CN101091075A - 行星齿轮组及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种行星齿轮组(1)，包括太阳轮(30)；位于太阳轮(30)周围并与太阳轮(30)啮合的行星齿轮(20)；以及位于行星齿轮(20)的外侧并与行星齿轮(20)啮合的齿圈(40)。每个行星齿轮(20)都在其外表面上具有多个齿(291)。每个齿(291)都在该齿(291)的相对侧上具有第一齿表面和第二齿表面，其可以接触太阳轮和齿圈的齿表面。第一齿表面距相应的基准表面的偏差不同于第二齿表面距相应的基准表面的偏差。

Description

行星齿轮组及其制造方法
技术领域
本发明一般地涉及行星齿轮组及其制造方法，更具体而言，涉及安装在车辆中的行星齿轮组及其制造方法。
背景技术
例如，在日本专利申请公开No.JP-A-02-278044中描述了传统类型的行星齿轮组及其制造方法。
日本专利申请公开No.JP-A-02-278044描述了其重心与其中点不一致的行星齿轮。日本专利申请公开No.JP-A-09-32891描述了一种用于组装拉威挪(Ravigneaux)式行星齿轮组的方法，其中通过使用行星轮架凸起部分以及应用于行星齿轮上的标记来将行星齿轮布置在正确的方位上。
但是，即使利用如上述公开中任一个所述的技术，仍不能充分的实现加速期间所需的特征和减速期间所需的特征。
发明内容
为了解决上述问题进行了本发明。因此，本发明的目的是提供一种能够满足根据车辆是正在加速还是正在减速而改变的需求的行星齿轮组及制造这种行星齿轮组的方法。
本发明的第一方面涉及一种行星齿轮组，包括太阳轮；位于所述太阳轮周围并与所述太阳轮啮合的行星齿轮；以及位于所述行星齿轮的外侧并与所述行星齿轮啮合的齿圈。每个所述行星齿轮都在其外表面上具有多个齿。每个所述齿都在所述齿的相对侧上具有第一齿表面和第二齿表面，其可以接触所述太阳轮和所述齿圈的齿表面。所述第一齿表面距基准表面的偏差不同于所述第二齿表面距基准表面的偏差。
在这样构造的行星齿轮组中，因为第一齿表面距基准表面的偏差不同于第二齿表面距基准表面的偏差，所以可以互相独立地设定第一齿表面和第二齿表面的特征。结果，如果第一齿表面用作在加速和减速中的一种情况期间使用的齿表面，而第二齿表面用作在加速和减速中的另一种情况期间使用的齿表面，则可以提供具有与用于加速的特征相对应的齿表面和与用于减速的特征相对应的齿表面两者的行星齿轮组。
在第一方面中，每个行星齿轮可以具有在推力方向上互相间隔给定距离以界定行星齿轮长度的第一面和第二面，并且行星齿轮的第一面与齿的第一面之间的距离不同于行星齿轮的第二面与齿的第二面之间的距离。在此情况下，因为行星齿轮的第一面与齿的第一面之间的距离不同于行星齿轮的第二面与齿的第二面之间的距离，所以可以更容易区分第一面和第二面。因此，行星齿轮可以正确地装配到行星齿轮组。
在第一方面中，行星齿轮的齿可以在左右方向上不对称，并且行星齿轮组还可以包括用于防止行星齿轮在左右反向时装配到行星齿轮组的反向装配防止装置。在此情况下，由于反向装配防止装置的存在，行星齿轮不能以反向方位装配到行星齿轮组。
在第一方面中，行星齿轮组还可以包括支撑行星齿轮的行星轮架，并且反向装配防止装置可以包括形成在行星轮架或行星齿轮中的突起。
在第一方面中，突起可以形成在行星轮架的面对行星齿轮的齿的侧表面中一个侧表面的面上。
在第一方面中，突起可以形成在行星齿轮的齿的侧表面中面对行星轮架的面的一个侧表面上。
本发明的第二方面涉及一种制造行星齿轮组的方法。所述方法包括将行星轮架装配到夹具；和将行星齿轮装配到已装配至夹具的行星轮架，所述行星齿轮在外表面上具有多个齿，并且其中每个所述齿具有第一齿表面和第二齿表面，并且所述第一齿表面距基准表面的偏差不同于所述第二齿表面距基准表面的偏差。所述夹具防止所述行星齿轮在左右反向时装配到所述行星轮架。
根据这种制造行星齿轮组的方法，因为夹具防止行星齿轮在左右反向时装配到行星轮架，则行星轮架不能以反向方位装配到行星轮架。
在第二方面中，基于所述夹具在轴向上的端部是否与装配到所述行星轮架的所述行星齿轮的所述齿的侧表面发生干涉，来判断所述行星齿轮是否被不正确地装配到所述行星轮架。
本发明的第三方面涉及一种制造行星齿轮组的方法。所述方法包括将行星齿轮装配到行星轮架，所述行星齿轮在外表面上具有多个齿，并且其中每个所述齿具有第一齿表面和第二齿表面，并且所述第一齿表面距基准表面的偏差不同于所述第二齿表面距基准表面的偏差；和通过测量装配到所述行星轮架的所述行星齿轮的所述齿的侧表面与所述行星轮架的基准表面之间的距离，来判断所述行星齿轮是否在左右反向时装配到所述行星轮架。
根据此制造行星齿轮组的方法，因为可以通过测量行星齿轮的齿的面与基准表面之间的距离来判断行星齿轮在装配到行星轮架的方位，所以可以防止将行星齿轮以反向方位装配到行星轮架。
在第三方面中，所述行星轮架的所述基准表面可以是垂直于所述行星轮架的轴线并面对所述行星齿轮的面。
根据上述本发明的方面，可以提供一种行星齿轮组，其可以根据车辆是正在加速还是正在减速来提供合适的特征。
附图说明
通过结合附图阅读对本发明优选实施例的以下详细说明，将更好地理解本发明的特征、优点，以及技术和工业意义，附图中：
图1图示了根据本发明第一实施例的行星齿轮组的正视图；
图2图示了沿着图1中的线II-II所取的剖视图；
图3图示了图2中的第一面的放大剖视图；
图4图示了图2中的第二面的放大剖视图；
图5图示了行星齿轮的剖视图；
图6图示了在由图5中的箭头VI所示的方向上观察的行星齿轮的正视图；
图7图示了在由图5中的箭头VII所示的方向上观察的行星齿轮的后视图；
图8图示了在由图5中的箭头VIII所示的方向上观察的行星齿轮的俯视图；
图9图示了包括在沿着图8中的线IX-IX所取的横截面的立体图；
图10图示了用于说明制造根据本发明第二实施例的行星齿轮组的方法的剖视图；
图11图示了用于说明制造根据本发明第三实施例的行星齿轮组的方法的剖视图。
具体实施方式
在以下说明和附图中，将根据示例性实施例更详细地说明本发明。相同或相应部分将由相同标记表示，并将仅说明一次。
首先，将详细说明本发明的第一实施例。图1图示了根据第一实施例的行星齿轮组的正视图。如图1所示，行星齿轮组1包括位于行星齿轮组中心处的太阳轮30；设置在太阳轮30周围并与太阳轮30啮合的行星齿轮20；与行星齿轮20啮合的齿圈40；以及支撑行星齿轮20的行星轮架10。
根据本发明的行星齿轮组1用作自动变速器或用于混合动力车辆的动力分配机构。当动力输入到齿圈40，太阳轮30固定且动力从行星轮架10输出时，齿圈40和行星轮架10在相同方向上回转。当动力输入到行星轮架10，太阳轮30固定且动力从齿圈40输出时，齿圈40和行星轮架10在相同方向上回转。当行星轮架10固定，动力输入到太阳轮30且动力从齿圈40输出时，太阳轮30和齿圈40在反向方向上回转。
如上所述，在行星齿轮组1中，齿圈40、各个行星齿轮20和太阳轮30之一固定，而动力通过其他两个部件传递。每个行星齿轮20具有在其外表面上的齿291，齿291与齿圈40的齿491以及太阳轮30的齿391啮合。行星齿轮20由行星轮架10支撑。行星轮架10包括第一轮架11、第二轮架12和轴13。突起14形成在第一轮架11中以防止行星齿轮20从反向方向装配到行星轮架10中。
在行星轮架10被装配到行星齿轮组1时，行星齿轮20通过在如箭头292所示的方向上滑动而被置于行星轮架10中。至于行星轮架10中的行星齿轮20通过销形轴13定位，并由行星轮架10可旋转地支撑。
图2图示了沿着图1中的线II-II所取的剖视图。如图2所示，行星轮架10包括盘形第一轮架11、盘形第二轮架12、以及将第一轮架11连接到第二轮架12的轴13。行星齿轮20由轴13可旋转地支撑。垫圈111设置在行星齿轮20与第一轮架11之间，电器112设置在行星齿轮20与第二轮架12之间。
齿291设置在每个行星齿轮20的外表面上。齿291可以由螺旋齿或正齿形成。行星齿轮20的齿291具有第一面21和第二面22。第一面21和第二面22形状不同。第一面21比第二面22更靠近突起14，并形成为不与突起14发生干涉。
相反，第二面22比第一面21更远离突起14。如果反向方位(即，左右反向)的行星齿轮20沿由箭头292所示的方向被置于行星轮架10中，则突起第一轮架11与第二面22发生干涉。以此构造，行星齿轮20在左右反向时不能装配到行星轮架10。突起14和第二轮架12之间的距离，即行星轮架的开口宽度是“A”；垫圈111和112的每个的厚度是“B”，而行星齿轮20的宽度是“C”。可以根据需要改变“A”、“B”和“C”中的每个。
图1示出了设置五个行星齿轮20的结构。但是行星齿轮20的数量不限于五个。可以合适地设置任何数量的行星齿轮20。而且，对于行星齿轮20可以使用双级行星齿轮。
图3图示了图2中的第一面21的放大剖视图。图4图示了图2中的第二面22的放大剖视图。如图3所示，齿291的第一面21是行星齿轮20的推力表面(thrust surface)。行星齿轮20的第一面281与齿291的第一面21之间的距离是“D”，即，行星齿轮20的左面中形成的台阶高度是“D”。
如图4所示，齿291后侧中的第二面22是推力表面，且第二面22的形状与第一面21不同。行星齿轮20的表面282与齿291的第二面22之间的距离是“E”。
突起14的高度是“H”。“A”至“E”以及“H”之间的关系可以表达为如下：
A-B-C+E＜H＜A-B-C+D
突起14形成在当行星齿轮20回转时突起14与行星齿轮20不发生干涉的位置处。
图5图示了行星齿轮20的剖视图。图6图示了在由图5中的箭头VI所示的方向上观察的行星齿轮20的正视图。图7图示了在由图5中的箭头VII所示的方向上观察的行星齿轮20的后视图。参考图5至7，可以如图6涂色第一面21，使得工人可以容易地区分行星齿轮20的右侧和左侧。图6中的阴影线部分表示涂色部分。
如图5所示，在圆筒形行星齿轮20中，形成在第一面21侧的台阶和形成在第二面22侧的台阶形状不同。通常，这种形状不同使得工人区别行星齿轮20的右侧和左侧。但是，工人有时候得到错误的区分。为了防止这种错误的区分，可以涂色第一面21。如图7所示，第二面22未被涂色。此外，槽295可以形成在齿291中。因此，可以通过触摸齿291来容易地进行行星齿轮20的右侧和左侧的区分。优选地将槽295形成在齿291的端部中。
图8图示了在由图5中的箭头VIII所示的方向上观察的齿291的俯视图。如图8所示，一个齿291具有齿顶表面201。齿顶表面201被加速侧齿顶线203和减速侧齿顶线253夹在期间。即，由加速侧齿顶线203和减速侧齿顶线253界定的区域是齿顶表面201。加速侧齿顶线201和减速侧齿顶线253两者都偏离各自的基准齿顶线212。在加速侧上的偏离与在减速侧上的偏离不同。
“加速侧”是在车辆正在加速时行星齿轮20的齿表面与齿圈40或太阳轮30的齿表面接触的那侧。“减速侧”是在车辆正在减速时行星齿轮20的齿表面与齿圈40或太阳轮30的齿表面接触的那侧。加速侧齿表面209与加速侧齿顶线203相邻。减速侧齿表面259与减速侧齿顶线253相邻。加速侧齿表面209与齿底表面202之间的边界是加速侧齿迹线207。减速侧齿表面259与齿底表面202之间的边界是减速侧齿迹线257。加速侧齿迹线207和减速侧齿迹线257两者都偏离各自的基准齿迹线213。加速侧齿迹线207距基准齿迹线213的偏离是“B1”。减速侧齿迹线257距基准齿迹线213的偏离是“B2”。即，加速侧齿迹线207那侧上的修正量是“B1”，减速侧齿迹线257那侧上的修正量是“B2”。齿291是渐开线齿的形状。基准齿顶线212和基准齿迹线213分别对应于渐开线齿轮的齿顶线和齿迹线。与此相对照，根据本发明，齿顶线和齿迹线两者在加速侧和减速侧两侧上都偏离各自的基准线。在加速侧和加速侧上的偏离不同。
图9图示了包括沿着图8中的线IX-IX所取的截面的立体图。图9中的阴影部分对应于沿着图8中的线IX-IX所取的截面。如图9所示，在根据第一实施例的齿291中，齿形偏离基准齿形。更具体而言，加速侧齿形205距基准齿形211的偏离是“A1”，减速侧齿形255距基准齿形211的偏离是“A2”。
偏离“A1”对应于加速侧上齿形的修正量，偏离“A2”对应于减速侧上齿形的修正量。基准齿形211展开为渐近线。作为实际齿形的加速侧持续205和减速侧持续255中的每个距基准齿形211偏离预定量。该偏离在加速侧和减速侧之间不同。齿形的需求特征在加速侧和减速侧之间不同。为了充分获得加速侧上所需的特征和减速侧上所需的特征，齿形和齿迹线两者在加速侧和减速侧之间都不同。
如图2所示，如果行星齿轮20以反向方位装配到行星轮架10，即如果行星齿轮20在行星齿轮20的加速侧和减速侧反向的情况下装配到行星轮架10，则行星齿轮20的一部分(第二面22)与突起14发生干涉。因此，如图1和2所示，当行星齿轮20通过在由箭头齿底表面202所示的方向上滑动而被置于行星轮架10中时，突起14与行星齿轮20干涉，并因此行星齿轮20不能被置于行星轮架10中。结果，行星齿轮20不能装配到行星轮架10。
至此，根据第一实施例的行星齿轮组1包括太阳轮30、设置在太阳轮30周围并与太阳轮30啮合的行星齿轮20、以及位于行星齿轮20的外侧上并与行星齿轮20啮合的齿圈40。每个行星齿轮20都在其外表面上具有多个齿291。每个齿291具有在齿291的相对表面上的、作为第一齿表面的加速侧齿表面209和作为第二齿表面的减速侧齿表面259，其都能与太阳轮30和齿圈40的齿表面接触。加速侧齿表面209距基准表面221(渐近线齿表面)的偏离与减速侧齿表面259距基准表面221(渐近线齿表面)的偏离不同。该偏离表现为齿形距基准齿形的偏离和齿迹线距基准齿迹线的偏离。齿形距基准齿形的偏离“A1”与齿形距基准齿形的偏离“A2”不同。而且，齿迹线距基准齿迹线的偏离“B1”与齿迹线距基准齿迹线的偏离“B2”不同。
如图3和4所示，行星齿轮20在推力方向上具有第一面281和第二面282。行星齿轮20的第一面281和齿291的第一面21之间的距离“D”不同于行星齿轮20的第二面282与齿291的第二面22之间的距离“E”。
如图8所示，行星齿轮20的齿291在左右方向上不对称。还设置了用作防止行星齿轮20在左右反向时装配到行星齿轮组1的反向装配防止装置的突起14。还设置了支撑行星齿轮20的行星轮架10，并且突起14形成在行星轮架10或行星齿轮20中。
接着，将详细说明根据本发明制造行星齿轮组1的方法。该方法用于制造包括如下部件的行星齿轮组1：太阳轮30；位于太阳轮30周围并与太阳轮30啮合的行星齿轮20；位于行星齿轮20的外侧并与行星齿轮20啮合的齿圈40；以及支撑行星齿轮20的行星轮架10。每个行星齿轮20都在其外表面上具有多个齿291，且每个齿291都在齿291的相对侧上具有作为第一齿表面的加速侧齿表面209和作为第二齿表面的减速侧齿表面259，其可以与太阳轮30和齿圈40的齿表面接触。加速侧齿表面209距基准表面221的偏离不同于减速侧齿表面259距基准表面221的偏离。
在这样的行星齿轮组1中，行星齿轮20的齿形在加速侧和减速侧之间改变，且形成在第一面281与齿291的第一面21之间的台阶的高度不同于形成在第二面282与齿291的第二面22之间的台阶的高度。由于这种结构，行星齿轮20在左右反向时不能装配到行星轮架10。更具体而言，突起14形成在行星轮架10中以防止错误装配。因此，可以提供能容易地实现为加速所需的特征和为减速所需的特征的行星齿轮组1。
接着，将详细说明本发明的第二实施例。图10图示了用于说明制造根据本发明第二实施例的行星齿轮组的方法的剖视图。如图10所示，根据第二实施例的行星齿轮组1以与根据第一实施例的行星齿轮组1相同的方式被构造，并通过使用夹具500将行星齿轮20装配到行星轮架10。当将行星齿轮20装配到行星轮架10时，使用夹具500。夹具500的突起部分510朝向行星轮架10的内侧突起。如图10所示，当行星齿轮20正确地装配到行星轮架10时，突起部分510不与行星齿轮20发生干涉。在另一方面，如果行星齿轮20在左右反向时装配到行星轮架10，则行星齿轮20的一部分如图10所示的虚线突起，并与突起部分510发生干涉。结果，行星齿轮20在处于反向方位时不能装配到行星轮架10。
即，按照制造根据第二实施例的行星齿轮组的方法，可以防止将行星齿轮20以反向方位装配到行星轮架10，而无需在行星轮架10中形成突起。突起形成在用于固定行星轮架10的夹具500上。由于突起部分510的存在，防止将行星齿轮20以反向方位装配到行星轮架10。当第一轮架11的厚度是“F”时，突起部分的长度是“G”时，可以实现以下关系：
F+A-B-C+E＜G＜F+A-B-C+D
即，制造根据第二实施例的行星轮架的方法是用于制造设置有与第一实施例相同的行星齿轮20的行星轮架的方法。该方法包括将行星轮架10装配到夹具500，并接着将行星齿轮20装配到行星轮架10。夹具500的突起510防止行星齿轮20在左右反向时装配到行星轮架10。
根据此制造行星齿轮组的方法，因为如果行星齿轮20以反向方位装配到行星轮架10时夹具500的突起部分510与行星齿轮20发生干涉，所以行星齿轮20不能在左右反向时装配到行星轮架10。
此后，将详细说明本发明的第三实施例。图11图示了用于说明制造根据第三实施例的行星齿轮组的方法的剖视图。如图11所示，根据第三实施例，测量第二面22与基准表面11a之间的距离，并通过判断测量值是否在预定范围内，来判断行星齿轮20是否正确地装配到行星轮架10。如果行星齿轮20被正确地装配到行星轮架10，则测量值J落在以下范围内：
B+C-D＜J≤B+C-E
如果值J未落在该范围内，则行星齿轮20以反向方位被装配到行星轮架10。在行星齿轮20装配到行星轮架10之后，测量第二面22与基准表面11a之间的距离。于是，可以防止行星齿轮20以反向方位装配到行星轮架10情况下的、行星齿轮组1的装配。
即，制造根据第三实施例的行星齿轮组的方法是制造设置有与第一实施例相同的行星齿轮的行星齿轮组的方法。该方法包括将行星齿轮20装配到行星轮架10，并通过测量行星齿轮20的齿面与基准表面之间的距离在判断行星齿轮20是否以反向方位装配到行星轮架10。
虽然已经说明了本发明的优选实施例，但是可以以各种方式修改这些实施例。
首先，本发明可以不仅应用于用于车辆的变速器，而且还可以应用于用于不同于车辆的元件的变速器。
而且，根据本发明的行星齿轮组可以不仅安装于车辆中，而且还可以安装于两轮车辆中。
作为齿形，在上述实施例中说明了渐近线齿轮。但是本发明可以应用于摆线齿轮或圆弧齿轮。
在说明书中已经公开的本发明的实施例在全部方面都应认为是解释性的而非限制性的。本发明的技术范围仅由权利要求界定，并且也因此意图将落在权利要求的等同方案的含义和范围内的全部改变包含在本发明的技术范围内。
本发明可以应用于安装在例如车辆中的行星齿轮组的领域。

Claims (10)

1.一种行星齿轮组，包括太阳轮(30)；位于所述太阳轮(30)周围并与所述太阳轮(30)啮合的行星齿轮(20)；以及位于所述行星齿轮(20)的外侧并与所述行星齿轮(20)啮合的齿圈(40)，其特征在于
每个所述行星齿轮(20)都在外表面上具有多个齿(291)，
每个所述齿(291)都在所述齿(291)的相对侧上具有第一齿表面(209)和第二齿表面(259)，其可以接触所述太阳轮(30)以及所述齿圈(40)的齿表面，并且
所述第一齿表面(209)距基准表面(211)的偏差(A1)不同于所述第二齿表面(259)距基准表面(221)的偏差(A2)。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮组，其特征在于
所述行星齿轮(20)在所述行星齿轮(20)的推力方向上的相对侧上具有第一面(281)和第二面(282)，并且所述第一面(281)与所述齿(291)的第一面(21)之间的距离不同于所述第二面(282)与所述齿(291)的第二面(22)之间的距离。
3.根据权利要求1或2所述的行星齿轮组，其特征在于
所述行星齿轮(20)的所述齿(291)在左右方向上不对称，并且还设置了用于防止所述行星齿轮(20)在左右反向时装配到所述行星齿轮组的反向装配防止装置。
4.根据权利要求3所述的行星齿轮组，其特征在于
还设置了支撑所述行星齿轮(20)的行星轮架(10)，并且
所述反向装配防止装置包括形成在所述行星轮架(10)或所述行星齿轮(20)中的突起(14)。
5.根据权利要求4所述的行星齿轮组，其特征在于
所述突起(14)形成在所述行星轮架(10)的面对所述行星齿轮(20)的所述齿(291)的侧表面中一个侧表面的面上。
6.根据权利要求4所述的行星齿轮组，其特征在于
所述突起(14)形成在所述行星齿轮(20)的所述齿(291)的侧表面中面对所述行星轮架(10)的面的一个侧表面上。
7.一种制造行星齿轮组的方法，其特征在于包括以下步骤：
将行星轮架(10)装配到夹具(500)；并且
将行星齿轮(20)装配到已装配至所述夹具(500)的所述行星轮架(10)，所述行星齿轮(20)在外表面上具有多个齿(291)，并且其中每个所述齿(291)都具有第一齿表面(209)和第二齿表面(259)，并且所述第一齿表面(209)距基准表面(211)的偏差(A1)不同于所述第二齿表面(259)距基准表面(221)的偏差(A2)，其中
所述夹具(500)防止所述行星齿轮(20)在左右反向时装配到所述行星轮架(10)。
8.根据权利要求7所述的制造行星齿轮组的方法，其特征在于还包括以下步骤：
基于所述夹具(500)在轴向上的端部是否与装配到所述行星轮架(10)的所述行星齿轮(20)的所述齿(291)的侧表面(21)发生干涉，来判断所述行星齿轮(20)是否被不正确地装配到所述行星轮架(10)。
9.一种制造行星齿轮组的方法，其特征在于包括以下步骤：
装配行星齿轮(20)，所述行星齿轮(20)在外表面上具有多个齿(291)，并且其中每个所述齿(291)都具有第一齿表面(209)和第二齿表面(259)，并且所述第一齿表面(209)距基准表面(211)的偏差(A1)不同于所述第二齿表面(259)距基准表面(221)的偏差(A2)；并且
通过测量装配到所述行星轮架(10)的所述行星齿轮(20)的所述齿(291)的侧表面(22)与所述行星轮架(10)的基准表面(11a)之间的距离(J)，来判断所述行星齿轮(20)是否在左右反向时装配到所述行星轮架(10)。
10.根据权利要求9所述的制造行星齿轮组的方法，其特征在于
所述行星轮架(10)的所述基准表面(11a)是垂直于所述行星轮架(10)的轴线并面对所述行星齿轮(20)的面。
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