CN104040222A

CN104040222A - 圆柱齿轮差速器

Info

Publication number: CN104040222A
Application number: CN201280037015.4A
Authority: CN
Inventors: T·比尔曼; H·马丁尼
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2011-07-28
Filing date: 2012-07-06
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2032-07-06
Also published as: US20140141922A1; DE102011080002B4; CN104040222B; DE102011080002A1; WO2013013960A1

Abstract

本发明涉及一种差速器(1；20；30)，具有行星轮架(2；14；25)、第一组行星轮(3'；17'；26')、第二组行星轮(4'；18'；27')、第一太阳轮(5；19；28)、第二太阳轮(6；21；29)和驱动轮(8；15；31)。

Description

圆柱齿轮差速器

技术领域

本发明涉及一种差速器，具有一该行星轮架、一个第一组行星轮、一个第二组行星轮、一个第一太阳轮、一个第二太阳轮和一个驱动轮。

背景技术

在DE102007040475A1中说明了一种这类差速器。行星轮与差速器的中心轴线隔开径向间距地可分别绕一旋转轴线转动地支承在例如行星销轴上。行星销轴支撑在行星轮架上。第一太阳轮可绕该中心轴线旋转并与第二太阳轮同轴心地布置，并且与第一组的每个行星轮处于齿啮合中。第二太阳轮与第二组的每个行星轮处于齿啮合中。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种紧凑的和能负载的以及可简单和成本有利地制造的差速器。

根据本发明，驱动轮是锥齿轮传动装置的一个齿轮，该齿轮用于与该锥齿轮传动装置的另一个齿轮齿啮合。该齿轮固定在行星轮架上，其中，该齿轮和该另一齿轮的旋转轴线相互倾斜地延伸。锥齿轮传动装置为传动连接装置，如圆锥齿轮传动装置和双曲线齿轮传动装置，通过这些锥齿轮传动装置能够优选在90^°角度上传递转矩。在圆锥齿轮传动装置中，驱动圆锥齿轮（主动小齿轮）啮合在从动圆锥齿轮（盘形齿轮）中。圆锥齿轮具有截圆椎形构造的基体。在双曲线齿轮传动装置（圆锥齿轮传动装置的一种特殊形式）中，处于相互齿啮合中的圆锥齿轮的旋转轴线与圆锥齿轮传动装置不同地这样相互错开，使得它们不相交。

行星轮架优选由两个壳形的板件组成，它们将行星轮和太阳轮至少部分地包围在它们之间。替代地，行星轮架由一壳形的板构件和一盖件组成，这二者在轴向上例如通过优选至少六个螺栓相互固定。行星轮可转动地装在行星销轴上。每个行星销轴在一端部上分别要么可转动地、要么固定地支承在所述板构件之一中。行星轮可转动地支承在行星销轴上。

驱动轮与中心轴线同轴地、优选配合地在行星轮架上对中。驱动轮例如位于行星轮架的一板构件的外圆柱形表面上。中心轴线和太阳轮的旋转轴线相当。所述配合优选由圆柱面的过渡配合形成。在该过渡配合中，从行星轮架的外直径和驱动轮的内直径在配合处的相等名义尺寸出发如此设计公差极限，使得在接合时或者出现间隙、重合，或者出现过盈。在间隙情况下所述外直径的实际尺寸小于所述内直径的实际尺寸。在重合情况下两个直径的实际尺寸相等。在过盈情况下行星轮架的外直径的实际尺寸大于驱动轮的内直径的实际尺寸。圆柱形配合的合适的过渡配合的一个例子是孔直径公差d^H7与轴直径公差d_n6组合。

本发明的一个构型规定，行星差速器的太阳轮的齿数彼此相等。太阳轮是直齿的或斜齿的圆柱齿轮。每组具有至少两个、但优选三个、四个或者更多的相等结构尺寸和齿数的行星轮。优选，一个组的行星轮中的每一个的齿数与另一个组的每个行星轮的齿数相等，但也可互不相等。这些组的行星轮每组以围绕圆柱齿轮差速器的中心轴线的圆周上的相同分度分布。第一行星轮与第一太阳轮处于齿啮合中。此外，第一组的每个齿轮与第二组的行星轮处于齿啮合中。

太阳轮和行星轮相互相比之下分别同样宽。在本发明的一构型中，圆柱齿轮差速器的太阳轮在轴向上大致相互离开一个间隙地相对置，该间隙相当于该区域的宽度：在该区域上行星轮处于齿啮合中。与对应的太阳轮处于齿啮合中的行星轮的齿部朝向行星传动装置的轴向中部伸出越过太阳轮的齿部，并且仅在所述间隙上方的一个轴向区域中相互齿啮合。这样确保，尽管齿部的齿数相等并且模数相等，但第一组的行星轮不与第二太阳轮的齿冲突并且第二组的行星轮不与第一太阳轮的齿冲突。

在本发明的另一构型中，一个太阳轮的齿廓相对于标准齿廓正变位且而另一个太阳轮的齿廓相对于所述基准齿廓负变位。该基准齿廓具有齿部特征值，如齿顶圆直径、节圆直径或者齿根圆直径，通常以这些特征值制造标准渐开线齿。在齿廓变位时，从基准齿廓出发，齿顶圆、节圆和齿根圆负地、即在径向上朝向旋转轴线地或者正地、即在径向上从旋转轴线离开地移位，从而对于齿廓变位得出一个以“毫米”为单位的值。一个太阳轮的齿廓变位系数相对于另一个太阳轮的齿廓变位系数的差在根据本发明的差速器上至少为1.5。各个齿廓变位系数由齿廓变位除以对应的齿轮模数m得出。模数m由齿轮直径除以该齿轮的齿数得出。

如果在法截面中在渐开面上在与齿的分度圆的交点上作一切线，则与通过齿轮中心并且通过该切点延伸的直线所成的相应角度被称为法向啮合角α_n，该法向啮合角优选至少为21°。

这样实施的差速器能够非常紧凑并因此节省空间地实施。

具体实施方式

图1示意性地示出一差速器单元10，具有一锥齿轮传动装置9和一差速器1，该差速器1实施为圆柱齿轮差速器1并具有行星轮架2、第一行星轮3'组成的第一组3和第二行星轮4'组成的第二组4、第一太阳轮5和第二太阳轮6以及驱动轮8。太阳轮5和6相互同轴地在差速器1的中心轴线7上对准。第一太阳轮5与第一组3的每个行星轮3'啮合。第二太阳轮6与第二组4的每个行星轮4'啮合。2R与B的比例相对小，因为在太阳轮5和6之间必须在轴向上保留一宽度A的间隙，该宽度至少相当于行星轮3'或4'或者太阳轮5或5的齿宽S。在太阳轮5和6之间的轴向间隙A上方的区域A'中，每个行星轮3'与一个行星轮4'处于齿啮合中，如在制图上要用虚线在行星轮3'和4'之间所表示的那样。

行星轮架2由两个部分2a和2b组成。这些部分2a和2b通过法兰2c和2d相互螺纹连接。驱动轮8以相应的固定器件8a伸进法兰2c和2d之间并且与这些法兰螺纹连接。

锥齿轮传动装置9由驱动轮8和一实施为小齿轮11的齿轮12组成，该驱动轮8为一盘形齿轮。驱动轮8的旋转轴线相应于中心轴线7，该中心轴线为行星轮架2的旋转轴线。齿轮12的旋转轴线13相对于中心轴线7横向延伸。

图2示出图1中的细节Z，在其中画出，锥齿轮传动装置9上的驱动轮8的齿8a与齿轮12的齿12a和驱动轮8的齿8'处于齿啮合中。

图3示出作为闭合单元的差速器20的一个实施例的主视图。图4从另一侧示出差速器20的主视图。差速器20的行星轮架14由两个板件14a和14b组成。罐形件14a包罩差速器20的行星传动装置35，该行星传动装置在图6（一前视图的剖面图）中可看到。盖14b封闭罐形件14a。驱动轮15配合地装在外圆柱形的罐形件14a上。对于驱动轮15，示出了截锥件形的基体15a和一固定环15b。在该截锥件形的基体15a上构成驱动轮15的未示出的齿部，该齿部用于与一锥齿轮传动装置的未画出的齿轮进行齿啮合。通过固定环15b和罐形件14a实现所述配合。此外，固定环15b具有一些内螺纹，螺钉16拧入这些内螺纹中，借助于这些螺钉，罐形件14a、盖14b和驱动齿轮15在轴向上相互拧紧。

罐形件14a的径向内部尺寸与第一行星组17的行星轮17'与第二组18的行星轮18'和与第一太阳轮19齿啮合以及第二行星轮18'与第二太阳轮21齿啮合所要求的径向安装空间有关。对该尺寸来说决定性的是一圆22的直径，该圆在外部围绕在径向上距离差速器20的中心轴线23最远的第二行星轮18'。

图6以沿着差速器30的中心轴线24的纵剖面示出一差速器30的一实施例。该差速器30具有行星轮架25、第一行星轮26'组成的第一组26、第二行星轮27'组成的第二组27、第一太阳轮28、第二太阳轮29和用于与一未画出的锥齿轮传动装置的未示出的齿轮啮合的驱动轮31。

行星轮架25由板构件25a和25b形成。在罐形件25a中有接收组26和27和太阳轮28和29。罐形件25a在侧面被盖25a封闭。罐形件25a设置有法兰25c。盖25b具有轴向的贯通孔25d，这些贯通孔的布置与法兰25c中的孔洞25e的开孔图相对应。螺钉32通过孔洞25d和25e插入，这些螺钉分别拧入到驱动轮31的螺纹孔31a中。螺纹孔31构造在驱动轮的连接元件中或者连接环31b中。连接元件和/或连接环31b通过配合33装在罐形件25a的外圆柱形的表面上。连接环31b过渡到驱动轮31的截锥件形构造的基体31c中，在该基体上构造有例如双曲线齿部的齿。

第一组26的行星轮26'与太阳轮28处于齿啮合中。第二组27的行星轮27'与太阳轮29处于齿啮合中。D/B的比例V为：2≤V≤6.5。D为圆22的直径，该圆与中心轴线24同轴心地取向并且在外部接触行星轮27'。

图7示出行星轮26'与第一太阳轮28的齿啮合和行星轮27'与第二太阳轮29的齿啮合。此外，每个行星轮26'与一个行星轮27'处于齿啮合中。太阳轮28和29在轴向上几乎相互贴靠并在轴向上相互支撑并且具有相同数量的齿28a或29a，这些齿以均匀的分度分布在圆周上。行星轮26'的齿26a的数量与行星轮27'的齿27a的数量相等。齿28a的齿廓在径向上正地、也就是说向外地变位。齿29a的齿廓在径向上负地、也就是说向内地变位，这样，构造为长行星轮26'的行星轮26'不与第二太阳轮29的齿部29a冲突。第一太阳轮28的齿28a的数量与第二太阳轮29的齿29a的数量相当。

Claims

1.差速器（1，20，30），具有行星轮架（2，14，25）、第一组（3，17，26）行星轮（3'，17'，26'）、第二组（4，18，27）行星轮（4'，18'，27）、第一太阳轮（5，19，28）和第二太阳轮（6，21，29）以及驱动轮（8，15，31），其中：

-所述行星轮（3'，17'，26'）分别与所述差速器（1，20，30）的中心轴线（7，23，24）隔开径向间距地、能够绕一旋转轴线转动地支撑在所述行星轮架（2，14，25）上，

-所述第一太阳轮（5，19，28）与所述中心轴线（7，23，24）同轴心地、能够绕所述中心轴线（7，23，24）转动地并且与所述第二太阳轮（6，21，29）同轴心地布置，并且在此与所述第一组（3，17，26）的每个行星轮（3'，17'，26'）处于齿啮合中，

-所述第二太阳轮（6，21，29）能够绕所述中心轴线（7，23，24）转动地与所述第二组（4，18，27）的每个行星轮（4'，18'，27）处于齿啮合中，

-所述驱动轮（8，15，31）是一锥齿轮传动装置（9）的一齿轮，用于与该锥齿轮传动装置（9）的另一齿轮（12）齿啮合，并且固定在所述行星轮架（2，14，25）上，并且，其中，所述齿轮的和所述另一齿轮的旋转轴线（7，13，23，24）相互倾斜地延伸。

2.根据权利要求1的差速器，在该差速器上，所述驱动轮（15，31）具有一带有齿部的截圆锥形的基体（15a，31c）。

3.根据权利要求1的差速器，在该差速器上，所述驱动轮（8，15，31）与所述中心轴线（7，23，24）同轴地在所述行星轮架（2，14，25）上对中。

4.根据权利要求2的差速器，在该差速器上，所述驱动轮（8，15，31）配合地在所述行星轮架（2，14，25）的外圆柱形表面上对中。

5.根据权利要求1、2或3的差速器，在该差速器上，所述行星轮架（2，14，25）由至少两个部分（2a，2b，14a，14b，25a，25b）构成，所述行星轮架（3'，4'，17'，18'，26'）布置在这两个部分之间，其中，所述部分（2a，2b，14a，14b，25a，25b）相互固定，并且，所述驱动轮（8，15，31）在所述部分（2a，2b，14a，14b，25a，25b）之一上对中。

6.根据权利要求1的差速器，在该差速器上，所述行星轮架（2，14，25）由至少两个部分（2a，2b，14a，14b，25a，25b）构成，所述行星轮架（3'，4'，17'，18'，26'，27'）布置在这两个部分之间，其中，所述部分（2a，2b，14a，14b）借助于螺钉（32）相互固定，并且，所述驱动轮（8，15，31）在所述部分（2a，2b，14a，14b，25a，25b）之一上对中。

7.根据权利要求5的差速器，在该差速器上，所述部分（2a，2b，14a，14b，25a，25b）借助于所述螺钉（32）固定在所述驱动轮（8，15，31）上。

8.根据权利要求1的差速器，在该差速器中，所述第一太阳轮（28）具有第一数量的齿（28a），该数量与所述第二太阳轮（29）的齿（29a）的第二数量相等，并且，所述第一组（26）的每个行星轮（26'）具有第三数量的齿（26a），该数量与所述第二组（27）的每个行星轮（27'）的齿（27a）的第四数量相等，其中，所述第一组（26）的每个行星轮（26'）分别与所述第二组（27）的一个行星轮（27'）处于齿啮合中。

9.根据权利要求1的差速器，在该差速器中，一与所述中心轴线（7，23，24）同轴心的假想圆（22）具有直径D，所述组（3，4，17，18，26，27）之一的在径向上布置得离所述中心轴线（7，23，24）最远的行星轮（3'，4'，17'，18'，26'，27'）径向地贴靠在该圆（22）上，该直径相当于所述行星轮（3'，4'，17'，18'，26'，27'）的最宽的齿的齿宽B的至少两倍和最大6.5倍。

10.差速器驱动单元（10），具有根据权利要求1的差速器（1，20，30）并具有一锥齿轮传动装置（9），其中，所述锥齿轮传动装置（9）具有至少一个齿轮（12），该齿轮与所述驱动轮（8，15，31）处于齿啮合中并且该齿轮的旋转轴线（13）相对于所述驱动轮（8，15，31）的旋转轴线（7，23，24）横向延伸。