CN100540951C - 环形齿轮及采用该环形齿轮的行星齿轮装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种环形齿轮。该环形齿轮具有能够减小齿轮噪声的产生而不会导致成本和重量增加的结构。齿圈(3)为具有环状基部(3b)的环形齿轮，所述环状基部(3b)具有预定的恒定宽度，且在其整个内周上设置有齿轮(3a)。基部(3b)包括具有第一壁厚的第一壁厚部(31)，以及具有比所述第一壁厚更厚的第二壁厚的第二壁厚部(32)。

Description

环形齿轮及采用该环形齿轮的行星齿轮装置
技术领域
本发明涉及一种用作在各种动力传递装置中传递动力的机构的环形齿轮。
背景技术
作为动力传递装置的一个示例引用的是安装于车辆中的变速器。在变速器中，使用各种齿轮的组合以传递动力，在很多情况下使用的是行星齿轮装置。构成行星齿轮装置的齿轮是齿圈、太阳齿轮以及小齿轮。对于齿圈，使用具有内齿的环形齿轮。对于太阳齿轮和小齿轮，使用具有外齿的环形齿轮。
同时，在过去变速器中产生的噪声是一个问题，尤其是齿轮(啮合)噪声。为解决这一问题，加固了变速器壳并强化了车辆隔音。但是，这导致成本和重量增加。此外，对于上面提到的各种环形齿轮，还没有从减小齿轮噪声的立场出发采取对策。
发明内容
本发明的一个方面要解决的问题是用于行星齿轮装置等中的环形齿轮导致的齿轮噪声的产生。因此，本发明的目的是提供具有这样一种结构的环形齿轮，该结构能够减小齿轮噪声的产生而不会导致成本和重量增加。
根据本发明的该方面的环形齿轮具有环状基部，该环状基部在其整个周边(周缘)上设置有齿轮。所述基部包括具有第一壁厚的第一壁厚部，以及具有比所述第一壁厚更厚的第二壁厚的第二壁厚部。
根据上述构成的环形齿轮，在齿轮啮合位置随时间移动的过程中，当齿轮在第二壁厚部、即基部中较厚位置处啮合时，啮合的齿轮的支承刚度增加。另一方面，当齿轮在第一壁厚部、即基部中比第二壁厚部薄的位置处啮合时，啮合的齿轮的支承刚度降低。这样，振动系统的刚度变化，从而抑制作为齿轮噪声产生要素的共振的增长。结果，能够减小齿轮噪声的产生。
此外，所述环形齿轮可在基部的内周面上设置内齿轮。而且，所述环形齿轮可在第二壁厚部的外周面上设置多个花键齿。
此外，所述环形齿轮可在基部的外周面上设置外齿轮。而且，所述环形齿轮可在第二壁厚部的内周面上设置多个花键齿。
在所述环形齿轮中，所述第二壁厚部的厚度可以是所述第一壁厚部的2～3倍。
在所述环形齿轮中，该环形齿轮可用于行星齿轮装置。
附图说明
图1是示出采用根据本发明一个实施例的环形齿轮的行星齿轮装置的构造的透视图；
图2是示出根据本发明该实施例的环形齿轮的构造的侧视图；
图3A和图3B是说明根据该实施例的环形齿轮中抑制共振增长的示意图；
图4是示出根据本发明另一实施例的环形齿轮的构造的侧视图；
图5是示出根据本发明又一实施例的环形齿轮的构造的侧视图；
图6是示出根据本发明再一实施例的环形齿轮的构造的侧视图。
具体实施方式
下面，参照附图说明根据本发明的实施例的环形齿轮的构造。首先参照图1-3说明根据本发明的环形齿轮的一个实施例的环形齿轮的构造。图1是示出采用根据本发明的该实施例的环形齿轮的行星齿轮装置的构造的透视图。图2是示出根据该实施例的环形齿轮的构造的侧视图。图3A和图3B是说明根据该实施例的环形齿轮中抑制共振增长的示意图。
首先，如图1所示，该行星齿轮装置在轴1的外侧设置有太阳齿轮2。此外，太阳齿轮2的外侧设置有齿圈3，在太阳齿轮2与齿圈3之间设置有小齿轮4。太阳齿轮2为环形，其外周面上形成有与小齿轮4啮合的外齿轮2a。此外，齿圈3为环形，其内周面上形成有与小齿轮4啮合的内齿轮3a。
然后，参照图2，详细说明齿圈3的构造。齿圈3为具有环状基部3b的环形齿轮，所述环状基部3b具有预定的恒定宽度，且在其整个内周上设置有内齿轮3a。基部3b包括各具有第一壁厚的第一壁厚部31，以及各具有比所述第一壁厚更厚的第二壁厚的第二壁厚部32。应注意，壁厚是指从齿底位置到基部3b的外周面的厚度。根据该实施例，第一壁厚为4mm～5mm，第二壁厚为8mm～15mm。如果第一壁厚用L表示，则第二壁厚设定为L的2～3倍。
此外，在齿圈3中，第一壁厚部31和第二壁厚部32分别设置在三个位置处，且交替布置。而且，第二壁厚部32以等间距布置。
根据具有以上构造的实施例的齿圈3，在内齿轮3a与小齿轮4啮合的啮合位置随时间移动的过程中，当齿轮在各第二壁厚部32，即基部3b中较厚的位置处啮合时，啮合的齿轮的支承刚度增加。另一方面，当齿轮在各第一壁厚部31，即基部3b中比各第二壁厚部32薄的位置处啮合时，啮合的齿轮的支承刚度降低。这样，振动系统的刚度变化，从而抑制作为齿轮噪声产生要素的共振的增长。
当用图3A所示的模型表示共振，并对具有质量M和弹簧常数K的物体施加干扰时，已知如图3B中的实线L1所示通常产生(2π)-1×(K/M)1/2的共振峰值。然而，利用根据该实施例的齿圈3的构造，在小齿轮4与第一壁厚部31啮合的情况下与在小齿轮4与第二壁厚部32啮合的情况下，弹簧常数K变化。这样，抑制了(2π)-1×(K/M)1/2的共振峰值的产生，并产生如图3B中的虚线L2所示的平滑振动曲线。结果，能够抑制齿轮噪声的产生。
此外，在环形齿轮中，通常可能出现椭圆形的振动曲线。通过分别在三个位置处交替布置第一壁厚部31和第二壁厚部32，上述构造还能够抑制椭圆形振动曲线的产生。
能够以这种方式抑制振动曲线的产生。这能够减小齿轮噪声，且不需要为了减小变速器中的噪声而加固壳体。而且，还能够减少隔音材料。这还能够提高驾驶性能。
(其它实施例)
在上述实施例中，作为一个示例，说明了形成有内齿轮3a的齿圈3。然而，作为另一个实施例，例如可采用如图4所示的环形齿轮3A，该环形齿轮3A在基部3b的外周侧形成有外齿轮3c。在这种情况下，第一壁厚部31和第二壁厚部32设置在基部3b的内侧的三个位置处，且交替布置。第二壁厚部32以等间距布置。
作为另一个实施例，可采用如图5所示的环形齿轮3B。尽管环形齿轮3B的基本构造与图2中所示的齿圈3相同，但是在第二壁厚部32的外周面上形成有多个沿轴向延伸的花键齿35，以便与外部制动片连接。此外，图6中所示的环形齿轮3C具有与图4中所示的环形齿轮3A基本相同的构造。但是，在环形齿轮3C中，在第二壁厚部32的内周面上形成有多个沿轴向延伸的花键齿35，以便与外花键齿连接。根据这些实施例，能够获得与上述实施例相同的作用效果。
以上所讨论的实施例在所有方面都仅作为示例，不能解释为对本发明的限制。因此，本发明的技术范围不能仅通过上述实施例来解释，而应当基于权利要求的范围来限定。此外，在与权利要求等效的范围内的所有变更都包括在本发明中。

Claims (8)

1.一种具有环状基部(3b)的环形齿轮(3，3A，3B，3C)，该环状基部(3b)在其整个周边上设置有齿轮(3a，3c)，其特征在于包括：
设置在所述基部(3b)中且具有从齿底位置算起的第一壁厚的第一壁厚部(31)；以及
设置在所述基部(3b)中且具有从所述齿底位置算起的、比所述第一壁厚厚的第二壁厚的第二壁厚部(32)。
2.根据权利要求1所述的环形齿轮(3，3A，3B，3C)，其特征在于，
所述第一壁厚部(31)和所述第二壁厚部(32)分别设置在三个位置，并交替布置。
3.根据权利要求1或2所述的环形齿轮(3，3B)，其特征在于，还包括：
设置在所述基部(3b)的内周面上的内齿轮(3a)。
4.根据权利要求3所述的环形齿轮(3B)，其特征在于，还包括：
设置在所述第二壁厚部(32)的外周面上的多个花键齿(35)。
5.根据权利要求1或2所述的环形齿轮(3A，3C)，其特征在于，还包括：
设置在所述基部(3b)的外周面上的外齿轮(3c)。
6.根据权利要求5所述的环形齿轮(3C)，其特征在于，还包括：
设置在所述第二壁厚部(32)的内周面上的多个花键齿(35)。
7.根据权利要求1或2所述的环形齿轮(3，3A，3B，3C)，其特征在于，
所述第二壁厚的厚度是所述第一壁厚的2～3倍。
8.一种采用根据权利要求1或2所述的环形齿轮(3，3A，3B，3C)的行星齿轮装置。
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