CN108656868A - 具有离合器套环的组件及制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有离合器套环的组件、一种离合器套环、以及一种制造离合器套环的方法。所述离合器套环可以具有在远离轴线延伸的方向上连续弯曲的离合器套环齿。所述离合器套环齿可以被提供具有鸠尾轮廓。

Description

具有离合器套环的组件及制造方法
技术领域
本披露涉及一种离合器套环、一种具有离合器套环的组件、以及一种制造离合器套环的方法。
背景技术
美国专利公开号2016/0341260中披露了一种具有离合器套环的车桥组件。
发明内容
在至少一个实施例中，提供了一种离合器套环。所述离合器套环可以具有外表面、内表面、离合器套环平面齿轮、以及环形凹槽。所述外表面可以围绕轴线延伸。所述内表面可以被布置成与所述外表面相反。所述离合器套环平面齿轮可以具有齿，所述齿可以从所述内表面延伸至所述外表面。所述齿可以具有第一侧面和第二侧面，所述第二侧面可以被布置成与所述第一侧面相反。所述第一侧面和所述第二侧面在从所述内表面延伸至所述外表面的方向上可以连续弯曲。所述环形凹槽可以与所述离合器套环平面齿轮间隔开、并且可以从所述外表面朝向所述轴线延伸。所述齿可以具有鸠尾轮廓，在所述鸠尾轮廓中，所述第一侧面和所述第二侧面在远离所述环形凹槽延伸的轴向方向上可以渐进地相距更远。
在至少一个实施例中，提供了一种传动系组件。所述传动系组件可以具有轴、齿轮、以及离合器套环。所述轴可以具有花键并且可以围绕轴线可旋转。所述齿轮可以接纳所述轴并且可以围绕所述轴线相对于所述轴可旋转。所述齿轮可以具有平面齿轮，所述平面齿轮可以具有可以围绕所述轴线安排的一组齿。所述一组齿的每个成员可以具有在远离所述轴线延伸的方向上可以连续弯曲的第一侧面和第二侧面。所述离合器套环可以被可移动地布置在所述轴上。所述离合器套环可以具有离合器套环孔、离合器套环花键、以及离合器套环平面齿轮。所述离合器套环孔可以接纳所述轴。所述离合器套环花键可以被布置在所述离合器套环孔中。所述离合器套环花键可以与所述轴的花键相匹配以抑制所述离合器套环相对于所述轴的旋转。所述离合器套环平面齿轮可以具有一组离合器套环齿。所述一组离合器套环齿的每个成员可以具有在远离所述轴线延伸的方向上可以连续弯曲的第一侧面和第二侧面。所述齿轮的所述一组齿可以具有第一鸠尾轮廓，在所述第一鸠尾轮廓中，所述第一侧面和所述第二侧面在朝向所述离合器套环延伸的轴向方向上可以渐进地相距更远。所述一组离合器套环齿可以具有第二鸠尾轮廓，在所述第二鸠尾轮廓中，所述第一侧面和所述第二侧面在朝向所述齿轮延伸的轴向方向上可以渐进地相距更远。
在至少一个实施例中，提供了一种制造离合器套环的方法。所述方法可以包括：提供环形的离合器套环本体，所述离合器套环本体具有围绕离合器套环孔延伸的齿顶表面。第一切削工具可以在有待在相邻的离合器套环齿轮的齿之间提供间隙处从所述齿顶表面上的离散位置去除材料。第二切削工具可以去除材料以增加在相邻的离合器套环齿之间的间隙。所述第一切削工具可以形成所述第一齿的第一连接表面和第二齿的第二连接表面。所述第二切削工具可以形成所述第一齿的第一侧面、所述第二齿的第二侧面、以及齿根表面，所述齿根表面从所述第一侧面延伸至所述第二侧面。所述第一侧面可以从所述第一连接表面延伸至所述齿根表面。所述第二侧面可以从所述第二连接表面延伸至所述齿根表面。所述第一侧面、所述齿根表面、以及所述第二侧面可以协作以在所述第一齿与所述第二齿之间限定鸠尾开口。
附图说明
图1是被配置成车桥组件的传动系组件的透视图。
图2是传动系组件的一部分沿截面线2-2的截面视图。
图3是传动系组件的一部分的分解视图，包括轴、离合器套环、以及桥间差速器单元。
图4是离合器套环的透视图。
图5是图3中所示的传动系组件的一部分的放大视图，其中离合器套环处于脱离接合位置。
图6是传动系组件的一部分的放大视图，其中离合器套环处于接合位置。
图7是传动系组件的一部分的放大视图，其中离合器套环处于部分接合位置。
图8是沿截面线8-8的截面视图。
图9和图10是截面视图，示出了离合器套环处于接合位置和部分接合位置。
图11示出了在切出离合器套环齿之前离合器套环的环形本体。
图12a和图12b示出了正从离合器套环去除材料的第一切削工具。
图13a和图13b示出了正从离合器套环去除材料的第二切削工具。
具体实施方式
按照要求，在此披露了本发明的详细实施例；然而应理解的是，所披露的实施例仅是本发明的示例，所述实施例可以是以不同的和替代的形式来实施的。这些附图不一定是按比例的；某些特征可以被夸大或最小化以便示出个别部件的细节。因此，在此披露的具体的结构上和功能上的细节不得理解为是限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。
参见图1，示出了传动系组件10的实例。在图1中，传动系组件10被描绘为车桥组件；然而，传动系组件也可以被配置为分动箱或轮毂组件。传动系组件10可以被提供在机动车辆上，像卡车、客车、农机设备、采矿设备、军事运输或武装车辆，或者用于陆地、空中、或海洋容器的货物装载设备。在一个或多个实施例中，所述机动车辆可以包括用于运输货物的拖车。
传动系组件10可以是车辆传动系的一部分，所述车辆传动系可以对一个或多个牵引轮组件提供转矩，所述牵引轮组件可以包括安装在车轮上的轮胎。可以向所述车辆提供一个或多个传动系组件10。例如，被配置为车桥组件的传动系组件10可以是单个驱动车桥组件或者可以被配置为串接车桥构型或多车桥构型的一部分，所述串接车桥构型或多车桥构型可以包括可以串联连接的多个车桥组件。为了清楚起见，传动系组件10主要被描绘和描述为车桥组件。
参见图1和图2，车桥组件可以包括壳体20、输入轭22、输入轴24、驱动齿轮26、桥间差速器单元28、输出轴30、输出轭32、小齿轮34、从动齿轮36、环齿轮38、一个或多个半轴40、以及离合器套环42。示出这些部件以便于简要讨论车桥组件的运行。
壳体20可以接纳车桥组件的多个不同部件。此外，壳体20可以便于将车桥组件安装到车辆上。
输入轭22可以便于将车桥组件联接至转矩源上。例如，输入轭22可以联接至驱动轴上，所述驱动轴可以操作性地连接至变速器。可替代地，输入轭22可以联接至连接轴或传动轴，所述连接轴或传动轴可以联接至另一个车桥组件或分动箱的输出轭。输入轭22可以被布置在输入轴24上。
输入轴24可以沿着轴线50延伸并且可以围绕所述轴线可旋转。例如，输入轴24可以由一个或多个滚子轴承可旋转地支撑，所述一个或多个滚子轴承可以被布置在壳体20上。输入轴24可以操作性地连接至桥间差速器单元28上，在车桥组件对另一个车桥组件提供转矩时可以提供所述桥间差速器单元。如在图3中最佳示出的，输入轴24可以包括花键60。
花键60可以包括可以围绕轴线50安排的一组花键齿。所述花键齿可以主要在轴向方向上或者在与轴线50相同的方向上延伸。所述花键齿可以是彼此间隔开的，从而使得在相邻的花键齿之间提供空隙。所述空隙可以接纳离合器套环42上的花键齿，如在下文中将更详细地讨论的。
参见图2和图3，驱动齿轮26可以接纳输入轴24。在至少一个构型中，驱动齿轮26可以具有中心孔和轴承，所述中心孔可以接纳输入轴24，所述轴承可以接纳输入轴24并且可以可旋转地支撑驱动齿轮26。所述轴承(如果提供了的话)可以允许驱动齿轮26在某些运行条件下围绕输入轴24或相对于所述输入轴进行旋转。驱动齿轮26可以包括外齿轮70、平面齿轮72、以及内齿轮74。
外齿轮70可以包括多个齿，所述多个齿可以接合从动齿轮36上的齿并且可以与之啮合。例如，这些齿可以是围绕驱动齿轮26的外径来安排的。
平面齿轮72可以包括一组齿76，这一组齿可以安排在驱动齿轮26的可以背离桥间差速器单元28并且朝向离合器套环42的一侧或一面上。平面齿轮72的齿76可以选择性地接合离合器套环42上的齿，如在下文中将更详细地讨论的。平面齿轮72的齿76可以具有与离合器套环42的齿相同的构型或类似的构型。如此，在下文中将呈现对平面齿轮72的齿76的构型进行的更详细的讨论。总体而言，平面齿轮72的齿76可以具有螺旋构型并且可以具有鸠尾轮廓，在所述鸠尾轮廓中，齿在朝向离合器套环42延伸的轴向方向上变得更宽。平面齿轮72的齿76的鸠尾构型可以与离合器套环的齿的鸠尾构型互锁以提供负压角，在提供转矩时所述负压角有助于离合器套环42与平面齿轮72保持接合。
内齿轮74可以被布置在驱动齿轮26的与平面齿轮72相反的一侧上。内齿轮74可以包括一组齿，这一组齿可以安排在驱动齿轮26的面朝桥间差速器单元28的一侧或一面上。内齿轮74的齿可以具有与平面齿轮72的齿不同的构型。例如，内齿轮74的齿可以具有直齿，所述直齿可以远离轴线50径向地延伸并且可以不具有鸠尾构型。
桥间差速器单元28可以补偿不同驱动车桥组件之间的速度差，例如，车桥组件与第二车桥组件之间的速度差。可以在多种不同位置提供桥间差速器单元28。在图2中，桥间差速器单元28被布置在输入轴24上、与驱动齿轮26相邻；然而，可想到的是，可以将桥间差速器单元28提供在其他位置中，例如更靠近输出轭32；并且可以将桥间差速器单元28布置在除了输入轴24之外的轴上。
参见图2和图3，示出的示例性的桥间差速器单元构型可以包括输出齿轮80、支撑架82、以及多个小齿轮84。应理解的是，可以提供可以与以下所讨论的锥形花键安排兼容的其他桥间差速器单元构型。
输出齿轮80可以被布置成在输入轴24附近。例如，输出齿轮80可以沿着轴线50延伸并且可以具有中心孔，所述中心孔可以接纳和/或支撑输入轴24的末端。可以在所述中心孔中在输入轴24与输出齿轮80之间提供轴承来便于对齐和旋转。所述中心孔还可以包括花键或带花键部分，所述花键或带花键部分可以与输入轴24间隔开并且可以接纳并接合在另一个轴(例如，输出轴30)上的对应花键。这样，输出齿轮80可以不相对于输出轴30围绕轴线50旋转。
支撑架82可以被固定地布置在输入轴24上。例如，支撑架82可以包括中心孔，所述中心孔可以包括多个花键，所述花键可以与输入轴24上的对应花键相匹配以便帮助将支撑架82与输入轴24对齐并固定。如此，支撑架82可以与输入轴24一起围绕轴线50旋转。支撑架82还可以包括一个或多个销90，该一个或多个销可以远离支撑架82的中心孔延伸。
小齿轮84可以可旋转地布置在销90上。小齿轮84可以包括多个齿，这些齿可以与驱动齿轮26的内齿轮74相匹配并且可以与输出齿轮80上的齿相匹配。
参见图2，输出轴30可以沿着轴线50延伸并且可以围绕所述轴线可旋转。例如，输出轴30可以由一个或多个轴承来支撑，该一个或多个轴承可以被布置在壳体20上。输出轴30可以联接至桥间差速器单元28。例如，输出轴30可以被固定地联接至输出齿轮80上。
参见图1，输出轭32可以便于将车桥组件联接至传动轴。输出轭32可以按任何合适的方式(例如，通过万向接头)联接至传动轴。输出轭32可以被固定地联接至输出轴30上。
参见图2，小齿轮34可以与输入轴24间隔开并且可以围绕第二轴线100可旋转。小齿轮34可以与从动齿轮36一起旋转。小齿轮可以布置在小齿轮34的末端处。小齿轮可以包括一组齿，这组齿与环齿轮38上的对应齿相匹配。
从动齿轮36可以布置成在小齿轮34附近。例如，小齿轮34可以被接纳在从动齿轮36的中心孔中，并且从动齿轮36可以被固定地布置在小齿轮34上并且与所述小齿轮一起围绕第二轴线100旋转。从动齿轮36可以包括多个齿，所述多个齿可以是大体上围绕与驱动齿轮26的外齿轮70相匹配的从动齿轮36的外直径安排的。
环齿轮38可以围绕第三轴线110(在图1中最佳示出)可旋转、并且可以联接至车桥组件的半轴40。环齿轮38可以安装至差速器或差速器单元上或可以操作性地连接至其上。差速器可以总体上布置在环齿轮38内部并且可以被配置成用于准许半轴40以不同的速度旋转。可以从环齿轮38将转矩传输至所述差速器，并且所述差速器可以向半轴40提供转矩。
参见图1，半轴40可以沿着第三轴线110延伸并且可以围绕所述第三轴线由差速器旋转。每个半轴40可以具有第一末端和第二末端。第一末端可以操作性地连接至差速器。第二末端可以被布置成与第一末端相反并且可以操作性地连接至车轮末端组件，所述车轮末端组件可以具有可以支撑车轮的轮毂。如图1所示，车桥凸缘120可以被布置成在每个半轴40的第二末端附近并且可以便于将半轴40联接至轮毂上。
参见图2至图4，离合器套环42(也可以被称为锁定套环)可以可移动地布置在轴上。离合器套环42可以轴向地移动或沿着轴线50在脱离接合位置与接合位置之间移动，如在下文中将更详细地讨论的。在图2和图3中，示出了离合器套环42被布置在输入轴24上，作为离合器套环42可以被定位的位置的一个实例。应理解的是，离合器套环42也可以被布置在输入轴24上或在另一个轴(例如，输出轴30、半轴40、或小齿轮的轴)上的其他位置。而且，通过离合器套环42接合或脱离接合的平面齿轮可以被提供在除了驱动齿轮26之外的部件或齿轮上。例如，平面齿轮可以被提供在从动齿轮36上、在桥间差速器单元28或差速器的半轴齿轮或罩壳上、或者在可旋转轴之间或可旋转齿轮与可旋转轴之间的界面上。离合器套环42可以是总体上环形的并且可以包括离合器套环孔130、离合器套环花键132、环形凹槽134、以及离合器套环平面齿轮136。
离合器套环孔130可以是可以延伸穿过离合器套环42的通孔。离合器套环孔130可以围绕轴线50定中心。此外，离合器套环孔130可以接纳轴，例如，输入轴24或输出轴30。离合器套环孔130可以接纳轴，例如，输入轴24。
离合器套环花键132可以被布置在离合器套环孔130中。离合器套环花键132可以包括一组离合器套环花键齿。离合器套环花键齿可以围绕轴线50安排并且可以朝向轴线50延伸。离合器套环花键齿可以是彼此间隔开的，使得在相邻的离合器套环花键齿之间提供空隙。离合器套环花键132可以与轴上的对应花键(例如，输入轴24的花键60)相匹配，以抑制离合器套环42相对于轴的旋转。
环形凹槽134可以被布置成与离合器套环孔130相反。例如，环形凹槽134可以围绕离合器套环42连续地延伸并且可以从离合器套环42的外表面140朝向轴线50延伸。外表面140可以是离合器套环42的外圆周表面，所述外圆周表面可以围绕轴线50延伸并且可以背离轴线50。环形凹槽134可以与离合器套环平面齿轮136间隔开、并且可以被轴向地定位在离合器套环平面齿轮136与离合器套环42的被布置成与离合器套环平面齿轮136相反的一侧之间。环形凹槽134可以接纳连杆件(例如，叉形件)，所述连杆件可以将离合器套环42操作性地连接至致动器上，所述致动器可以使得离合器套环42沿着输入轴24致动和定位。
离合器套环平面齿轮136可以面朝驱动齿轮26。离合器套环平面齿轮136可以包括可以围绕轴线50安排的一组离合器套环齿138。如在图4中最佳示出的，离合器套环齿138可以从外表面140延伸至内表面142，所述内表面可以被布置成与外表面140相反。内表面142可以是离合器套环42的可以面朝轴线50的内圆周表面。内表面142可以与离合器套环孔130间隔开并且可以被布置在距离轴线50比距离离合器套环孔130更大的径向距离处。外表面140也可以被布置在距离轴线50比距离内表面142更大的径向距离处。
离合器套环平面齿轮136的齿138在沿着轴线50看时可以具有螺旋构型、并且在垂直于轴线50看时或在远离轴线50延伸的方向上看作截面齿轮廓时可以具有鸠尾构型或鸠尾轮廓。每个齿138可以具有齿顶150、第一连接表面152、第二连接表面154、第一侧面156、以及第二侧面158。此外，齿根表面160可以在离合器套环平面齿轮136的相邻齿138之间延伸。
参见图4和图9，齿顶150可以在径向方向上从内表面142延伸至外表面140。齿顶150还可以从齿顶150的第一末端170延伸至第二末端172。第一末端170可以是可以沿着弧形从内表面142延伸至外表面140的线或边缘。第二末端172可以被布置成与第一末端170相反。第二末端172也可以沿着线或边缘延伸并且可以与第一末端170共平面，所述线或边缘可以沿着弧形从内表面142延伸至外表面140。如此，当沿着轴线50看时，齿顶150可以被布置在第一连接表面152与第二连接表面154之间或者在第一侧面156与第二侧面158之间。此外，在一个或多个构型中，齿顶150可以是基本上平面的并且可以被布置成基本上垂直于轴线50。齿顶150可以被布置在每个齿138的可以被布置成最远离法向平面162的末端处。法向平面162可以是以下参考平面：所述参考平面可以被布置成垂直于轴线50并且可以延伸穿过环形凹槽134。
第一连接表面152可以从齿顶150的第一末端170延伸至第一侧面156。如此，第一连接表面152可以在远离齿顶150的轴向方向上延伸。此外，第一连接表面152可以远离第二连接表面154延伸。如此，齿138在远离齿顶150延伸至第一侧面156的轴向方向上可以变得更宽。第一连接表面152可以从内表面142延伸至外表面140。更具体地，第一连接表面152可以沿着连续凸形曲线或弧形从内表面142延伸至外表面140并且可以在从内表面142延伸至外表面140的方向上连续弯曲。
第二连接表面154可以被布置成与第一连接表面152相反。第二连接表面154可以从齿顶150的第二末端172延伸至第二侧面158。如此，第二连接表面154可以在远离齿顶150的轴向方向上延伸。此外，第二连接表面154可以远离第一连接表面152延伸。如此，齿138在远离齿顶150延伸至第二侧面158的轴向方向上可以变得更宽。相反，第一连接表面152和第二连接表面154可以渐进地更靠近在一起，并且齿138在从第一侧面156和第二侧面158朝向齿顶150延伸的轴向方向上可以变得更窄。第二连接表面154可以从内表面142延伸至外表面140。更具体地，第二连接表面154可以沿着连续凹形曲线或弧形从内表面142延伸至外表面140并且可以在从内表面142延伸至外表面140的方向上连续弯曲。
第一侧面156可以从第一连接表面152延伸至齿根表面160。更具体地，第一侧面156可以从第一连接表面152的被布置成与齿顶150相反的末端延伸至齿根表面160。如此，第一连接表面152可以在远离第一连接表面152的轴向方向上延伸。此外，第一侧面156可以朝向第二侧面158延伸。如此，齿138在远离第一连接表面152并且朝向齿根表面160延伸的轴向方向上可以变得更窄。第一侧面156可以从内表面142延伸至外表面140。更具体地，第一侧面156可以沿着连续凸形曲线或弧形从内表面142延伸至外表面140并且可以在从内表面142延伸至外表面140的方向上连续弯曲。
第二侧面158可以被布置成与第一侧面156相反。第二侧面158可以从第二连接表面154延伸至齿根表面160。更具体地，第二侧面158可以从第二连接表面154的被布置成与齿顶150相反的末端延伸至齿根表面160。如此，第二连接表面154可以在远离第二连接表面154的轴向方向上延伸。此外，第二侧面158可以朝向第一侧面156延伸。如此，齿138在从第二连接表面154延伸至齿根表面160的轴向方向上可以变得更窄。第二侧面158可以从内表面142延伸至外表面140。更具体地，第二侧面158可以沿着连续凹形曲线或弧形从内表面142延伸至外表面140并且可以在从内表面142延伸至外表面140的方向上连续弯曲。
第一侧面156和第二侧面158可以具有相同的构型或不同的构型。例如，第一侧面156和第二侧面158可以具有螺旋构型。如此，第一侧面156和第二侧面158可以协作以便在第一侧面156与第二侧面158之间形成螺旋齿轮廓。在平行的螺旋构型中，第一侧面156和第二侧面158可以被布置成基本上彼此平行。可替代地，第一侧面156和第二侧面158可以具有渐开线螺旋构型，在所述渐开线螺旋构型中，第一侧面156可以不被布置成平行于第二侧面158。在此类构型中，相邻齿138之间的间隙或者相邻齿138之间的齿根表面160的长度在远离轴线50延伸的径向方向上延伸的方向上可以增加，如在图8中最佳展示的。沿着内表面142从第一齿的第一侧面156到相邻第二齿的第二侧面158的距离被指定为D1。沿着外表面140从第一齿的第一侧面156到相邻齿的第二侧面158的距离被指定为D2。当第一侧面156和第二侧面158没有被布置成平行于彼此或者具有渐开线构型时，D2可以大于D1。
再次参见图4和图9，齿根表面160可以在离合器套环平面齿轮136的相邻齿138之间延伸。更具体地，齿根表面160可以从第一齿延伸至第二齿，所述第二齿被布置成邻近于第一齿。齿根表面160可以从内表面142延伸至外表面140。
齿根表面160可以具有或可以不具有平面构型。例如，齿根表面160可以具有平面构型，所述平面构型可以被布置成基本上垂直于轴线50、基本上平行于法向平面。可替代地，齿根表面160可以具有非平面构型。参照图4，最佳描述了非平面构型的实例。在图4中，用字母A至D标注了齿根表面160的拐角。点A被定位成邻近于内表面142和第一齿的第一侧面156。点B被定位成邻近于外表面140和第一齿的第一侧面156。点C被定位成邻近于内表面142和第二齿的第二侧面158。点D被定位成邻近于外表面140和第二齿的第二侧面158。点A和点D可以被布置成比点B和点C更靠近法向平面162。如此，齿根表面160可以被布置成在齿的第一侧面156与外表面相遇之处(点B)比在第一侧面156与内表面142相遇之处(点A)距法向平面162更远。类似地，齿根表面160可以被布置成在第一齿的第一侧面156与外表面140相遇之处(点B)比在第二齿的第二侧面158与外表面140相遇之处(点D)距法向平面162更远。齿根表面160还可以被布置成在齿的第二侧面158与内表面142相遇之处(点C)比在齿的第二侧面158与外表面140相遇之处(点D)距法向平面162更远。在此类构型中，齿根表面160可以是杯状或者连续弯曲的以帮助分布荷载力。
参见图8至图10，平面齿轮72的齿76可以具有与离合器套环42的齿138相同的构型或类似的构型。如此，平面齿轮72的齿76的特征被指定为与离合器套环42的齿138具有相同的参考号、并且在用于涉及平面齿轮72的齿76的特征时包括撇号(’)。因而，平面齿轮72的每个齿76可以具有齿顶150’、第一连接表面152’、第二连接表面154’、第一侧面156’、以及第二侧面158’。此外，齿根表面160’可以在平面齿轮72的相邻齿76之间延伸。
离合器套环平面齿轮136的齿138可以取决于离合器套环42的位置而选择性地接合驱动齿轮26的平面齿轮72的齿76。
参见图5至图7，更详细地示出了离合器套环42的移动。离合器套环42可以在脱离接合位置与接合位置之间移动。图5示出了脱离接合位置的实例。图6示出了接合位置的实例。离合器套环42也可以被布置在部分接合位置中，所述部分接合位置可以被布置在脱离接合位置与接合位置之间。图7示出了部分结合位置的实例。离合器套环42可以在离合器套环42处于接合位置或部分结合位置时锁定桥间差速器单元28，使得输入轴24和输出轴30不可以相对于彼此以不同的速度旋转。
参见图5，在脱离接合位置中时，离合器套环42可以与齿轮(例如，驱动齿轮26)间隔开并且可以不与之接合。如此，离合器套环平面齿轮136可以不与平面齿轮72接合并且不与之匹配。因此，离合器套环和被接纳在离合器套环中的轴可以以与具有平面齿轮的部件不同的速度自由旋转。在所示的实例中，输入轴24和输出轴30可以通过桥间差速器单元28的运行而相对于彼此以不同的速度自由旋转。
参见图6和图9，离合器套环42可以在处于接合位置时在轴向方向上被致动抵靠在驱动齿轮26上。更具体地，离合器套环42可以被致动成使得离合器套环42的齿138的齿顶150接合平面齿轮72的齿根表面160’，平面齿轮72的齿76的齿顶150’接合离合器套环42的齿根表面160，或者两者。此外，离合器套环平面齿轮136可以接合平面齿轮72并且与之啮合。离合器套环42的每个齿138的第二侧面158可以接合平面齿轮72的对应齿76的第一侧面156’。第二侧面158可以接合第一侧面156’，使得在第二侧面158与第一侧面156’之间存在完全接触或连续接合而没有间隙。完全接触或连续接合可以帮助分布荷载力并且避免沿着线或在单点处的接触。如此，在平面齿轮72的所述一组齿76被接纳在所述一组离合器套环齿138的成员之间时，驱动齿轮可以与离合器套环42和轴一起围绕轴线50旋转，并且所述一组齿76的每个成员的第一侧面156’与所述一组离合器套环齿138的对应成员的第二侧面158连续接合。
参见图9，侧面的鸠尾构型可以产生负压角，所述负压角可以抑制离合器套环42从驱动齿轮26脱离接合。由于输入轴和离合器套环42的旋转，第二侧面158可以接合第一侧面156’并且将力施加在所述第一侧面上。力的一部分可以是轴向地或在如下的方向上施加的，所述方向可以基本上平行于如由力矢量Fa代表的轴线50延伸；并且所述力的一部分可以是在可以被布置成垂直于力矢量Fa、如由力矢量Ft代表的方向上施加的。力矢量Fa可以朝向驱动齿轮26的第一侧面156’延伸并且可以帮助将离合器套环42保持在接合位置中。力矢量Ft可以总体上在输入轴24围绕轴线50旋转的方向上延伸并且可以代表可以由输入轴24施加在离合器套环42上的旋转力。这种力可以被传递至平面齿轮72以引起离合器套环42和另一个部件(例如，驱动齿轮26)与输入轴24一起旋转。
参见图7和图10，示出了离合器套环42处于部分接合位置。离合器套环42的齿138可以接合平面齿轮72的齿76，但是对应的齿顶和齿根表面可以彼此间隔开并且可以不接合。更具体地，离合器套环42的齿138的齿顶150可以与平面齿轮72的齿根表面160’间隔开，并且平面齿轮72的齿76的齿顶150’可以与离合器套环42的齿根表面160间隔开。离合器套环42的每个齿138的第二侧面158可以接合平面齿轮72的对应齿76的第一侧面156’。第二侧面158可以接合第一侧面156’，使得在第二侧面158与第一侧面156’之间存在完全接触或者没有间隙。
参见图10，侧面的鸠尾构型可以产生负压角，所述负压角可以抑制离合器套环42从驱动齿轮26脱离接合，如上所述。而且，在处于部分接合位置时，离合器套环42的齿138和平面齿轮72的齿76可以通过完全接触和负压角进行接合。
使用缺乏螺旋齿和鸠尾轮廓的组合的其他齿构型不能实现完全接触和负压角的组合。例如，在处于部分接合位置时，平齿或直齿将以点接触或线接触进行接合。此类点接触或线接触将荷载力集中在侧面与内表面相遇之处或附近。这进而可能引起平面齿轮的齿、离合器套环的齿、或者两者开裂，从而降低耐久性和产品寿命。
参见图11至图13b，现在将更详细地描述齿的制造。制造将主要是在离合器套环上提供齿的背景下进行描述的；然而，可想到的是，可以采用相同的制造步骤将齿提供在与离合器套环齿相匹配的另一个部件(即，具有平面齿轮的部件)上。
参见图11，示出了在切出离合器套环齿轮齿之前离合器套环42的环形本体。在此类构型中，齿顶150可以初始地围绕轴线50和离合器套环孔130连续地延伸。
参见图12a和图12b，示出了使用第一切削工具180去除材料。第一切削工具180可以从齿顶150去除材料以开始限定齿。更具体地，第一切削工具180可以从齿顶150去除材料以形成第一齿138的第一连接表面152和第二齿138的第二连接表面154。第一切削工具180可以在朝向或远离轴线50延伸的方向上沿着第一工具路径182(例如，弓形工具路径或螺旋工具路径)移动。
参见图13a和图13b，示出了使用第二切削工具190去除材料。第二切削工具190可以去除额外材料以进一步限定齿并且在相邻的齿138之间形成鸠尾开口。更具体地，第二切削工具190可以去除材料以形成第一齿138的第一侧面156、第二齿138的第二侧面158、以及齿根表面160。第二切削工具190在去除材料时可以沿着第二工具路径192移动。第二工具路径192可以是弓形工具路径并且在沿着轴线50看时可以与第一工具路径182相同或类似；然而，第二切削工具190可以比第一切削工具180更大的深度地去除材料。
还可想到的是，可以组合第一切削工具180和第二切削工具190的一些功能或所有功能。例如，第一切削工具可以被配置成用于去除材料以形成第一侧面156中的第一连接表面152，而第二切削工具可以被配置成用于去除材料以形成第二连接表面154和第二侧面158。作为另一个实例，切削工具可以被配置成用于去除材料以形成第一连接表面152、第二连接表面154、第一侧面156、以及第二侧面158。还可想到的是，第一切削工具180可以形成第一连接表面152和第二连接表面154，第二切削工具可以形成第一侧面156，并且第三切削工具可以形成第二侧面158。使用不同的切削工具以形成第一侧面156和第二侧面158可以提供对齿侧面几何形状的更好的控制。
以上讨论的齿构型比其他齿轮齿设计(例如，弯曲联接齿或具有扭曲的齿表面轮廓的齿)可以更易于制造并且更廉价。弯曲联接齿具有复杂的构型，所述构型要求专用的且昂贵的切削工具和具有专业制造软件的昂贵机床。五轴CNC(计算机数控)机床必须用于制造具有扭曲的表面轮廓的齿，这不同于更廉价的可以用于提供与本发明相关联的齿的三轴CNC机床。而且，本发明可以被制造成使得工具可以同时切割相邻齿的连接表面或侧面，这不同于单独切割每个表面或侧面，从而可以减少周期时间和制造成本。
虽然以上描述了多个示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能形式。而是，本说明书中使用的这些言词是说明而非限制性的言词，并且应当理解的是可以做出多种不同改变而不偏离本发明的精神和范围。此外，可以组合不同实现的实施例的特征以形成本发明的另外的实施例。

Claims (20)

1.一种离合器套环，包括：
外表面，所述外表面围绕轴线延伸；
内表面，所述内表面被布置成与所述外表面相反；
离合器套环平面齿轮，所述离合器套环平面齿轮具有从所述内表面延伸至所述外表面的第一齿，其中，所述第一齿包括：
第一侧面，所述第一侧面在从所述内表面延伸至所述外表面的方向上连续弯曲；以及
第二侧面，所述第二侧面被布置成与所述第一侧面相反、并且在从所述内表面延伸至所述外表面的方向上连续弯曲；以及
环形凹槽，所述环形凹槽与所述离合器套环平面齿轮间隔开、并且从所述外表面朝向所述轴线延伸；
其中，所述第一齿具有鸠尾轮廓，在所述鸠尾轮廓中，所述第一侧面和所述第二侧面在远离所述环形凹槽延伸的轴向方向上渐进地相距更远。
2.如权利要求1所述的离合器套环，其中，所述第一侧面从所述内表面到所述外表面是凸形的。
3.如权利要求2所述的离合器套环，其中，所述第二侧面从所述内表面到所述外表面是凹形的。
4.如权利要求1所述的离合器套环，其中，所述第一侧面和所述第二侧面具有螺旋构型。
5.如权利要求1所述的离合器套环，其中，所述第一侧面和所述第二侧面具有渐开线构型。
6.如权利要求1所述的离合器套环，其中，所述第一侧面没有被布置成平行于所述第二侧面，并且沿着所述内表面从所述第一侧面到所述第二侧面的第一距离小于沿着所述外表面从所述第一侧面到所述第二侧面的距离。
7.如权利要求1所述的离合器套环，其中，所述第一齿具有齿顶，所述齿顶从所述内表面延伸至所述外表面并且被布置在所述第一侧面与所述第二侧面之间，其中，所述齿顶被布置成基本上垂直于所述轴线。
8.如权利要求7所述的离合器套环，还包括从所述内表面延伸至所述外表面的第一连接表面和第二连接表面，其中，所述第一连接表面从所述第一侧面延伸至所述齿顶的第一末端，并且所述第二连接表面从所述第二侧面延伸至所述齿顶的被布置成与所述第一末端相反的第二末端，其中，所述第一连接表面和所述第二连接表面在所述轴向方向上渐进地更靠近在一起。
9.如权利要求8所述的离合器套环，其中，所述离合器套环平面齿轮具有第二齿，所述第二齿具有与所述第一齿相同的构型，其中齿根表面从所述第一齿延伸至所述第二齿并且从所述内表面延伸至所述外表面，其中所述齿根表面是非平面的。
10.如权利要求9所述的离合器套环，其中，所述齿根表面被布置成在所述第一齿的所述第一侧面与所述外表面相遇之处比在所述第一齿的所述第一侧面与所述内表面相遇之处距法向平面更远，其中所述法向平面被布置在所述环形凹槽中并且被布置成垂直于所述轴线。
11.如权利要求10所述的离合器套环，其中，所述齿根表面被布置成在所述第一齿的所述第一侧面与所述外表面相遇之处比在所述第二齿的第二侧面与所述外表面相遇之处距所述法向平面更远。
12.一种传动系组件，包括：
轴，所述轴具有花键并且围绕轴线可旋转；
齿轮，所述齿轮接纳所述轴并且围绕所述轴线相对于所述轴可旋转，所述齿轮具有平面齿轮，所述平面齿轮具有围绕所述轴线安排的一组齿，其中所述一组齿的每个成员具有在远离所述轴线延伸的方向上连续弯曲的第一侧面和第二侧面；
离合器套环，所述离合器套环被可移动地布置在所述轴上，所述离合器套环具有离合器套环孔、离合器套环花键、以及离合器套环平面齿轮，所述离合器套环孔接纳所述轴，所述离合器套环花键被布置在所述离合器套环孔中并且与所述花键相匹配以抑制所述离合器套环相对于所述轴的旋转，所述离合器套环平面齿轮具有一组离合器套环齿，其中，所述一组离合器套环齿的每个成员具有在远离所述轴线延伸的方向上连续弯曲的第一侧面和第二侧面；
其中，所述一组齿具有第一鸠尾轮廓，在所述第一鸠尾轮廓中，所述第一侧面和所述第二侧面在朝向所述离合器套环延伸的轴向方向上渐进地相距更远，所述一组离合器套环齿具有第二鸠尾轮廓，在所述第二鸠尾轮廓中，所述第一侧面和所述第二侧面在朝向所述齿轮延伸的轴向方向上渐进地相距更远。
13.如权利要求12所述的传动系组件，其中，在所述平面齿轮的所述一组齿被接纳在所述一组离合器套环齿的成员之间时，所述齿轮与所述离合器套环和所述轴一起围绕所述轴线旋转，使得所述一组齿的每个成员的第一侧面与所述一组离合器套环齿的对应成员的第二侧面连续相接合。
14.如权利要求13所述的传动系组件，其中，在所述齿轮与所述离合器套环和所述轴一起围绕所述轴线旋转时，所述一组齿的成员的第二侧面与所述一组离合器套环齿的成员的第一侧面间隔开并且不与之接合。
15.如权利要求13所述的传动系组件，其中，所述一组齿的每个成员的第一侧面是凸形的，并且所述一组离合器套环齿的每个成员的第二侧面是凹形的。
16.如权利要求15所述的传动系组件，其中，所述一组离合器套环齿的每个成员的第一侧面是凸形的，并且所述一组齿的每个成员的第二侧面是凹形的。
17.如权利要求13所述的传动系组件，其中，所述平面齿轮的齿和所述离合器套环平面齿轮的齿啮合具有负压角以抑制所述离合器套环从所述齿轮脱离接合。
18.一种制造离合器套环的方法，所述方法包括：
提供环形的离合器套环本体，所述离合器套环本体具有围绕离合器套环孔延伸的齿顶表面；
在有待在相邻的离合器套环齿轮的齿之间提供间隙处使用第一切削工具从所述齿顶表面去除材料，其中，使用所述第一切削工具去除材料形成第一齿的第一连接表面和第二齿的第二连接表面；并且
使用第二切削工具去除材料，从而增加与所述第二齿相比在前两者之间的间隙，其中，使用所述第二切削工具去除材料形成所述第一齿的第一侧面、所述第二齿的第二侧面、以及齿根，所述第一侧面从所述第一连接表面延伸，所述第二侧面从所述第二连接表面延伸，所述齿根从所述第一侧面延伸至所述第二侧面，其中，所述第一侧面、齿根表面、以及所述第二侧面协作以在所述第一齿与所述第二齿之间限定鸠尾开口。
19.如权利要求18所述的方法，其中，所述第一切削工具和所述第二切削工具沿着弓形工具路径移动。
20.如权利要求18所述的方法，其中，所述第一齿的第一侧面和所述第二齿的第二侧面在从所述齿根表面朝向所述齿顶表面延伸的轴向方向上渐进地更靠近在一起。
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