CN110905991A - 具有包含第一聚合物的齿轮和包含第二聚合物的衬套的齿轮组件 - Google Patents

Abstract

齿轮组件围绕致动器中的销旋转。齿轮组件包括齿轮。该齿轮包括齿轮本体，该齿轮本体包括围绕旋转轴线并远离旋转轴线而径向延伸的第一聚合物。齿轮本体具有内表面，该内表面限定沿着和围绕旋转轴线的孔。齿轮还包括从齿轮本体延伸的多个齿。齿轮组件还包括衬套，衬套包括不同于第一聚合物的第二聚合物。衬套设置在孔内。衬套和齿轮本体中的一个沿着内表面包覆模制到衬套和齿轮本体中的另一个上。衬套具有轴承表面，该轴承表面限定沿着和围绕旋转轴线的孔，用于使轴承表面与孔中的销可旋转地接合。

Description

具有包含第一聚合物的齿轮和包含第二聚合物的衬套的齿轮 组件

本发明的背景

技术领域

本发明涉及一种齿轮组件，所述齿轮组件具有包含第一聚合物的齿轮和包含第二聚合物的衬套。

背景技术

车辆中的许多装置(例如涡轮增压器和废气再循环(EGR)阀)使用致动器来控制它们的功能和性能。例如，在某些致动器中，气动和电动致动器用于提供涡轮增压器的可变叶片或EGR阀的阀板的位置控制，以调节和保持发动机的进气歧管内的流体压力和流体流动。控制进气歧管内的流体压力和流体流动可提供最佳性能，同时保持法定的车辆排放。

传统上，致动器包括将运动传递到装置的齿轮驱动组件。齿轮驱动组件提供多个齿轮，这些齿轮共同相互作用以向用于移动该装置的装置提供速度和扭矩。齿轮驱动组件通常具有多个由金属或塑料制成的齿轮。对于使用全部金属齿轮的那些致动器，齿轮通常在每个从动齿轮处由滚珠轴承或滚针轴承系统支撑，这种致动器较大且成本较高。塑料齿轮已经直接模制到轴上，所述轴由壳体内齿轮下面的轴承支撑。塑料齿轮与轴承的间隔由于施加到塑料齿轮的负载而在轴承上产生悬臂效应，这增加了轴承上的摩擦和磨损。因此，仍然需要提供一种用于齿轮驱动组件的改进的齿轮。

发明内容

本发明提供一种用于围绕致动器中的销旋转的齿轮组件。齿轮组件包括齿轮。该齿轮包括齿轮本体，该齿轮本体包括围绕旋转轴线并远离旋转轴线而径向延伸的第一聚合物。齿轮本体具有内表面，该内表面限定沿着旋转轴线和围绕旋转轴线的钻孔。齿轮还包括从齿轮本体延伸的多个齿。

齿轮组件还包括衬套，衬套包括不同于第一聚合物的第二聚合物。衬套设置在钻孔内。衬套和齿轮本体中的一个沿着内表面包覆模制到衬套和齿轮本体中的另一个上。衬套具有支承表面，该支承表面限定沿着旋转轴线和围绕旋转轴线的孔，用于使支承表面与孔中的销能够旋转地接合。

因此，在本发明中，衬套和齿轮本体中的一个与衬套和齿轮本体中的另一个的包覆模制提供了以下优点：由于材料流入并填充其间的空隙，第一聚合物和第二聚合物之间沿着材料的整个界面直接接触。材料之间沿着材料的整个界面的直接接触增加了材料之间的摩擦并促进了材料之间的结合。照此，通过消除对衬套与齿轮之间的紧密公差的需要并且消除当包括聚合物的衬套被压配合到另一个部件中时由于钻孔中的拔模斜度而发生的衬套的偏转，可降低齿轮组件的总体复杂性。衬套和齿轮简单地模制为彼此直接接触。

本发明进一步的优点在于，与通常需要额外的机加工和步骤来将衬套或轴承压配合到钻孔中的传统金属齿轮相比，分别将第一聚合物和第二聚合物用于齿轮和衬套，这减少了重量和成本，并且减少了制造步骤的数量。

附图说明

当结合附图考虑时，通过参考下面的详细描述，本发明的优点将变得更加容易理解。

图1是根据本发明的致动器的示意图，该致动器与发动机、进气歧管、排气歧管和涡轮增压器一起使用。

图2是图1的致动器的透视图，示出了壳体和输出轴。

图3是图1的致动器的透视图，示出了马达和具有齿轮组件的齿轮驱动组件。

图4是与图1的致动器一起使用的阀的透视图。

图5是沿图3的线5-5截取的齿轮组件的剖面图。

图6是图3的齿轮组件的透视图，示出了第二销。

图7是图6的齿轮组件的俯视立视图。

图8是图6的齿轮组件的仰视立视图。

图9是示出衬套和轴组件的轴的齿轮组件的透视图。

图10是图9的齿轮组件的俯视立视图。

图11是图9的齿轮组件的仰视立视图。

图12是沿图9的线12-12截取的齿轮组件的剖视透视图。

图13是图9的轴组件和衬套的透视图。

图14是图13的轴组件和衬套的俯视立视图。

具体实施方式

参考附图，在几个视图中，相同的附图标记表示相同或相应的部件，在图1中大致示出了致动器20。致动器20通常用于控制车辆内的控制轴21。在一个示例中，控制轴21控制流体流入或流出车辆的发动机22。如图1示意性所示，车辆可包括发动机22、构造成使空气流入发动机22的进气歧管24，以及构造成使废气流出发动机22的排气歧管26。在一个实施例中，如本领域普通技术人员所公知的，控制轴21用于涡轮增压器28中，涡轮增压器28与进气歧管24和排气歧管26中的每一个流体联接，以通过利用流出发动机22的运动排气的能量来增加进入发动机22中的空气流。致动器20位于排气歧管26和涡轮增压器28之间，致动器20通过控制轴21控制涡轮增压器28的位置，从而控制通过进气歧管24进入发动机22的空气的压强和流动，这通常称为增压压力。应当理解，致动器20可用于控制换档、提升尾门、提升窗户等的机械装置。

车辆还可以包括电子控制单元(ECU)30和致动器控制器32。ECU 30可以通过具有多个导体和连接器的线束34连接到致动器控制器32。致动器控制器32还可以通过具有多个导体和连接器的线束37连接到致动器20。对于该图示，致动器控制器32被示为单独的部件。然而，本领域普通技术人员将理解，致动器控制器32可以集成在致动器20或ECU 30内。

ECU 30可以向致动器控制器32提供电位置输入信号，该电位置输入信号可以指示由致动器20控制的控制轴21的期望位置。致动器控制器32可向致动器20提供必要的电控制信号以实现控制轴21的期望位置。

致动器20还可以以电位置输出信号的形式向致动器控制器32提供反馈。“闭环”控制方案可以用于通过将反馈电位置输出信号值与期望值进行比较来维持由致动器20控制的控制轴21的期望位置，并且可以调节至致动器20的电控制信号以维持控制轴21的最终位置以及最终流体流动和增压压力。尽管致动器20在图1中示出为控制涡轮增压器28的位置，但是本领域普通技术人员将理解，致动器20可以在车辆内的任何地方用于控制去往或来自发动机22的流体的流动，例如用于排气再循环(EGR)阀、流体联接到进气歧管24的节气门、废气门、排气节气门等。

致动器20还包括可在多个位置之间移动的输出轴36。如上所述，输出轴36可以联接到涡轮增压器28的控制轴21上。涡轮增压器28可以包括与排气歧管26流体联接的涡轮机和与进气歧管24流体联接的压缩机。涡轮机可以具有多个叶片。由输出轴36的运动引起的控制轴21的运动可以改变叶片的取向，以改变经过涡轮机的流体的流动，这进而改变从压缩机进入进气歧管24的流体的压强和流动。

在另一实施例中，控制轴21可用于阀38中。如图4所示，输出轴36可以联接到阀38的控制轴21。输出轴36在多个位置之间的移动可以使阀38的控制轴21在多个位置之间移动。阀38可以进一步限定为蝶形阀40。蝶形阀40可以包括板42，板42联接到控制轴21并且可枢转地布置在限定钻孔46的阀壳体44内，板42能够在多个位置之间改变钻孔46的截面积，以改变流体的流动。本领域普通技术人员将理解，阀38可以是能够控制流体流动的任何特定阀，例如提升阀、瓣阀或球阀。

阀38的控制轴21的多个位置可以包括完全打开位置和完全关闭位置。当阀38的控制轴21处于完全打开位置时，阀38对流体的流动产生最小量的限制。当阀38的控制轴21处于完全关闭位置时，阀38对流体的流动产生最大量的限制。对流体流动的最大量的限制可导致流体流动的完全停止。多个位置可以包括位于完全打开位置和完全关闭位置之间的能够部分地限制流体流动的至少一个中间位置。本领域普通技术人员将理解，阀38的控制轴21的多个位置可以是任何数量的位置和任何类型的位置，以产生期望的流体流动。本领域普通技术人员将理解，致动器20可构造成通过输出轴36的旋转致动任何合适的部件。

照此，致动器20可以配置成满足输出轴36的所希望的速度和扭矩特性。致动器20能够具有第一输出和第二输出。应当理解，致动器20可以构造成具有任何数量的合适输出。

此外，致动器20可以产生旋转或线性运动。为了说明的目的，图中所示的致动器20产生线性运动。致动器20包括如图3所示的马达50。马达50可以是直流(D.C.)马达50。D.C.马达50可以包括或不包括刷子以产生运动。马达50可构造成由电控制信号进行控制。更具体地，ECU 30和致动器控制器32中的至少一个通过电控制信号来控制电动机50(以及还有致动器20)。本领域普通技术人员将理解，马达50和致动器20可以由任何合适的机构控制，例如机械开关。

如图3所示，根据本发明的一个实施例，致动器20还包括齿轮驱动组件52，用于与致动器20的马达50一起使用并由其驱动。齿轮驱动组件52包括限定空腔58的壳体54。齿轮驱动组件52还可以包括设置在空腔58中的齿轮装置60，齿轮装置60总体上以60表示。在一个实施例中，齿轮装置60包括驱动齿轮62和至少两个从动齿轮，从动齿轮包括第一从动齿轮64和第二从动齿轮66。

马达50可以具有可绕轴的轴线旋转并且能够传递轴的旋转力的轴。轴可以延伸穿过壳体54并且可以至少部分地布置在空腔58中，其中驱动齿轮62可操作地与轴联接。此外，驱动齿轮62可以固定到轴上并且可以与轴一起围绕轴的轴线旋转。这样，驱动齿轮62固定到轴上，使得轴的运动直接传递到驱动齿轮62。本领域普通技术人员将理解，驱动齿轮62可以以任何合适的方式联接到轴。

如图3所示，驱动齿轮62可以具有径向延伸并且限定驱动齿轮62的输入直径的多个齿轮齿68。驱动齿轮62可具有大致圆形的构型。如此，驱动齿轮62可以称为正齿轮。此外，驱动齿轮62可以相对小于第一从动齿轮64和第二从动齿轮66。如此，驱动齿轮62可以称为小齿轮。本领域技术人员将理解，驱动齿轮62可具有任何合适的齿轮构型，例如锥齿轮构型。

第一从动齿轮64可以具有第一齿轮区段64A和第二齿轮区段64B。此外，第一从动齿轮64可以在第一齿轮区段64A上具有多个齿轮齿70，这些齿轮齿径向延伸并且限定第一从动齿轮64的输出直径。第一从动齿轮64可以在第二齿轮区段64B上具有径向延伸的多个齿轮齿72。此外，第一从动齿轮64可以具有与第一齿轮区段64A间隔开并且固定到第一齿轮区段64A的第二齿轮区段64B。第一齿轮区段64A和第二齿轮区段64B两者都可以具有基本上圆形的构型。照此，第一从动齿轮64可以称为双正齿轮。此外，第一齿轮区段64A和第二齿轮区段64B可以彼此固定，使得第一齿轮区段64A和第二齿轮区段64B围绕轴线一致地旋转。照此，第一从动齿轮64可以称为复合齿轮。本领域普通技术人员将理解，第一从动齿轮64可以具有任何合适的齿轮构型，例如锥齿轮构型。

齿轮装置60的第二从动齿轮66可以具有径向延伸并且限定第二从动齿轮66的输出直径的多个齿轮齿74。如图3所示，第二从动齿轮66可以具有基本上半圆形的构型。照此，第二从动齿轮66可以称为半正齿轮。第二从动齿轮66可以围绕轴线可旋转地联接到壳体54上，并且可以可操作地与输出轴36联接。在图3所示的实施例中，齿轮驱动组件52包括联接到第二从动齿轮66并与轴线间隔开的轴承56。输出轴36可以至少部分地布置在空腔58中并且联接到轴承56。输出轴36可以延伸穿过壳体54。因为轴承56偏离轴线，所以当第二从动齿轮66旋转时，轴承56沿着围绕轴线的路径移动。此外，第二从动齿轮66的旋转引起输出轴36的纵向平移。因此，第二从动齿轮66在本领域中通常称为偏心齿轮。然而，本领域普通技术人员将理解，至少一个第二从动齿轮66可以具有任何合适的齿轮构型，例如完整的正齿轮或锥齿轮构型。

第一从动齿轮64的第一齿轮区段64A的齿轮齿70可以与驱动齿轮62的齿轮齿68啮合，以限定第一齿轮级。第一从动齿轮64的第二齿轮区段64B的齿轮齿72可以与第二从动齿轮66的齿轮齿74啮合，以限定第二齿轮级。

出于说明性目的，在下文中将描述根据图中所示的实施例而将马达50的旋转传递到输出轴36的纵向平移的操作。本领域的普通技术人员将理解，尽管这里没有明确叙述，但是根据本发明的许多操作是可行的。

当启动马达50时，马达50使轴围绕轴的轴线而旋转。轴联接到驱动齿轮62，这使得驱动齿轮62绕轴线旋转。在第一齿轮级，驱动齿轮62啮合第一从动齿轮64的第一齿轮区段64A，这使得第一从动齿轮64围绕其轴线旋转。第一从动齿轮64的第一齿轮区段64A和第二齿轮区段64B彼此固定。这样，第一齿轮区段64A的旋转导致第二齿轮区段64B的同时旋转。

在第二齿轮级，第一从动齿轮64的第二齿轮区段64B啮合第二从动齿轮66，这使得第二从动齿轮66绕其轴线旋转。第二从动齿轮66通过轴承56联接到输出轴36，这使得输出轴36在多个位置之间纵向平移。

如图3所示，齿轮驱动组件52还包括销76和齿轮组件78，销76设置在空腔58中并联接到壳体54，齿轮组件78可绕销76旋转。如图5-12所示，齿轮组件78包括齿轮80。齿轮80包括齿轮本体82，齿轮本体82包括围绕旋转轴线R并远离旋转轴线R而径向延伸的第一聚合物。如图5和图12所示，齿轮本体82具有内表面84，内表面84限定沿着旋转轴线R和围绕旋转轴线R的钻孔86。齿轮80还包括从齿轮本体82延伸的多个齿88。多个齿88可以远离旋转轴线R而径向地延伸。

齿轮组件78还包括衬套90，衬套90包括不同于第一聚合物的第二聚合物。衬套90设置在钻孔86内。衬套90和齿轮本体82中的一个沿着内表面84包覆模制到衬套90和齿轮本体82中的另一个上。衬套90具有支承表面92，支承表面92限定沿着旋转轴线R和围绕旋转轴线R的孔94，用于使支承表面92与孔94中的销76可旋转地接合。

在图3所示的实施例中，齿轮组件78示出为第二从动齿轮66。然而，齿轮组件78可以与驱动齿轮62、第一从动齿轮64或本文未明确示出或公开的任何其他合适的齿轮相关联。

衬套90支撑齿轮80并与销76接合。如图6-11所示，齿轮本体82的内表面84和衬套90可以各自具有相应的大致圆柱形的构型。这样，衬套90抵靠并摩擦接合内表面84的大部分。此外，衬套90的支承表面92和销76均可具有相应的大致圆柱形的构型。齿轮80和衬套90作为单元围绕销76而旋转。更具体地，支承表面92和销76的尺寸设置成便于支承表面92沿销76运动。

如上所述，衬套90和齿轮本体82中的一个包覆模制到衬套90和齿轮本体82中的另一个上。包覆模制是将一种材料模制到另一种不同材料上的过程。一种或多种材料可以是液体，模塑工艺通过注塑、挤出等进行。因此，在模制过程中，当一种或多种材料是液体以及一种或多种材料是固体时，可能发生材料之间的接触。此外，当所有材料都是液体时，可能发生材料之间的接触。相对于另一液体或固体材料模制液体材料允许液体材料流入并填充材料之间的空隙，这促进了材料之间沿着材料的整个界面的直接接触。材料之间沿着材料的整个界面的直接接触增加了材料之间的摩擦并促进了材料之间的结合。

与将衬套90压配合到齿轮80的钻孔86中相比，包覆模制提供了进一步的优点。当将衬套压配合到具有钻孔的部件中时，衬套和部件之间的联接受到相对于衬套尺寸的钻孔的尺寸影响。该钻孔通常具有相对较小的最大钻孔直径公差。最大钻孔直径公差的一个非限制性例子是0.012mm。使用聚合物难以实现这种公差。此外，由于聚合物模制工艺，部件将在钻孔内具有模制拔模斜度。将衬套压入拉拔钻孔中将导致衬套由此变成圆锥形，这不利地影响衬套和销之间的配合和功能。钻孔可以被机加工以去除拔模斜度；然而，机加工聚合物破坏了聚合物链，这可能导致材料中的应力梯级。结果，满足便于压配合衬套所需的公差导致高成本、报废和后加工过程。

当使用包覆成型时，避免了这些压配合情况。通过消除对聚合物部件中的紧密公差的需要并且消除对压配合时衬套90压入的钻孔86中的拔模斜度的任何担忧，降低了部件的整体复杂性。衬套90和部件(即齿轮80)简单地模制为彼此直接接触。另外，包覆模制允许将防旋转特征容易地集成到衬套90上(下文更详细地描述)，这确保衬套90不在部件(即齿轮80)内旋转。当执行压配合时，防旋转特征难以集成到衬套90中，因为防旋转特征必须在整个压制操作期间精确对准。防旋转特征防止衬套90随着时间从部件上松开并在钻孔86内旋转，导致增加的磨损和摩擦以及总体降低的性能。

在一个实施例中，齿轮本体82包覆模制到衬套90上。在另一个实施例中，衬套90包覆模制到齿轮本体82上。

多种聚合物适合用作齿轮80的第一聚合物。第一聚合物可以包含聚酰胺。合适的聚酰胺的实例包括但不限于尼龙6或尼龙6/6。然而，应当理解，其他聚合物也可以用作第一聚合物。在本发明的上下文中，如上所述，应当理解，第一聚合物可以是纯的(即未用过的、未混合的)树脂，或者第一聚合物可以是工程产品，其中聚合物与其他组分混合，例如与选择的添加剂(填料、纤维等)混合以改进某些物理性能。作为一个示例，齿轮组件78可以进一步包括分散在第一聚合物内的玻璃纤维。玻璃纤维增强第一聚合物以提高齿轮80的强度。分散在第一聚合物内的玻璃纤维的一个非限制性实例是

然而，第一聚合物可以是可形成齿轮80的任何合适的聚合物材料。

第二聚合物可以具有在衬套90的寿命期间促进支承表面92的均匀磨损的特性。例如，第二聚合物可包括热固性材料，其将在高热和摩擦下保持为固相。包括具有这种特性的材料的衬套90的一个非限制性例子是由IGUS生产的IGlide H4。然而，第二聚合物可以是形成衬套90的任何合适的材料。

如图5和图12所示，衬套90可以包括位于支承表面92和齿轮本体82的内表面84之间的磨损区域96。磨损区域96可仅包括第二聚合物，以在齿轮组件78绕销76旋转时促进衬套90的均匀磨损。此外，磨损区域96可以围绕旋转轴线R具有均匀厚度。均匀的厚度防止衬套90的局部部分磨损透并使第一聚合物暴露于销76的摩擦。

本发明进一步的优点在于，与通常需要额外的机加工和步骤来将衬套90或轴承压配合到钻孔86中的传统金属齿轮相比，分别将第一聚合物和第二聚合物用于齿轮80和衬套90，这减少了重量和成本，并且减少了制造步骤的数量。

如图8和图11所示，齿轮本体82和衬套90中的一个可具有相对于旋转轴线R径向延伸的突出部98，并且齿轮本体82和衬套90中的另一个可限定凹部100，凹部100构造成接收突出部98以将齿轮本体82和衬套90绕旋转轴线R可旋转地保持在一起。换言之，当突出部98由齿轮本体82限定时，如果齿轮本体82独立于衬套90围绕旋转轴线R旋转，则突出部98抵靠衬套90的限定凹部100的部分。同样地，当突出部98由衬套90限定时，如果齿轮本体82独立于衬套90围绕旋转轴线R旋转，则突出部98抵靠齿轮本体82的限定凹部100的部分。通过突出部98在凹部100内的布置而促进衬套90和齿轮本体82之间的抵靠，这种抵靠提供与齿轮本体82和衬套90的独立旋转相反的力，将齿轮本体82和衬套90绕旋转轴线R可旋转地保持在一起。

突出部98可以具有凸形弧形构型，凹部100可以具有相应的凹形弧形构型。相应的凸形弧形构型和凹形弧形构型确保齿轮本体82和衬套90之间的均匀且连续的接触(即没有空隙)。然而，突出部98和凹部100可以具有不对应于另一个的构型(即，齿轮本体82和衬套90可以在凹部100内彼此间隔开)，同时在齿轮本体82和衬套90围绕旋转轴线R独立旋转的过程中仍然有助于齿轮本体82和衬套90之间的接合。此外，突出部98和凹部100可以具有任何合适的形状(例如成角度的几何形状)，同时在齿轮本体82和衬套90围绕旋转轴线R独立旋转期间仍然有助于齿轮本体82和衬套90之间的接合。

突出部98可进一步限定为多个突出部98，凹部100可进一步限定为分别对应于多个突出部98的多个凹部100。多个突出部98和凹部100围绕旋转轴线R在齿轮本体82和衬套90之间分配载荷，以在高载荷位置处减少应力梯级在第一聚合物和/或第二聚合物中的传播。此外，齿轮本体82和衬套90中的每一个可以具有围绕旋转轴线R径向间隔开的多个突出部98中的一个(或多个)，并且齿轮本体82和衬套90中的每一个可以限定围绕旋转轴线R径向间隔开的多个凹部100中的一个(或多个)。衬套90的凹部100可以配置成接收齿轮本体82的突出部98，齿轮本体82的凹部100可以配置成接收突出部98。此外，突出部98和凹部100可以绕旋转轴线R交替。

衬套90可包括凸缘102，凸缘102具有环形构型并远离旋转轴线R而径向延伸。衬套90的凸缘102可以具有多个突出部98中的一个(或多个)，并且可以限定多个凹部100中的一个(或多个)。此外，如图5和图12所示，衬套90可以限定横向于旋转轴线R的第一表面104，并且齿轮本体82可以限定横向于旋转轴线R并且与第一表面104相反的第二表面106。更具体地，凸缘102可具有第一表面104。齿轮本体82的第二表面106可以至少部分地限定通道108，通道108具有围绕旋转轴线R的环形构型并且通向钻孔86。凸缘102可以延伸到通道108中，其中第一表面104和第二表面106彼此抵靠。第一表面104和第二表面106的抵靠可以沿着旋转轴线R将齿轮本体82和衬套90固定在一起。换言之，第一表面104和第二表面106可以防止衬套90由于齿轮80沿着旋转轴线R的负载而被推出齿轮本体82的钻孔86。

如图5和图12所示，齿轮本体82可以限定沿着第二轴线S并且围绕第二轴线S的第二钻孔110，第二轴线S与旋转轴线R间隔开并且平行于旋转轴线R，并且第二钻孔110配置成接纳有助于偏心运动的第二销112。更具体地，第二钻孔110和第二销112可以各自具有对应的大致圆柱形的构型。第二销112可以在第二钻孔110内摩擦地接合齿轮本体82，使得第二销112固定到齿轮本体82上。然而，第二钻孔110和第二销112可以具有任何合适的构型，以将第二销112容纳在第二钻孔110中。

轴承56可以联接到第二销112并且可以围绕第二轴线S能够旋转。如图3所示，输出轴36可以联接到轴承56(例如通过压配合)。轴承56有助于输出轴36的运动。齿轮组件78绕旋转轴线R的旋转导致输出轴36的线性运动。

如图5所示，齿轮本体82可以包括将钻孔86与第二钻孔110分隔开的壁114。壁114可以具有5毫米的最大厚度T。衬套90和齿轮本体82的包覆模制有助于制造具有这种小厚度T的壁114。更具体地，如果衬套90插入钻孔86中(例如压配合)，衬套90将具有等于或大于钻孔86的外径，以确保其间的摩擦配合，从而将衬套90固定到齿轮80。将衬套90插入钻孔86将在壁114上从旋转轴线R向外施加侧向力。如果壁114具有与本发明所包括的厚度T类似的小厚度，则壁114将在插入力的作用下偏转和/或弯曲。

在图12所示的另一个实施例中，齿轮本体82限定了空腔116，空腔116远离第二钻孔110而径向延伸并且通向第二钻孔110。齿轮组件78还可包括轴组件118(而不是第二销112)，轴组件118具有设置在第二钻孔110内的板120和设置在第二钻孔110内的轴122。类似于第二销112，轴122沿第二轴线S延伸。轴承56可以联接到轴122上并且可以围绕第二轴线S能够旋转。

如图12所示，空腔116的尺寸和形状可以确定为封装板120(即，齿轮本体82直接抵靠板120而没有围绕板120的空隙)。为了便于封装板120，齿轮80可以围绕轴组件118包覆模制。如图12-14所示，轴122和板120是一体的并且由金属材料构成。然而，轴122和板120可以是彼此联接的单独部件，并且可以由任何合适的材料构成。此外，板120可以以任何合适的方式设置在齿轮本体82的空腔116中。

板120赋予齿轮80额外的结构刚度，以防止齿轮80在负载下挠曲。此外，与第二销112相比，板120增加了与齿轮80的齿轮本体82接触的表面积的量，这增加了轴组件118与齿轮80之间的摩擦，以防止轴122相对于齿轮80旋转。

如图13和图14所示，板120可以具有大致平面的盘形构型。然而，本领域技术人员将理解，板120可以具有任何合适的尺寸、形状和构型。

轴组件118可以有助于将轴122定位成与衬套90接触，从而减小齿轮组件78围绕其旋转的旋转轴线R与轴承56围绕其旋转的第二轴线S之间的偏心半径。因为齿轮80可以包覆模制到轴组件118并且第二销112没有插入到齿轮80中，所以齿轮本体82的壁114可以不是必需的。此外，如图12所示，将轴122定位成与衬套90接触消除了壁114。然而，轴122可以与衬套90间隔任何合适的距离，并且(具有任何合适的厚度T的)壁114可以布置在轴122和衬套90之间。

空腔116可以通向钻孔86，并且板120可以限定与钻孔86同心对准的开孔124。如图12-14所示，衬套90可以延伸穿过开孔124。因此，开孔124防止销76和板120之间的接触，并相对于轴122定位衬套90。开孔124相对于轴122的位置可以根据设计而变化，以便在旋转轴线R和第二轴线S之间产生期望的偏心半径。

已经以说明性方式描述了本发明。应当理解，所使用的术语语义本质上是描述性的而不是限制性的。本领域技术人员明白，根据上述教导，本发明的许多修改和变化是可行的。

因此，应当理解，在所附权利要求的范围内，其中附图标记仅仅是为了方便而不是以任何方式进行限制，本发明可以以不同于具体描述的方式来实施。

尽管在所附权利要求中限定了本发明，但是应当理解，本发明也可以替代地根据以下实施例进行限定：

1.一种用于围绕致动器中的销旋转的齿轮组件，所述齿轮组件包括：

齿轮，所述齿轮包括：

齿轮本体，所述齿轮本体包括围绕旋转轴线并远离旋转轴线而径向延伸的第一聚合物，所述齿轮本体具有内表面，所述内表面限定沿着所述旋转轴线并围绕所述旋转轴线的钻孔；以及

从所述齿轮本体延伸的多个齿；以及

衬套，所述衬套包括不同于所述第一聚合物的第二聚合物，其中所述衬套布置在所述钻孔内并且所述衬套和所述齿轮本体中的一个沿着所述内表面包覆模制到所述衬套和所述齿轮本体中的另一个上，并且其中所述衬套具有支承表面，支承表面沿着所述旋转轴线并且围绕所述旋转轴线限定孔，用于将所述支承表面与所述孔中的销能够旋转地接合。

2.根据实施方案1所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体和所述衬套中的一者具有相对于所述旋转轴线径向延伸的突出部，并且所述齿轮本体和所述衬套中的另一者限定了凹部，所述凹部配置成接纳所述突出部以围绕所述旋转轴线将所述齿轮本体和所述衬套能够旋转地保持在一起。

3.根据实施方案2所述的齿轮组件，其中，所述突出部具有凸形弧形构型并且所述凹部具有对应的凹形弧形构型。

4.根据实施方案2或实施方案3所述的齿轮组件，其中，所述突出部进一步限定为多个突出部，并且所述凹部进一步限定为与所述多个突出部单独对应的多个凹部。

5.根据实施方案4所述的齿轮组件，其中，所述突出部和所述凹部围绕所述旋转轴线交替。

6.根据实施方案4或实施方案5所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体和所述衬套各自具有围绕所述旋转轴线径向间隔开的所述多个突出部中的一个，并且所述齿轮本体和所述衬套各自限定围绕所述旋转轴线径向间隔开的所述多个凹部中的一个，所述衬套的所述凹部构造成接收所述齿轮本体的所述突出部，并且所述齿轮本体的所述凹部构造成接收所述突出部。

7.根据实施方案6所述的齿轮组件，其中，所述衬套包括凸缘，所述凸缘具有环形构型并且远离所述旋转轴线而径向延伸，所述衬套的所述凸缘具有所述多个突出部中的所述一个并且限定所述多个凹部中的所述一个。

8.根据实施方案1-7中任一项所述的齿轮组件，其中，所述衬套限定了横向于所述旋转轴线的第一表面，并且所述齿轮本体限定了横向于所述旋转轴线并且与所述第一表面相反的第二表面，其中所述第一表面和第二表面配置成彼此抵靠并且沿着所述旋转轴线将所述齿轮本体和所述衬套固定在一起。

9.根据实施方案8所述的齿轮组件，其中，所述衬套包括凸缘，所述凸缘具有环形构型并且远离所述旋转轴线而径向延伸，以呈现所述第一表面。

10.根据实施方案9所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体的所述第二表面至少部分地限定了通道，所述通道具有围绕所述旋转轴线的环形构型并且通向所述钻孔中，其中所述凸缘延伸到所述通道中，所述第一表面和第二表面彼此抵靠。

11.根据实施方案1-10中任一项所述的齿轮组件，其中，所述衬套包括位于所述支承表面与所述齿轮本体的所述内表面之间的磨损区域，其中所述磨损区域仅包括所述第二聚合物，以便在所述齿轮组件围绕所述销旋转时促进所述衬套的均匀磨损。

12.根据实施方案1-11中任一项所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体沿着第二轴线并且围绕第二轴线限定第二钻孔，所述第二轴线与所述旋转轴线间隔开并且平行于所述旋转轴线，所述第二钻孔配置成接纳有助于偏心运动的第二销。

13.根据实施方案12所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体包括壁，所述壁将所述钻孔与所述第二钻孔分隔开，并且具有5毫米的最大厚度。

14.根据实施方案12或实施方案13所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体限定了空腔，所述空腔远离所述第二钻孔而径向延伸并且通向所述第二钻孔中。

15.根据实施方案14所述的齿轮组件，进一步包括轴组件，所述轴组件具有布置在第二钻孔内的板以及布置在所述第二钻孔内的轴。

16.根据实施方案15所述的齿轮组件，其中，所述空腔通向所述钻孔中，并且所述板限定与所述钻孔同心对齐的开孔，所述衬套延伸穿过所述开孔。

17.根据实施方案1-16中任一项所述的齿轮组件，其中，所述多个齿远离所述旋转轴线而径向延伸。

18.根据实施方案1-17中任一项所述的齿轮组件，进一步包括分散在所述第一聚合物内的玻璃纤维。

19.根据实施方案1-18中任一项所述的齿轮组件，其中，所述第一聚合物包括聚酰胺。

20.一种用于围绕致动器中的销旋转的齿轮组件，所述齿轮组件包括：

齿轮，所述齿轮包括：

齿轮本体，所述齿轮本体包括围绕旋转轴线并远离旋转轴线而径向延伸的第一聚合物，所述齿轮本体具有内表面，所述内表面限定沿着所述旋转轴线并围绕所述旋转轴线的钻孔；以及

从所述齿轮本体延伸的多个齿；以及

衬套，所述衬套包括不同于所述第一聚合物的第二聚合物，其中所述衬套布置在所述钻孔内并且所述衬套和所述齿轮本体中的一个沿着所述内表面包覆模制到所述衬套和所述齿轮本体中的另一个上，并且其中所述衬套具有支承表面，支承表面沿着所述旋转轴线并且围绕所述旋转轴线限定孔，用于将所述支承表面与所述孔中的销能够旋转地接合；

所述齿轮本体和所述衬套中的一者具有相对于所述旋转轴线径向延伸的突出部，并且所述齿轮本体和所述衬套中的另一者限定了凹部，所述凹部配置成接纳所述突出部以围绕所述旋转轴线将所述齿轮本体和所述衬套能够旋转地保持在一起；并且

所述衬套限定了横向于所述旋转轴线的第一表面，并且所述齿轮本体限定了横向于所述旋转轴线并且与所述第一表面相反的第二表面，其中所述第一表面和第二表面配置成彼此抵靠并且沿着所述旋转轴线将所述齿轮本体和所述衬套固定在一起。

21.一种与致动器中的马达一起使用并且由其驱动的齿轮驱动组件，所述齿轮驱动组件包括：

限定空腔的壳体；以及

销，所述销布置在所述空腔中并且联接到所述壳体；以及

所述齿轮组件能够围绕所述销旋转，所述齿轮组件包括：

齿轮，所述齿轮包括：

齿轮本体，所述齿轮本体包括围绕旋转轴线并远离旋转轴线而径向延伸的第一聚合物，所述齿轮本体具有内表面，所述内表面限定沿着所述旋转轴线并围绕所述旋转轴线的钻孔；以及

从所述齿轮本体延伸的多个齿；以及

衬套，所述衬套包括不同于所述第一聚合物的第二聚合物，其中所述衬套布置在所述钻孔内并且所述衬套和所述齿轮本体中的一个沿着所述内表面包覆模制到所述衬套和所述齿轮本体中的另一个上，并且其中所述衬套具有支承表面，支承表面沿着所述旋转轴线并且围绕所述旋转轴线限定孔，用于将所述支承表面与所述孔中的销能够旋转地接合。

Claims (20)

1.一种用于围绕致动器中的销旋转的齿轮组件，所述齿轮组件包括：

齿轮，所述齿轮包括：

齿轮本体，所述齿轮本体包括围绕旋转轴线并远离旋转轴线而径向延伸的第一聚合物，所述齿轮本体具有内表面，所述内表面限定沿着所述旋转轴线并围绕所述旋转轴线的钻孔；以及

从所述齿轮本体延伸的多个齿；以及

衬套，所述衬套包括不同于所述第一聚合物的第二聚合物，其中所述衬套布置在所述钻孔内并且所述衬套和所述齿轮本体中的一个沿着所述内表面包覆模制到所述衬套和所述齿轮本体中的另一个上，并且其中所述衬套具有支承表面，支承表面沿着所述旋转轴线并且围绕所述旋转轴线限定孔，用于将所述支承表面与所述孔中的销能够旋转地接合。

2.根据权利要求1所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体和所述衬套中的一者具有相对于所述旋转轴线径向延伸的突出部，并且所述齿轮本体和所述衬套中的另一者限定了凹部，所述凹部配置成接纳所述突出部以围绕所述旋转轴线将所述齿轮本体和所述衬套能够旋转地保持在一起。

3.根据权利要求2所述的齿轮组件，其中，所述突出部具有凸形弧形构型并且所述凹部具有对应的凹形弧形构型。

4.根据权利要求2所述的齿轮组件，其中，所述突出部进一步限定为多个突出部，并且所述凹部进一步限定为与所述多个突出部单独对应的多个凹部。

5.根据权利要求4所述的齿轮组件，其中，所述突出部和所述凹部围绕所述旋转轴线交替。

6.根据权利要求4所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体和所述衬套各自具有围绕所述旋转轴线径向间隔开的所述多个突出部中的一个，并且所述齿轮本体和所述衬套各自限定围绕所述旋转轴线径向间隔开的所述多个凹部中的一个，所述衬套的所述凹部构造成接收所述齿轮本体的所述突出部，并且所述齿轮本体的所述凹部构造成接收所述突出部。

7.根据权利要求6所述的齿轮组件，其中，所述衬套包括凸缘，所述凸缘具有环形构型并且远离所述旋转轴线而径向延伸，所述衬套的所述凸缘具有所述多个突出部中的所述一个并且限定所述多个凹部中的所述一个。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的齿轮组件，其中，所述衬套限定了横向于所述旋转轴线的第一表面，并且所述齿轮本体限定了横向于所述旋转轴线并且与所述第一表面相反的第二表面，其中所述第一表面和第二表面配置成彼此抵靠并且沿着所述旋转轴线将所述齿轮本体和所述衬套固定在一起。

9.根据权利要求8所述的齿轮组件，其中，所述衬套包括凸缘，所述凸缘具有环形构型并且远离所述旋转轴线而径向延伸，以呈现所述第一表面。

10.根据权利要求9所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体的所述第二表面至少部分地限定了通道，所述通道具有围绕所述旋转轴线的环形构型并且通向所述钻孔中，其中所述凸缘延伸到所述通道中，所述第一表面和第二表面彼此抵靠。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的齿轮组件，其中，所述衬套包括位于所述支承表面与所述齿轮本体的所述内表面之间的磨损区域，其中所述磨损区域仅包括所述第二聚合物，以便在所述齿轮组件围绕所述销旋转时促进所述衬套的均匀磨损。

12.根据权利要求1-7中任一项所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体沿着第二轴线并且围绕第二轴线限定第二钻孔，所述第二轴线与所述旋转轴线间隔开并且平行于所述旋转轴线，所述第二钻孔配置成接纳有助于偏心运动的第二销。

13.根据权利要求12所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体包括壁，所述壁将所述钻孔与所述第二钻孔分隔开，并且具有5毫米的最大厚度。

14.根据权利要求12所述的齿轮组件，其中，所述齿轮本体限定了空腔，所述空腔远离所述第二钻孔而径向延伸并且通向所述第二钻孔中。

15.根据权利要求14所述的齿轮组件，进一步包括轴组件，所述轴组件具有布置在第二钻孔内的板以及布置在所述第二钻孔内的轴。

16.根据权利要求15所述的齿轮组件，其中，所述空腔通向所述钻孔中，并且所述板限定与所述钻孔同心对齐的开孔，所述衬套延伸穿过所述开孔。

17.根据权利要求1-7中任一项所述的齿轮组件，其中，所述多个齿远离所述旋转轴线而径向延伸。

18.根据权利要求1-7中任一项所述的齿轮组件，进一步包括分散在所述第一聚合物内的玻璃纤维。

19.根据权利要求1-7中任一项所述的齿轮组件，其中，所述第一聚合物包括聚酰胺。

20.一种与致动器中的马达一起使用并且由其驱动的齿轮驱动组件，所述齿轮驱动组件包括：

限定空腔的壳体；以及

销，所述销布置在所述空腔中并且联接到所述壳体；以及

根据权利要求1-7中任一项所述的齿轮组件，其中，所述齿轮组件能够围绕所述销旋转。

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