CN111288286A - 齿轮组件 - Google Patents

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Abstract

一种齿轮组件，包括主轴、主动齿轮、从动齿轮、副轴和键，其中主轴和主动齿轮限定了用于容纳键的键槽。主轴限定了键槽的下部区域，而主动齿轮限定了键槽的上部区域。主动齿轮可安装在主轴上，使得键槽的上部区域和下部区域彼此对齐，以便使键槽容纳键。从动齿轮可安装在副轴上，使得从动齿轮可与主动齿轮啮合。上述键槽在主动齿轮的中心部分限定了半岛状区域。半岛状区域构造成与设置在键槽内的键邻接。

Description

齿轮组件
技术领域
本公开大体上涉及一种齿轮组件，更尤其涉及一种在回油泵中将齿轮安装到轴的布置。
背景技术
传统上已知机油泵用于从集油器装置中抽出润滑油。泵具有机油泵外壳，其中设置有至少两对齿轮。齿轮对可在吸入侧连接到形成于机油泵外壳中的吸入通道，及在输送侧连接到输送通道。
用于将润滑油提供至内燃发动机的齿轮机油泵通常在车辆中实现，其中润滑油通过第一泵送阶段从内燃发动机的集油器外壳的后吸油空间输送至实际的贮油槽，以便通过第二泵送阶段从此处输送至曲轴的主轴承或曲轴的轴承等中。通常，机油泵包括通过驱动键130固定在轴112上的主动齿轮118，以便将主动齿轮118安装到轴112上。(见图3)。然而，当机油泵在运行并且轴112在旋转时，键130可能会在键槽116内沿径向方向过度移动。此外，当键130的至少一个边缘158与键槽的对应拐角156相干涉时，键槽116的拐角156可能会经受集中且过大的应力。
发明内容
本公开提供了一种齿轮组件，其可在包括但不限于回油泵的各种部件中实现。齿轮组件包括主轴、主动齿轮、从动齿轮、副轴和键，其中主轴和主动齿轮限定了用于容纳键的键槽。主轴限定了键槽的下部区域，而主动齿轮限定了键槽的上部区域。主动齿轮可安装在主轴上，使键槽的上部区域和下部区域彼此对齐，以便使键槽容纳键。从动齿轮可安装在副轴上，使得从动齿轮可与主动齿轮啮合。上述键槽在由主动齿轮限定的上部区域的中心部分中限定半岛状区域。半岛状区域被构造成与设置在键槽内的键邻接。
本公开的齿轮组件限定了与半岛状区域的第一侧成一体的第一载荷分布区域和与半岛状区域的第二侧成一体的第二载荷分布区域。第一载荷分布区域限定了主动齿轮内的第一凹处，第二载荷分布区域限定了主动齿轮内的第二凹处。
在本公开的另一个实施方案中，键可限定第一斜面、第二斜面和设置在第一和第二斜面之间的上表面。键的上表面可构造成与半岛状区域邻接。
如文所指，本公开的齿轮组件可在包括但不限于回油泵的各种不同部件中实现。
本公开及其具体特征和优点将通过下面参考附图所作的详细描述而更加清晰。
附图说明
通过以下详细说明、最佳方式、权利要求书和附图，本公开的这些及其它特征和优点将变得明显：
图1示出了本公开的示例性非限制性齿轮组件，其中齿轮组件用于回油泵中；
图2是图1中的本公开的示例性非限制性齿轮组件的扩展图；
图3示出了现有技术的齿轮组件，其中传统键的侧边缘易于干扰传统键槽的至少一个拐角区域，从而在传统主动齿轮上产生不期望的应力；
图4A示出了本公开的第一实施方案的齿轮组件；
图4B示出了本公开的第二实施方案的齿轮组件；
图5是图4A中的第一实施方案的齿轮组件的扩展示意图；
图6是本公开的第三实施方案的齿轮组件的扩展示意图；
图7是本公开的第三实施方案的齿轮组件的扩展示意图；
在附图的若干视图中，相同的标号表示相同的零件。
具体实施方式
现在将详细地谈及目前所优选的本公开的组合物、实施方案和方法，其构成了目前为本发明人所知的实施本公开的最佳方式。附图并不是按比例绘制的。然而，应当理解的是所公开的实施方案只是对本公开内容的示例，本公开可以用各种和可替代的形式加以实现。因此本文中公开的细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于本公开的任何方面的代表性的基础和/或作为用于教导本领域技术人员来不同地使用本公开的代表性的基础。
除了示例中或以其他方式明显指明的地方之外，本说明书中表示物质的量或反应条件和/或用途的所有数量应理解为通过词“约”的修饰来描述本发明最宽泛的范围。通常优选在所述的数值极限内实现。另外，除非另有明确规定：百分比、份数和比例值以重量计；对于与本公开相关的某一特定目的而言适合的或优选的一组或一类材料的描述意味着对于该组或类中任意两种或多种成员的混合物是同样适合的或优先的；首字母缩略词或其他缩写词的第一定义适用于同一缩写在本文中所有后续使用，并且也适用于最初定义的缩写词的正常语法变化；并且，除非另有明确规定，对属性的度量由与之前或之后针对相同属性引用的相同技术来确定。
还应当理解的是，由于具体的部件和/或条件可能会变化，因此，本公开不局限于以下所述的具体实施方案和方法。此外，本文中所使用的术语仅仅用于描述本公开的特定实施方案，并且不旨在以任何方式加以限制。
还必须注意的是，除非上下文另有明确指示，说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一种”、“一个)”和“该”包括复数对象。例如，以单数提及某部件时意图包括多种部件。
术语“包含”与“包括”、“具有”、“含有”或“其特征在于”同义。这些术语是包容性的、且开放性的，并不排除其他未列举的元素或方法步骤。
短语“由...组成”排除任何未在权利要求中指明的元素、步骤或成分。短语“基本上由...组成”将权利要求的范围限制于指定的材料或步骤，以及不会对所要求保护的主题所具有的基本特征和新型特征造成实质影响的那些材料或步骤。
术语“包含”、“由...组成”和“基本上由...组成”可交替使用。在使用这三个术语之一的情况下，当前公开且要求保护的主题可包括使用其他两个术语中的任一个。
在本申请中，在引用出版物的情况下，这些出版物的全部公开内容通过引用并入本申请中，以便更全面地描述本公开涉及的技术状态。
以下详细说明本质上仅是示例性的，并且不旨在限制本公开或本公开的应用和使用。此外，也并不受前述背景或者以下详细说明中所呈现的任何理论的限制。
本公开提供了一种减少施加到主动齿轮18的应力的齿轮组件10，其中主动齿轮18通过键30安装到主轴12上。关于本公开的所有实施方案，应当理解的是，键30用于连接图1、2和4A-7中作为示例零件18示出的旋转机器零件(或扭矩传递部件)。旋转机器零件(或扭矩传递部件)可为但不限于连接到轴12的滑轮、轴、链轮、齿轮、毂和轴。虽然在本公开中使用了术语“主动齿轮”和“从动齿轮”，但是在本公开中的“从动齿轮”、“主动齿轮”和“齿轮组件”中使用的术语“齿轮”应被解释为表示上述旋转机械零件(或扭矩传递部件)，其可采用如上所述的各种形式。图1、2和4A-7以齿轮的形式示出了旋转机械零件(或扭矩传递部件)的示例性、非限制性形式。应当理解的是本公开可在多种实现轴-键界面(分别表示为零件12和30)的部件中实现，所述部件可包括但不限于如图1所示的回油泵54。参照图2，本公开的齿轮组件10包括主轴12、主动齿轮18、从动齿轮22、副轴和键30，其中主轴12和主动齿轮18限定了用于容纳键30的键槽16。如图5-7的各种实施方案中所示，主轴12限定了键槽16的下部区域14，而主动齿轮18限定了键槽16的上部区域20。主动齿轮18可安装在主轴12上，使得键槽16的上部区域20和下部区域14彼此对齐，以便使键槽16容纳键30。再次参照图1，从动齿轮22可安装到副轴上，使从动齿轮22可与主动齿轮18啮合。如图5-7所示，上述键槽16在由主动齿轮18和/或主轴12中的至少一个所限定的上部区域20的中心部分28中限定半岛状区域26。示例图形示出了由主动齿轮18限定的半岛状区域26。图中所示主轴12的中心部分28’仅供参考。如图所示，主动齿轮18的中心部分28设置在第一凹处40和第二凹处42之间，稍后将对它们进行描述。半岛状区域26被构造成与设置在键槽16内的键30邻接。如果半岛状区域26限定在主轴12的中心部分28'中，则应当理解主轴12也将类似地限定第一和第二凹处(未示出)，所述凹处将被限定在中心部分28'或半岛状区域(未示出)的每一侧上。
再次参照图5-7，本公开的齿轮组件10限定了与半岛状区域26的第一侧34成一体的第一载荷分布区域32和与半岛状区域26的第二侧38成一体的第二载荷分布区域36。半岛状区域26进一步限定了设置在第一和第二载荷分布区域32、36之间的邻接部分50。半岛状区域26的邻接部分50被部分地构造成使键30不能沿向外的径向方向52移动。邻接部分50可为各种方式：平坦表面(示为非限制性示例性零件50)、圆形表面和点等。第一载荷分布区域32限定了主动齿轮18内的第一凹处40，第二载荷分布区域36限定了主动齿轮18内的第二凹处42。在本公开中，考虑到压力分布在：1，键30的半岛状区域26和上表面48之间的界面；和2，(多个第一和第二载荷分布区域32、36中的)至少一个载荷分布区域32、36，主轴12和从动齿轮22之间的应力相对于图3所示的现有技术分布在从动齿轮22的较大区域上。与本公开形成鲜明对比的是，取决于主动齿轮118和驱动轴112是顺时针还是逆时针旋转，当键边缘158邻接主动齿轮118中相应的键槽拐角区域156时，图3中所示的传统键130易于在主动齿轮118中限定的键槽116的拐角区域156中施加过大且集中的应力。
此外，也如图5-7所示，键30可以可选地限定第一斜面44、第二斜面46和设置在第一和第二斜面44和46之间的上表面48。键30的上表面48可构造成与半岛状区域26(或半岛状区域26的邻接部分50)邻接。如前所指，本公开的齿轮组件10可在包括但不限于如图1所示的回油泵54的各种不同部件中实现。
参照图5，第一和第二负载分布区域32、36是对称的，使得主动齿轮18可以最佳地在顺时针方向和逆时针方向上实现。然而，参照图6，第一载荷分布区域32相对大于第二载荷分布区域36，使得图6中的主动齿轮可以最佳地在主动齿轮18中实现，所述主动齿轮18具有主要在一个方向(不包括逆时针方向)上的扭矩，使得施加在主动齿轮18上的应力分布在第一载荷分布区域32和半岛状区域26的邻接部分50。因此，如图6所示，第一凹处大于第二凹处，并且半岛状区域可以在键槽的中心区域内偏向第二凹处。
参照图7，示出了另一优化设计，其中第一载荷分布区域32增大(第一载荷分布区域的半径相对于第二载荷分布区域36增大)，使得第一载荷分布区域32终止于与第一斜面44的下端62基本对齐的点60。与图7相比，图5和图6中所示的第一和第二载荷分布区域32、36可终止于点64处(在距半岛状区域26的第一预定距离70处)，使得当键30的上表面48与半岛状区域26的邻接部分50邻接时，各斜面44、46的下端62(设置在距上表面48的第二预定距离72处)不会干扰或邻接相应分布区域32、36的下端/点64。同样，如上所述，齿轮(在术语“主动齿轮”和/或“从动齿轮”中使用并且在本公开的各种非限制性示例中示出)应该被解释为表示任何扭矩传递部件，例如但不限于滑轮、齿轮、蜗轮和轴。
尽管已经在前面的详细说明中提出了至少一个示例性实施方案，但是应当理解还存在该实施方案的大量变型。还应当理解的是，一个或多个示例性实施方案仅仅是示例，并不旨在以任何方式限制本公开的范围、适用性或构造。而前文的详细说明将为本领域技术人员提供用于实现一个或多个示例性实施方案的便利的路线图。应当理解的是，在不脱离所附权利要求及其合法等同物所阐述的本公开的范围的情况下，可以对零件的功能和布置进行各种变化。

Claims (10)

1.一种齿轮组件，包括：
主轴，其限定了键槽的下部区域；
主动齿轮，其限定了所述键槽的上部区域并安装到所述主轴上，以使所述键槽的上部区域与下部区域对齐；以及
从动齿轮，其安装在副轴上并与所述主动齿轮啮合；
其中，所述键槽在所述主动齿轮和所述主轴中的至少一个的中心区域限定一半岛状区域，并且所述半岛状区域构造成与设置在所述键槽内的键邻接。
2.根据权利要求1所述的齿轮组件，进一步包括与所述半岛状区域的第一侧成一体的第一载荷分布区域和与所述半岛状区域的第二侧成一体的第二载荷分布区域。
3.根据权利要求2所述的齿轮组件，其中，所述第一载荷分布区域限定了所述主动齿轮内的第一凹处，所述第二载荷分布区域限定了所述主动齿轮内的第二凹处。
4.根据权利要求3所述的齿轮组件，其中，所述键限定了第一斜面、第二斜面和设置在所述第一和第二斜面之间的上表面。
5.根据权利要求4所述的齿轮组件，其中，所述键的所述上表面构造成与所述半岛状区域邻接。
6.根据权利要求5所述的齿轮组件，其中，所述半岛状区域进一步限定了设置在所述第一和第二载荷分布区域之间的邻接部分，并且所述半岛状区域的所述邻接部分构造成使所述键不能沿向外的径向方向移动。
7.根据权利要求5所述的齿轮组件，其中，所述主动齿轮和所述从动齿轮设置在回油泵中。
8.根据权利要求1所述的齿轮组件，其中，所述主动齿轮是扭矩传递部件。
9.根据权利要求6所述的齿轮组件，其中，所述邻接部分是平坦表面。
10.根据权利要求3所述的齿轮组件，其中，所述第一凹处大于所述第二凹处。
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