圖7是沿圖3中的弧線7-7截取的放大的剖視圖；和
[0017]圖8是與圖7相似的視圖，示出了一種替代的軸保持布置方式。
[0018]附圖中相同的附圖標記表示相同的部件、部分或操作。
【具體實施方式】
[0019]如上面【附圖說明】的附圖所示出的，下面對本公開內容的軸保持和潤滑流體傳遞系統(tǒng)及其方法的一個或多個示例性實施例進行描述。本領域技術人員能夠預期對示例性實施例作出多種改變。
[0020]在某些應用中，齒輪和齒輪軸經(jīng)受高轉速，相應地這使得旋轉部件經(jīng)受潛在的大的離心力。離心力可被看作趨于使旋轉體朝遠離旋轉中心方向移動的旋轉體所產生的慣性力。作用在固定件上的離心力趨于迫使固定件朝遠離旋轉軸線方向移動。如果固定件以軸位于固定件和旋轉中心之間的方式固定在軸上，離心力將使固定件朝遠離旋轉軸線的方向移動，并且因此遠離軸。
[0021]因此，以最小化離心力和高流體壓力的影響的方式保持齒輪軸是有用的，或者使用這種方式輔助保持齒輪軸。這種機制例如可包括保持銷，該保持銷插入齒輪軸的內部，并且結合在齒輪軸和安裝表面之間。在其中一個實施例中，保持銷具有保持銷頭部，使得作用在保持銷上的離心力和壓力將保持銷相對齒輪軸和安裝表面楔緊，但是保持銷頭部的定位能夠阻止保持銷退出齒輪軸。在其他實施例中，與保持銷結合的安裝表面上的孔具有末端，該末端限制銷從齒輪軸和安裝表面上退出的徑向移動，消除對保持銷頭部的需求。
[0022]為了阻止保持銷退出保持位置，可以使用阻擋機構，如帽螺釘。帽螺釘可以用來限制保持銷的徑向移動，以便即使當流體壓力降低和/或沒有旋轉運動時保持銷也能保持在保持位置。然而阻擋機構應設計為使得潤滑流體的流動不受阻礙，并且使得流體壓力能夠作用于保持銷上。
[0023]在某些齒輪和軸組件中，人們期望以緊湊和穩(wěn)固的方式實現(xiàn)對齒輪軸的軸向和旋轉限制。例如，在行星齒輪組的操作期間，潤滑流體可在高流體壓力下被供給到軸承和齒輪上，以降低移動部件間的磨損，并保證行星齒輪組的平滑操作。穿過齒輪軸流到小齒輪的高壓潤滑流體