CN107882970A - 行星齿轮变速箱 - Google Patents

Abstract

一种行星齿轮变速箱，包括具有容纳腔的壳体及容纳在容纳腔内的行星齿轮组；行星齿轮组在工作时，将容纳腔内的润滑油甩向容纳腔的内壁而形成油液环，油液环环绕所述壳体的中轴线；行星齿轮变速箱还包括：具有通风孔的通风结构；通风孔连通所述容纳腔内外并具有位于容纳腔内的入风口，入风口沿所述壳体的径向远离所述油液环。在变速箱高速运转时，在容纳腔内产生高温膨胀气体，高温膨胀气体可以及时经入风口排入通风孔内并进一步排出到容纳腔外，而因入风口远离油液环而使得油液不会轻易堵塞入风口或从入风口泄露。这可以显著降低容纳腔内的压力，降低容纳腔内的气体对壳体施加的压力大小，壳体所受压力得以降低。这可以提升壳体的使用寿命。

Description

行星齿轮变速箱

技术领域

本发明涉及变速箱技术领域，特别涉及一种行星齿轮变速箱。

背景技术

行星齿轮变速箱是现有一种变速箱，包括：具有容纳腔的壳体及容纳在容纳腔内的行星齿轮组。通常，行星齿轮组包括太阳轮、若干行星轮及齿圈，太阳轮位于中心位置，齿圈套在所述太阳轮外，行星轮位于太阳轮与齿圈之间并同时与太阳轮和齿圈啮合，若干行星轮被行星架固定。

现有一种行星齿轮变速箱中，行星架可以作为变速箱的输出端。在容纳腔底部储存有润滑油，当行星架旋转时，行星轮可以接触容纳腔底部的润滑油并将润滑油甩出去至容纳腔的内壁。尤其是，当行星架高速旋转时，润滑油被持续且高速甩出去而在容纳腔的内壁形成油液环，油液环环绕壳体的中轴线且与容纳腔内壁接触。此时，变速箱高速运转，造成容纳腔内的气体发生高温膨胀，高温膨胀气体位于油液环围成的空间内。这会使得变速箱的壳体承受较高压力，这会降低壳体的使用寿命。

因此，如何降低变速箱高速运转所造成的壳体承压过高的问题成为现有技术需要解决的难题。

发明内容

本发明解决的问题是，变速箱高速运转会在变速箱内产生高温膨胀气体而造成壳体承压过高。

为解决上述问题，本发明提供一种行星齿轮变速箱。行星齿轮变速箱包括具有容纳腔的壳体及容纳在所述容纳腔内的行星齿轮组；所述行星齿轮组在工作时，将容纳腔内的润滑油甩向所述容纳腔的内壁而形成油液环，所述油液环环绕所述壳体的中轴线；行星齿轮变速箱还包括：具有通风孔的通风结构；所述通风孔连通所述容纳腔内外并具有位于容纳腔内的入风口，所述入风口沿所述壳体的径向远离所述油液环。

可选地，所述通风结构固定于所述壳体。

可选地，所述行星齿轮变速箱还包括：连接所述行星齿轮组的输入轴和输出轴；所述通风结构设于所述输入轴和输出轴中的至少一个轴。

可选地，所述通风结构为所述至少一个轴的一部分，所述通风孔形成于所述至少一个轴内。

可选地，所述通风孔包括：形成于所述至少一个轴内的槽和第一通孔；所述槽穿过所述至少一个轴位于所述容纳腔外的一端端面，所述第一通孔连通所述槽并穿过所述至少一个轴位于所述容纳腔内的外周面而在所述外周面形成了所述入风口。

可选地，在所述容纳腔内设有遮盖部，所述遮盖部遮盖所述入风口并沿所述通风孔的通风方向与所述入风口隔开。

可选地，沿所述壳体的轴向，所述槽自所述第一通孔分为两部分，所述两部分各自朝着靠近所述第一通孔的方向延伸，并且所述槽至少靠近所述端面的一部分的孔径在朝着靠近所述第一通孔的方向上逐渐增大。

可选地，所述通风结构还包括设于所述槽内的阻挡件，所述阻挡件适于阻挡油液流向所述槽外；所述通风孔还包括形成于所述阻挡件且连通所述槽内外的第二通孔。

可选地，沿所述壳体的轴向，所述阻挡件包括第一段和第二段，所述第一段比第二段靠近所述端面；所述第一段与所述槽的内壁固定连接，且所述第二段沿所述槽的周向与所述槽的内壁具有间隙。

可选地，沿所述轴向，所述第二段远离所述第一段的一端端面形成有第一开口，所述第一通孔具有形成于所述槽的内壁的第二开口，所述第二开口位于所述第一开口和第一段之间。

可选地，沿所述轴向，所述第二通孔至少位于所述第二段内的一部分的孔径在所述第一段指向第二段的方向上逐渐增大。

可选地，所述第一段与所述槽为过盈配合；或者，所述第一段与所述槽的内壁为螺纹连接。

可选地，所述槽具有位于所述端面的槽口，所述阻挡件具有盖设于所述槽口的盖部。

可选地，所述通风结构还包括设于所述通风孔内的通气塞，所述通气塞适于：在所述容纳腔内的气压超过所述容纳腔外的气压预定值时打开以向所述容纳腔外排气。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

行星齿轮变速箱可以包括通风结构，并设计入风口远离油液环并位于油液环围成的空间内。因此，在变速箱高速运转时，在容纳腔内产生高温膨胀气体，高温膨胀气体可以及时经入风口排入通风孔内，并进一步排出到容纳腔外。这可以显著降低容纳腔内的压力，降低容纳腔内的气体对壳体施加的压力大小，壳体所受压力得以降低。这可以提升壳体的使用寿命。

附图说明

图1是本发明具体实施例的行星齿轮变速箱的剖面图；

图2是本发明具体实施例的行星齿轮变速箱的结构示意图，此时行星齿轮变速箱处于高速旋转状态；

图3是图1所示行星齿轮变速箱中输出轴的一部分的剖面图；

图4是本发明具体实施例的行星齿轮变速箱的结构示意图，此时行星齿轮变速箱处于静止或低速状态。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图1，本技术方案提供一种行星齿轮变速箱。行星齿轮变速箱可以包括具有容纳腔1a的壳体1及容纳在容纳腔1a内的行星齿轮组2。参照图2，行星齿轮组2在工作时，可以将容纳腔1a内的润滑油后甩向容纳腔1a的内壁而形成油液环(图2中虚线区域)，油液环环绕壳体1的中轴线。因此，在行星齿轮变速箱中，容纳腔1a中形成油液环的区域可称为油液区1b，容纳腔1a底部的润滑油可以被高速旋转的行星齿轮组2甩出去至油液区1b，油液区1b环绕壳体1的中轴线并且截止至容纳腔1a的内壁，对于变速箱不同转速及不同类型的行星齿轮变速箱，油液区1b距离壳体1的中轴线的距离会不同。

参照图1和图3，行星齿轮变速箱还包括：具有通风孔3a的通风结构。通风孔3a可以连通容纳腔1a内外并具有位于容纳腔1a内的入风口3b，入风口3b沿壳体1的径向远离油液区1b(参考图2)。

结合图2，在变速箱高速运转时，油液区1b中被润滑油所充满而形成油液环，油液环围成的空间内形成高温膨胀气体。由于入风口3b远离油液环并位于油液环围成的空间内，因此高温膨胀气体可以通过入风口3b排入通风孔3a内，并进一步排出到容纳腔1a外。高温膨胀气体被排出去，这可以显著降低容纳腔1a内的压力，降低容纳腔1a内的气体对壳体1施加的压力大小，壳体1所受压力得以降低。这可以提升壳体1的使用寿命。

因此，本技术方案的通风结构可以解决现有技术中变速箱高速运转所造成的壳体承压过高的问题。

参照图1，行星齿轮变速箱还包括：连接行星齿轮组2的输入轴(图中未示出)和输出轴4，输出轴4连接至发动机，发动机输出的扭矩经输入轴传递给行星齿轮组2，行星齿轮组2可以通过输出轴4输出扭矩，驱动车轮转动。例如，输入轴可以连接行星齿轮组2中的齿圈21或太阳轮22，齿圈21或太阳轮22作为行星齿轮组2的输入端；输出轴4可以固定连接行星架20，行星架20可以作为行星齿轮组2的输出端，传递扭矩给输出轴4。结合图2，在太阳轮22与齿圈21之间具有若干行星轮23，所有行星轮23固定于同一行星架20，当行星架20旋转时，带动所有行星轮23搅起润滑油并甩向容纳腔1a的内壁而在油液区1b(参照图2)形成油液环。

参照图1，输入轴和输出轴4均一部分伸入容纳腔1a内且另一部分伸出容纳腔1a外，因此，通风结构可以设于输入轴和输出轴4中的至少一个轴，包括：通风结构可以设于输入轴；或者，通风结构可以设于输出轴4；或者可以在输入轴和输出轴4均设有通风结构。无论何种情况下，均可使得通风孔3a连通容纳腔1a内外。下面以通风结构设于输出轴4为例阐述本技术方案，通风结构设于输入轴的方案可类推之。

这里通风结构设于输出轴4可以包括：通风结构作为独立部件与输出轴固定连接，例如通风结构可以包括通风管，将通风管穿过输出轴并将伸入容纳腔内的管口作为入风口；或者，结合图3，通风结构可以是输出轴4的一部分，通风孔3a可以形成于输出轴4内。

通风结构可以利用输出轴4的一部分来形成，不会在容纳腔1a内外引入其他结构而影响变速箱的结构布局，无需占用额外空间，结构简单，有利于变速箱的紧凑设计。

参照图3，通风孔3a可以包括：形成于输出轴4内的槽3c和第一通孔3d；槽3c可以穿过输出轴4位于容纳腔1a外的一端端面40，第一通孔3d可以连通槽3c并穿过输出轴4位于容纳腔1a内的外周面41而在外周面41形成了入风口3b。

结合图4，当变速箱静止或低速运转时，容纳腔1a底部的润滑油的液面基本无变化，此时输出轴4(图4未示出输出轴)位于液面以上，因此入风口3b处于润滑油以上；结合图2，当变速箱高速运转时，在油液区1b形成油液环，油液环环绕输出轴4但不接触输出轴4(图2未示出输出轴)，因此容纳腔1a内的高温膨胀气体可以经入风口3b、第一通孔3d及槽3c排出到容纳腔1a外，降低容纳腔1a内压力。

参照图3，第一通孔3d可以具有至少两个，沿所述输出轴4的圆周方向排布，并均连通槽3c。多个第一通孔3d可以及时、快速地将高温膨胀气体排出，有利于容纳腔1a及时释放压力。而且多个第一通孔3d沿圆周方向排布，使得高温膨胀气体可以在圆周方向上均衡释放压力。除此之外，第一通孔可以是一个。

另外，考虑到容纳腔1a内的润滑油难免会朝向输出轴4溅射，因此不可避免地，会有润滑油从入风口3b经第一通孔3d进入槽3c内，但应该避免润滑油从槽3c泄漏出去。

沿壳体1的轴向，槽3c自第一通孔3d分为两部分，所述两部分各自朝着靠近第一通孔3d的方向延伸，这包括：槽3c分为第一通孔3d左侧的一部分，靠近端面40并可以从端面40朝着靠近第一通孔3d的方向延伸；以及第一通孔3d右侧的一部分，远离端面40并可以从底面42朝着靠近第一通孔3d的方向延伸。并且，槽3c至少靠近所述端面40的一部分的孔径在朝着靠近第一通孔3d的方向上逐渐增大，这包括：槽3c位于第一通孔3d左侧靠近端面40的一部分的孔径在朝着靠近第一通孔3d的方向上逐渐增大，且槽3c位于第一通孔3d右侧远离端面40的一部分的孔径也在朝着靠近第一通孔3d的方向上逐渐增大；或者，除此之外，仅槽位于第一通孔左侧靠近端面的一部分的孔径在朝着靠近第一通孔的方向上逐渐增大。

因此，槽3c位于第一通孔3d左右两侧的两部分的内壁接近于去顶圆锥面，并在第一通孔3d的位置形成环形凹坑。从第一通孔3d流入的润滑油可能分别沿轴向分别向两侧流动，但是随着输出轴4旋转，两侧的润滑油会因离心力作用而分别沿槽3c的内壁向孔径逐渐增大的方向流动，即向环形凹坑内聚汇(参考虚线箭头A、A')，之后从第一通孔3d再回流入容纳腔1a内。因此，这可以有效避免润滑油从槽3c泄露出去。

一般情况下，从第一通孔3d向右侧流动的润滑油会被底面42阻挡而不会泄露，反而是向左侧流动的润滑油存在泄露的风险较大。因此，作为可行方案，可以仅槽位于第一通孔左侧靠近端面的一部分的孔径在朝着靠近第一通孔的方向上逐渐增大，避免润滑油泄露出去。

第一通孔3d具有至少两个，并位于环绕输出轴4的同一圆周上，因此，槽3c形成了一个环形凹坑，第一通孔3d均通向这一环形凹坑。

参照图1和图3，通风结构还可以包括设于槽3c内的阻挡件5，阻挡件5可以适于阻挡油液流向槽外3c，在这种情况下，可以降低润滑油泄露的风险。为保持通风，通风孔3a还可以包括形成于阻挡件5且连通槽3c内外的第二通孔3e，使得高温膨胀气体能够通过槽3c及第二通孔3e排出到容纳腔1a外。

沿壳体1的轴向，阻挡件5可以包括第一段51和第二段52，第一段51比第二段52靠近端面41，第一段51与槽3c的内壁固定连接，且第二段52可以沿槽3c的周向与槽3c的内壁具有间隙。从第一通孔3d流入槽3c内的润滑油会大部分可以直接流向第二段52与槽3c的内壁之间的间隙，但会遭到第一段51的阻挡而不能泄漏，并聚集在所述间隙内，并在之后从第一通孔3d回流到容纳腔1a内。因此，第二段52与槽3c之间的间隙降低了润滑油流入第二通孔3e的几率，降低润滑油泄漏的风险。

沿轴向，第二段52远离第一段51的一端端面520形成有第一开口52a，第一通孔3d可以具有形成于槽3c的内壁的第二开口3f，第二开口3f位于第一开口52a和第一段51之间。因此，第二开口3f不直接对准第一开口52a，可以避免从第二开口3f流入槽3c内的润滑油直接流入第一开口52a，降低润滑油泄漏的几率。

第二通孔3e包括位于第一段51内的一部分和位于第二段52内的另一部分，这两部分连通。沿轴向，第二通孔3e至少位于第二段52内的一部分的孔径在第一段51指向第二段52的方向上逐渐增大。即使在第二通孔3e内流入润滑油，在输出轴4旋转时，第二通孔3e内的润滑油受离心力作用会沿着第二通孔3e的内壁向孔径逐渐增大的方向流动，也就是在第一段51指向第二段52的方向流动(参考图3所示虚线箭头B)，并可以回流到槽3c内，降低润滑油泄漏的几率。

槽3c具有位于输出轴4的端面41的槽口3g，阻挡件5可以具有盖设于槽口3g的盖部50。盖部50可以密封槽口3g，在一定程度上阻挡润滑油从槽口3g流出去。另一方面，盖部50可以作为阻挡件5与输出轴4安装过程中的操作部，有利于阻挡件5装配。

盖部50与第一段51连接在一起，第一段51与槽3c可以为过盈配合；或者，第一段51可以与槽3c的内壁为螺纹连接。这均能实现阻挡件5与输出轴4固定连接。

为了避免容纳腔1a外的杂质进入容纳腔1a内，通风结构还可以包括设于通风孔3a内的通气塞(图中未示出)，这可以包括：通气塞设于第二通孔3e内、槽3c内或者第一通孔3d内。例如，第二通孔3e位于第一段51及盖部50内的一部分可以容纳并固定通气塞。通气塞可以适于：在容纳腔1a内的气压超过容纳腔1a外的气压至预定值时打开以向第二通孔3e外排气，此时向容纳腔1a外流出的高温膨胀气体可以阻挡外界杂质流入第二通孔3e；相应地在容纳腔1a内的气压未超过容纳腔1a外的气压至预定值时，通气塞可以保持关闭，以防止外界杂质进入容纳腔1a而污染润滑油。

通气塞可以包括：具有通道的塞体；塞体内设有阀片及复位弹簧；塞体内壁设有通孔。正常情况下，阀片位于通孔的上游，复位弹簧顶住阀片以阻断通道；当阀片背对复位弹簧的端面受到高温膨胀气体的较大气压，复位弹簧被压缩，阀片运动至通孔的下游，使得高温膨胀气体从通孔排出。

参照图1，上面详细介绍了如何避免润滑油泄漏的方案，除此之外的另一种技术方案是，在容纳腔1a内设有遮盖部(图中未示出)，遮盖部遮盖入风口3b并沿通风孔3a的通风方向与入风口3b隔开。遮盖部遮盖入风口3b，但不封闭入风口3b，从而通风孔3a可以起到通风作用。遮盖部可以是板、或罩。遮盖部可以与输出轴4的外周面固定连接。

需要说明的是，图1所示行星齿轮变速箱中，行星架20可以作为输出端，这仅是一个示例。在不同类型的行星齿轮变速箱中，太阳轮、行星架及齿圈中任意一个可以输入端，而另外一个可以作为输出端，但不论何种情形，行星齿轮组高速运转均会在容纳腔内形成油液环。当然，无论何种情形，行星齿轮变速箱均包括输入轴和输出轴，因此本技术方案的通风结构可以应用于各种类型的行星齿轮变速箱中。

除了通风结构可以设于输出轴4和/或输入轴，通风结构可以固定于变速箱的壳体1。壳体1具有沿环绕中轴线的侧壁及沿轴向相对设置的端壁，“通风结构可以固定于变速箱的壳体1”可以包括：通风结构可以穿过并固定于壳体1的侧壁或任一端壁，并确保入风口位于容纳腔内并远离油液区1b，例如可以利用通风管伸入到容纳腔1a内。在这种情况下，可以在入风口附近设置遮盖部来阻挡溅射的润滑油流入通风孔；或者，可以使得入风口沿轴向面向任一端壁。由于润滑油大部分是沿垂直于壳体中轴线的方向溅射，因此入风口面向任一端壁，不会直接面对溅射的润滑油，有效降低润滑油进入入风口的风险。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (14)

1.一种行星齿轮变速箱，包括具有容纳腔的壳体及容纳在所述容纳腔内的行星齿轮组；所述行星齿轮组在工作时，将容纳腔内的润滑油甩向所述容纳腔的内壁而形成油液环，所述油液环环绕所述壳体的中轴线；

其特征在于，还包括：具有通风孔的通风结构；

所述通风孔连通所述容纳腔内外并具有位于容纳腔内的入风口，所述入风口沿所述壳体的径向远离所述油液环。

2.如权利要求1所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，所述通风结构固定于所述壳体。

3.如权利要求1所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，所述行星齿轮变速箱还包括：连接所述行星齿轮组的输入轴和输出轴；所述通风结构设于所述输入轴和输出轴中的至少一个轴。

4.如权利要求3所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，所述通风结构为所述至少一个轴的一部分，所述通风孔形成于所述至少一个轴内。

5.如权利要求4所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，所述通风孔包括：形成于所述至少一个轴内的槽和第一通孔；所述槽穿过所述至少一个轴位于所述容纳腔外的一端端面，所述第一通孔连通所述槽并穿过所述至少一个轴位于所述容纳腔内的外周面而在所述外周面形成了所述入风口。

6.如权利要求1-5任一项所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，在所述容纳腔内设有遮盖部，所述遮盖部遮盖所述入风口并沿所述通风孔的通风方向与所述入风口隔开。

7.如权利要求5所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，沿所述壳体的轴向，所述槽自所述第一通孔分为两部分，所述两部分各自朝着靠近所述第一通孔的方向延伸，并且所述槽至少靠近所述端面的一部分的孔径在朝着靠近所述第一通孔的方向上逐渐增大。

8.如权利要求5所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，所述通风结构还包括设于所述槽内的阻挡件，所述阻挡件适于阻挡油液流向所述槽外；所述通风孔还包括形成于所述阻挡件且连通所述槽内外的第二通孔。

9.如权利要求8所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，沿所述壳体的轴向，所述阻挡件包括第一段和第二段，所述第一段比第二段靠近所述端面；所述第一段与所述槽的内壁固定连接，且所述第二段沿所述槽的周向与所述槽的内壁具有间隙。

10.如权利要求9所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，沿所述轴向，所述第二段远离所述第一段的一端端面形成有第一开口，所述第一通孔具有形成于所述槽的内壁的第二开口，所述第二开口位于所述第一开口和第一段之间。

11.如权利要求9所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，沿所述轴向，所述第二通孔至少位于所述第二段内的一部分的孔径在所述第一段指向第二段的方向上逐渐增大。

12.如权利要求9所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，所述第一段与所述槽为过盈配合；或者，所述第一段与所述槽的内壁为螺纹连接。

13.如权利要求8所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，所述槽具有位于所述端面的槽口，所述阻挡件具有盖设于所述槽口的盖部。

14.如权利要求1所述的行星齿轮变速箱，其特征在于，所述通风结构还包括设于所述通风孔内的通气塞，所述通气塞适于：在所述容纳腔内的气压超过所述容纳腔外的气压预定值时打开以向所述容纳腔外排气。