CN107923494A - 载荷分配装置 - Google Patents

Abstract

一种用于将来自于原动机的原动力传递到两个传动轴的装置，包括：具有纵向轴线的输入轴；载荷传输构件，其与输入轴接合并且围绕垂直于输入轴的纵向轴线旋转以及与输入轴相关联的第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮。该装置还包括第一传动轴，其具有用于与第一输入轴齿轮啮合的第一传动齿轮；以及第二传动轴，其具有用于与第二输入轴齿轮啮合的第二传动齿轮。第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮在载荷传输构件上的不同位置处与该载荷传输构件接合，以将原动力从输入轴传递到第一传动轴和第二传动轴。

Description

载荷分配装置

技术领域

本发明涉及载荷分配装置，更具体地说但并非是排它性地、涉及用于双传动轴传动装置的载荷分配装置。

背景技术

传动装置是通过其将驱动力或扭矩从驱动元件(例如，发动机、电机、轮、风力涡轮机等)传递到从动元件(例如，轴、轮发电机等)的机构；在传统机动车设置中它位于从发动机到轴之间。机动车传动装置通常包括变速箱，该变速箱包括具有不同传动比的多组齿轮，并且能够用于在需求改变时在这些组齿轮之间进行切换。

传统变速箱包括通常被称为副轴的单个传动轴。然而，随着面向较高数量齿轮以增加总效率的当前趋势，通常地提供第二副轴。比如，当允许两个“较短”副轴并排布置而不是一个“较长”副轴布置时，该第二副轴使传动装置能够保持紧凑。在该双副轴传动装置中，传递到两个副轴的扭矩需要相等，以使性能最大化、磨损最小化并且增加耐用性。然而，由于传动装置部件的通常制造公差，在没有额外补偿元件的情况下，被传递的扭矩的相等分配通常在大量生产中不能经济地实现。

本发明试图克服或至少减少与现有技术相关的问题。

发明内容

本发明的第一方面提供了用于将来自原动机的原动力传递到两个传动轴的装置，包括：具有纵向轴线的输入轴；载荷传输构件，其中该载荷传输构件与输入轴接合并且围绕与输入轴的纵向轴线垂直的轴线旋转；与输入轴相关联的第一输入轴齿轮，以及与输入轴相关联的第二输入轴齿轮；第一传动轴，其具有构造为与第一输入轴齿轮啮合的第一传动齿轮，以及第二传动轴，其具有构造为与第二输入轴齿轮啮合的第二传动齿轮，其中第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮在载荷传输构件上的上不同位置处与该载荷传输构件接合以将原动力从输入轴传递到第一传动轴和第二传动轴。

有利地，将第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮布置为经由在可旋转载荷传输构件上的不同位置与输入轴接合，提供了传递的原动力在第一传动轴与第二传动轴之间的均匀分配。

载荷传输构件优选地包括用于与第一输入轴齿轮接合的第一加载区域以及用于与第二输入轴齿轮接合的第二加载区域，并且其中载荷传输构件限定中心点并且第一加载区域和第二加载区域与中心点等距地间隔开。

有利地，将两个接触点以距可旋转载荷传输构件相等间距进行布置提供了原动力在第一传动轴与第二传动轴之间的更均匀的分配。

优选地，第一加载区域和第二加载区域分别与第一输入齿轮和第二输入齿轮滑动接触。

有利地，该布置能够使得第一加载区域和第二加载区域与第一输入齿轮和第二输入齿轮之间的接触点因第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮相对于彼此旋转时的小变化而滑动。该布置有利地进一步提供了原动力在第一传动轴与第二传动轴之间的更加均匀的分配。

优选地，第一加载区域和第二加载区域是圆形的。

有利地，该布置在载荷传输构件与第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮之间提供了平滑接触点以减小接触应力。

第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮中的每个优选地包括设置为相应地与第一加载区域和第二加载区域接合的周向狭槽。

有利地，该布置提供了将第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮安装到载荷传输构件的容易方式。

优选地，第一输入轴齿轮的周向狭槽设置为接收第一加载区域并且第二输入轴齿轮的周向狭槽设置为接收第二加载区域。

更优选地，周向狭槽限定相对侧壁，并且在每个相对侧面处设置有接触垫，该接触垫构造为与侧壁的形状以及第一加载区域和第二加载区域的形状一致。

有利地，当接触垫构造为与侧壁的形状一致时，它们能够容易地适配并且提供大的接触面积。垫还构造为与加载区域的形状一致，这再次提供了更大的接触表面面积，这再次提供了较大的接触表面面积、从而减小了磨损并且由此增加了传输构件以及由此传动装置的寿命。

在一个实施方式中，接触垫是独立于载荷传输构件和输入轴齿轮的部件。

有利地，该布置使垫能够沿周向狭槽的侧面滑动以补偿第一输入轴齿轮与第二输入轴齿轮之间的相对移动，从而减小磨损并且由此延长了传动装置的寿命。

输入轴优选地邻近输入轴的第一纵向端包括径向突出部。

有利地，该布置提供了将载荷传输构件旋转地固定到输入轴的简单方法。

优选地，径向突出部限定周边，此外其中载荷传输构件包括与径向突出部的周边基本上一致的中心穿孔。

有利地，这提供了将载荷传输构件适配到径向突出部的容易的方法。

更优选地，径向突出部基本上是圆柱形的。

载荷传输构件优选地旋转地安装在径向突出部上。

有利地，该布置使载荷传输构件能够在不需要轴承或其它紧固装置的情况下旋转地固定到径向突出部。

优选地，载荷传输构件在前视图中基本上是圆十字形。

附图说明

现在将参照附图描述本发明的实施方式，在附图中：

图1是根据本发明的装置的等距横截面视图；

图2是图1的装置的输入轴的等距视图，该输入轴上布置有载荷传输构件；

图3是图2的输入轴的侧视图；

图4是图1的装置的输入轴的等距视图；

图5是图1的装置的载荷传输构件的等距视图；

图6是图1的装置的输入轴齿轮和接触垫的等距视图；

图7是图6的输入轴齿轮的前视图；以及

图8是图1的装置的接触垫的等距视图。

具体实施方式

首先参照图1，以用于将原动力从原动机传递到两个传动轴的传动装置形式的装置总体上以附图标记10指示。传动装置10包括输入轴12、第一输入齿轮14和第二输入齿轮16、多个载荷传输构件18和多个接触垫36。在示出的实施方式中，使用六个载荷传输构件以及与该六个载荷传输构件相关联的十二个接触垫，但是应该理解的是可以使用任何适当数量的载荷传输构件。

输入轴12限定沿纵向轴线延伸的轴体20。输入轴12邻近轴体20的第一纵向端(也称为输入端)设有多个花键22。输入轴12邻近轴体20的第二纵向端(也称为输出端)还设有围绕轴体20周向定位的多个安装件24。花键22构造为与原动机(未示出)的部件接合，以便将原动机产生的原动力(即扭矩)从花键22沿轴体20朝向安装件24传递。

传动装置10还包括设置在输入轴12周围的第一输入轴齿轮14和设置在输入轴12周围的第二输入轴齿轮16。载荷传输构件18经由多个安装件24与输入轴12接合。载荷传输构件18定位在输入轴12上或安装到输入轴12以便能够围绕与输入轴的纵向轴线垂直的轴线旋转，其中旋转轴线是安装件24的中心点。

载荷传输构件18包括第一纵向端26和第二纵向端28，当定位在安装件24上时该第一纵向端和第二纵向端定位在该安装件的相对侧处。第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16构造为与多个载荷传输构件18接合，从而可以将来自原动机的扭矩传递到第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮。在示出的实施方式中，第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16经由两个接触垫36与多个载荷传输构件18接合。然而应该理解的是，可以不设置接触垫36，并且载荷传输构件18可以与第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16直接地接合。第一输入轴齿轮14在载荷传输构件18的第一端26处与载荷传输构件18接合，并且第二输入轴齿轮16在载荷传输构件18的第二端28处与载荷传输构件18接合。在使用中，第一输入轴齿轮14布置为经由第一传输齿轮(未示出)与也被称为第一副轴的第一传动轴(未示出)接合。第二输入轴齿轮16布置为经由第二传输齿轮(未示出)与第二传动轴(未示出)接合。

经由载荷传输构件18将第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16间接地安装到输入轴12使得从原动机传递到输入轴齿轮14、16的扭矩能够在其间分配，从而使扭矩从单个输入轴传送到两个传动轴。制造缺陷导致在第一传动轴和第二传动轴上的第一传输齿轮和第二传输齿轮之间的角度未对准。如果输入轴齿轮14、16刚性地安装在输入轴12上，则显著不相等的扭矩将被传递到第一传动轴和第二传动轴。使载荷传输构件18能够围绕径向突出部24自由地枢转或旋转，允许载荷传输构件18在载荷传输构件的纵向端26处与第一输入轴齿轮14接合或在载荷传输构件18的纵向端28处与第二输入轴齿轮16接合。当扭矩施加到输入轴12时，载荷传输构件18与第一输入轴齿轮14或第二输入轴齿轮16接合并且围绕径向突出部24枢转，直到其与第一输入轴齿轮14或第二输入轴齿轮16中的另一个接合。这会导致相等的扭矩被传递到第一传动轴14和第二传动轴16，由此补偿任何制造缺陷。

第一齿轮14和第二齿轮16仅沿轴向方向固定在输入轴12上并且构造为能够自由地旋转。在示出的实施方式中，载荷传输构件18是独立于轴12的部件并且布置在安装件24上但未固定到该安装件。在另选的实施方式中，可以将不同类型的轴承安装在载荷传输构件18与输入轴12之间，以减少磨损和噪音。

参照图2至图5，更加详细地示出了图1的输入轴12和载荷传输构件18。输入轴12邻近输入轴12的第一纵向端还包括以径向突出部24形式的安装件24。在示出的实施方式中，径向突出部24基本上是圆柱形并且远离输入轴12的外表面径向地延伸。提供圆形横截面的径向突出部24使得载荷传输构件18能够可旋转地固定到输入轴12。在另选实施方式中，径向突出部是独立部件，其然后经由例如紧固件固定到输入轴12。

径向突出部24限定基本上圆形的外周边并且载荷传输构件18具有设置为与径向突出部24的周边一致的中心穿孔30。这使得载荷传输构件18能够可旋转地固定到径向突出部24(但是并未固定到那里)以便能够围绕与输入轴12的表面垂直的轴线旋转。此外，这种布置能够使载荷传输构件在不需要轴承或其它紧固装置的情况下可旋转地固定到径向突出部。然而，应该理解的是在另选实施方式中，载荷传输构件18可以经由任何适当装置可旋转地固定到输入轴12。

载荷传输构件18在前视图中基本上是圆十字形。载荷传输构件18包括布置为与第一输入轴齿轮14接合的第一加载区域26和布置为与第二输入轴齿轮16接合的第二加载区域28。第一加载区域26和第二加载区域28与中心穿孔30等距地间隔开。这提供了来自原动机的原动力在第一传动轴与第二传动轴之间的均匀分配。

在示出的实施方式中，第一加载区域26和第二加载区域28中的每个由一对圆角部或凸角32形成。这些圆角部32构造为在载荷传输构件18与第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16之间提供平滑的接触点，这使得加载区域26、28能够相应地在第一输入齿轮和第二输入齿轮上更均匀地滑动。然而，在另选实施方式中，角部可以是平的或者任何其它适当形状。

参照图6至图8，更加详细地示出了输入轴齿轮14。下面的描述基于第一输入轴齿轮14。在示出的实施方式中，第一输入轴齿轮14是第二输入轴齿轮16的镜像，并且因此应该理解的是关于第一输入轴齿轮14的描述也对应于第二输入轴齿轮16的特征。

在示出的实施方式中，齿轮14、16的齿是螺旋形的，并且因此第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16的螺旋结构是相反的，即一个左旋并且另一个右旋(如图1中示出的)。这种布置改进了传递扭矩在两个传动轴之间的平衡。然而，在另选实施方式中，齿轮14、16可以是相同的，或者可以使用第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16的任何其它适当的布置。

第一输入轴齿轮14设有围绕第一输入轴齿轮14周向地布置的一系列狭槽34，其设置为接收载荷传输构件18的第一加载区域26。狭槽34限定与第一输入轴齿轮14的旋转轴线共轴的圆。周向狭槽34的数量设置为与径向突出部24的数量匹配并且由此与在该系统中使用的载荷传输构件18的数量匹配。因此，尽管在示出的实施方式中示出了六个周向狭槽34，但应该理解的是可以使用任何适当数量的周向狭槽34以及由此的载荷传输构件18。

第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16的每个周向狭槽34设置为相应地接收载荷传输构件18的第一加载区域26或第二加载区域28，以便传递来自原动机的原动力。

如在图8中更加详细示出的接触垫36设置在每个周向狭槽34的各相对侧壁38处。接触垫36设有基本上平坦表面40，其构造为与周向狭槽34的侧壁38的表面一致以便能够沿该表面滑动。接触垫36在接触垫36的与平坦表面40相对的侧面上设有第二表面42。该第二表面42设有凹入区域44，该凹入区域构造为与第一加载区域26和第二加载区域28的圆角部32一致。

这种布置使接触垫36能够与侧壁38的形状一致并且容易地适配且提供较大的接触面积。垫36还构造为与加载区域32的形状一致，这再次提供了更大的接触表面面积。增加接触垫36与输入轴齿轮14之间、以及此外接触垫36与载荷传输构件18之间的接触，减小了部件的磨损并且总体上增加了载荷传输构件18和传动装置的寿命。

在示出的实施方式中，各接触垫36是独立于载荷传输构件18和输入轴齿轮14、16的部件。这使得接触垫36能够沿周向狭槽34的侧面38滑动，以补偿第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16之间的相对移动。这导致第一加载区域26和第二加载区域28经由接触垫36相应地与第一输入齿轮14和第二输入齿轮16滑动接触。这使得第一加载区域26和第二加载区域28与第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16之间的接触点因第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮相对于彼此旋转时的小变化而滑动，从而致使原动力在第一传动轴与第二传动轴之间更均匀的分配。

由于制造公差，第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16的角位置偏差可能相应地在第一输入轴齿轮14或第二输入轴齿轮16与第一传动轴或第二传动轴的齿轮之间是不同的。即使这种偏差的非常小的差异都可能造成被传递载荷的显著不均匀分配。这可能致使一个轴上的部件过载，从而导致一个轴的磨损增加、使用寿命较短，并且可能导致传动装置的噪音增大。齿轮的小的相对移动可以补偿因制造公差引起的未对准的差异，同时保持载荷均等地分配在第一输入轴齿轮14和第二输入轴齿轮16上，并且由此将均等的载荷传递到两个传动轴。

尽管已经参照一个或多个优选实施方式描述了本发明，但应该理解的是，可以在不偏离如在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下作出各种改变或修改。

Claims (13)

1.一种用于将来自原动机的原动力传递到两个传动轴的装置，包括：

输入轴，其具有纵向轴线；

载荷传输构件，其中所述载荷传输构件与所述输入轴接合并且围绕与所述输入轴的纵向轴线垂直的轴线旋转；

与所述输入轴相关联的第一输入轴齿轮以及与所述输入轴相关联的第二输入轴齿轮；

第一传动轴，其具有构造为与所述第一输入轴齿轮啮合的第一传动齿轮；以及第二传动轴，其具有构造为与所述第二输入轴齿轮啮合的第二传动齿轮，

其中所述第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮在所述载荷传输构件上的不同位置处与所述载荷传输构件接合，以将所述原动力从所述输入轴传递到所述第一传动轴和第二传动轴。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述载荷传输构件包括用于与所述第一输入轴齿轮接合的第一加载区域以及用于与所述第二输入轴齿轮接合的第二加载区域，并且其中所述载荷传输构件限定中心点并且所述第一加载区域和第二加载区域与所述中心点等距地间隔开。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第一加载区域和第二加载区域分别与所述第一输入齿轮和第二输入齿轮滑动接触。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第一加载区域和第二加载区域是圆形的。

5.根据上述权利要求任一项所述的装置，其中所述第一输入轴齿轮和第二输入轴齿轮中的每个包括设置为相应地与所述第一加载区域和第二加载区域接合的周向狭槽。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述第一输入轴齿轮的周向狭槽设置为接收所述第一加载区域，并且所述第二输入轴齿轮的周向狭槽设置为接收所述第二加载区域。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其中所述周向狭槽限定相对侧壁，并且在每个所述相对侧面处设置有接触垫，所述接触垫构造为与所述侧壁的形状以及所述第一加载区域和第二加载区域的形状一致。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述接触垫是独立于所述载荷传输构件和所述输入轴齿轮的部件。

9.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中所述输入轴邻近所述输入轴的第一纵向端还包括径向突出部。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述径向突出部限定周边，此外其中所述载荷传输构件包括与所述径向突出部的周边基本上一致的中心穿孔。

11.根据权利要求9或权利要求10所述的装置，其中所述径向突出部基本上是圆柱形的。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的装置，其中所述载荷传输构件可旋转地安装在所述径向突出部上。

13.根据上述权利要求中任一项所述的装置，其中所述载荷传输构件在前视图中基本上是圆十字形。