CN113175520A - 一种太阳轮的润滑散热结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳轮的润滑散热结构，包括变速箱壳体和设置于变速箱壳体内的二轴，二轴沿其轴向前后依次同轴连接有固定于变速箱壳体内的轴承、具有进油口与出油口的润滑油导入机构和行星齿轮机构，行星齿轮机构包括通过花键同轴连接于二轴上的太阳轮和与太阳轮啮合的多个行星轮，太阳轮沿其径向设置有可将润滑油导向至太阳轮与行星轮接触面的太阳轮径向油道，太阳轮径向油道与润滑油导入机构的出油口之间通过沿二轴表面布置的轴向油路连通，花键包括设置于太阳轮内表面的内花键齿和设置于二轴外表面的外花键齿，内花键齿或外花键齿上开设有进油槽。通过从太阳轮齿面中心孔出油能够保证对太阳轮进行充足的润滑和散热，齿轮可靠性高。

Description

一种太阳轮的润滑散热结构
技术领域
本发明涉及变速箱润滑散热技术领域，具体地指一种太阳轮的润滑散热结构。
背景技术
太阳轮同时与五个行星轮啮合，载荷的循环次数高，需要对太阳轮进行有效的润滑和降温，以使太阳轮处于良好的工作状态，才能保证变速的工作稳定。
目前对变速箱行星副箱太阳轮进行润滑和散热的结构有如下两种：
1、采用齿轮端面进油的方式进行润滑和散热，总油管里的压力润滑油通过进油座和分油杯实现进油与分油，润滑油经一路经由二轴上的油孔进入中心油管中，分成朝左的油流和朝右的油流分别润滑主箱和副箱的轴承。另一路经分油杯右边的端面槽进入环形油槽中，沿太阳轮左边的齿槽斜向上流出，对太阳轮和行星轮的齿面进行润滑和散热。还有一小部分油经过太阳轮和二轴的花键间隙、大螺母的端面槽流出润滑太阳轮右侧齿面。该方案中，太阳轮同时与五个行星轮啮合，载荷的循环次数高，沿太阳轮端面进入的油流在旋转离心力作用下大部分沿太阳轮径向甩出，只能润滑靠近太阳轮端面的一部分齿面，太阳轮中心齿面润滑和散热不足，造成太阳轮故障高，可靠性差。
2、润滑油经二轴上的油孔进入二轴内腔，再经二轴油孔进入太阳轮与二轴的花键环形槽，从太阳轮齿的槽孔流出润滑太阳轮。该方案虽然从太阳轮的齿槽开孔润滑太阳轮中心齿面，但路径复杂，与轴承共用油道，流阻大，油压小，不利于齿面散热。且加工复杂。
发明内容
本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种能对太阳轮的齿面进行有效润滑和散热、降低太阳轮与行星轮之间的摩擦，降低太阳轮与行星轮的工作温度，使变速箱处于良好工作状态的太阳轮的润滑散热结构。
为实现此目的，本发明所设计的太阳轮的润滑散热结构，包括变速箱壳体和设置于所述变速箱壳体内的二轴，所述二轴沿其轴向前后依次同轴连接有固定于所述变速箱壳体内的轴承、具有进油口与出油口的润滑油导入机构和行星齿轮机构，其特征在于：所述行星齿轮机构包括通过花键同轴连接于所述二轴上的太阳轮和与所述太阳轮啮合的多个行星轮，所述太阳轮沿其径向设置有可将润滑油导向至所述太阳轮与所述行星轮接触面的太阳轮径向油道，所述太阳轮径向油道与所述润滑油导入机构的出油口之间通过沿所述二轴表面布置的轴向油路连通，所述花键包括设置于太阳轮内表面的内花键齿和设置于所述二轴外表面的外花键齿，所述内花键齿或所述外花键齿上开设有进油槽。
进一步的，所述外花键齿沿其周向表面间隔开设有多个所述进油槽，每个所述进油槽均开设于至少两个相邻的所述外花键齿上。保证进油槽的宽度，从而保证润滑油进入太阳轮的进油量，使润滑油对太阳轮具有良好的润滑和散热效果。
进一步的，三个相邻的所述外花键齿沿其长度方向铣削有所述进油槽，所述进油槽的前端连接所述二轴的外表面，所述进油槽的后端连接所述外花键齿。此处三个相邻的所述外花键齿为一组进行进油槽的铣削操作，以达到最好的进油效果的同时，也保证了花键结构的稳定。
进一步的，所述内花键齿包括沿所述太阳轮的轴向间隔布置、设置于所述太阳轮周向内表面的第一内花键齿圈和第二内花键齿圈，所述第一内花键齿圈和所述第二内花键齿圈之间为内花键齿槽，所述太阳轮径向油道开设于所述内花键齿槽的槽面与所述太阳轮的外表面之间，所述太阳轮径向油道的出油口位于相邻两个太阳轮轮齿之间。前后布置的第一内花键齿圈和第二内花键齿圈保证了与外花键的连接效果，同时为太阳轮径向油道的布置提供了基础。二者互不干扰。
进一步的，相邻两个所述太阳轮轮齿之间的表面为以所述太阳轮径向油道的出油口为中点向所述太阳轮前后两侧上方延伸的斜面。通过该斜面对行星轮的表面进行有效润滑，进一步提高了对太阳轮的润滑效果，同时润滑后的润滑油可以借由此斜面向外飞出，不会在太阳轮表面聚集，影响太阳轮与行星轮之间的啮合。
进一步的，所述润滑油导入机构包括同轴连接于所述二轴上且具有分油内腔的分油杯、同轴连接于所述分油杯上的进油座和一端固定于所述进油座内的进油管；所述分油杯和所述进油座内设置有与所述进油管的出油端连通、可将润滑油导入所述分油内腔的润滑油导入油道。
进一步的，所述润滑油导入油道包括开设于所述进油座内的进油座径向导入油道，所述进油管的一端固定于所述进油座径向导入油道顶部，所述进油座沿其周向内表面开设有与所述进油座径向导入油道连通的进油座环型导入油道；所述分油杯沿其周向外表面开设有与所述进油座环型导入油道连通的分油杯环型导入油道，所述分油杯内开设有与所述分油杯环型导入油道和所述分油内腔连通的分油杯径向导入油道；所述润滑油导入机构的进油口为所述进油管另一端的端口，所述润滑油导入机构的出油口为所述分油杯径向导入油道的出油口。
进一步的，所述进油座和所述分油杯之间设置有两个封油卡环，两个所述封油卡环沿所述分油杯的轴向布置于所述分油杯的前后两侧周向表面上，所述分油杯环型导入油道位于两个所述封油卡环之间。通过封油卡环进行封油，防止由于进油座和分油杯之间的相对转动，导致润滑油向外溢出的情况发生。
进一步的，所述轴向油路包括所述分油内腔表面与所述二轴外表面之间的间隙和所述外花键齿与所述内花键齿之间的间隙。
更进一步的，所述二轴内同轴固定有中心油管，所述二轴沿其径向开设有与所述中心油管和所述轴向油路连通连通的二轴径向油孔。总油管里的压力润滑油通过进油座和分油杯实现进油与分油，润滑油经一路经由二轴上的油孔进入中心油管中，分成朝左的油流和朝右的油流分别润滑主箱和副箱的轴承。另一路进入太阳轮内，沿太阳轮齿面斜向上流出，对太阳轮和行星轮的齿面进行润滑和散热。
本发明的有益效果是：二轴花键局部平铣四处进油，既保证了油道通径，又兼顾了花键的接合强度，同时可以直接用盘铣刀加工，便于批量生产。结构简单，制造简单，成本低。同时，通过从太阳轮齿面中心孔出油能够保证对太阳轮进行充足的润滑和散热，齿轮可靠性高。综上所述，太阳轮从第一级油腔(花键槽)进油，油压较大，流速快，便于太阳轮散热和润滑；轴承从第二级油腔(中心油管)进油，油压小，流速慢，保证润滑的同时减少了滚子的搅油功率损失。本专利所示的油路结构优化了各部件的润滑及散热功能。
附图说明
图1为本发明所设计的太阳轮的润滑散热结构的3/4剖视图；
图2为图1中A向视图；
图3为1中润滑油的油路流向图；
图4为图3中油路由二轴进入太阳轮内的流向图；
图5为本发明中二轴与太阳轮配合的径向剖视图；
图6为二轴与太阳轮配合的端部结构立体图；
图7为本发明中太阳轮的立体图；
其中，1—变速箱壳体，2—二轴，3—轴承，4—太阳轮，5—行星轮，6—太阳轮径向油道，7—内花键齿(7.1—第一内花键齿圈，7.2—第二内花键齿圈，7.3—内齿键槽)，8—外花键齿，9—进油槽，10—太阳轮轮齿，11—分油内腔，12—分油杯，13—进油座，14—进油管，15—进油座径向导入油道，16—进油座环型导入油道，17—分油杯环型导入油道，18—分油杯径向导入油道，19—封油卡环，20—中心油管，21—二轴径向油孔，22—行星架，23—压紧螺母。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1—7所示的太阳轮的润滑散热结构，包括变速箱壳体1、固定于变速箱壳体1内的轴承3和设置于变速箱壳体1内并与轴承3连接的二轴2。
二轴2沿其轴向前后依次同轴连接有润滑油导入机构和行星齿轮机构。润滑油导入机构包括同轴连接于二轴2上且具有分油内腔11的分油杯12、同轴连接于分油杯12上的进油座13和一端固定于进油座13内的进油管14。分油杯12和进油座13内设置有与进油管14的出油端连通、可将润滑油导入分油内腔11的润滑油导入油道：包括开设于进油座13内的进油座径向导入油道15，进油管14的一端固定于进油座径向导入油道15顶部，进油座13沿其周向内表面开设有与进油座径向导入油道15连通的进油座环型导入油道16；分油杯12沿其周向外表面开设有与进油座环型导入油道16连通的分油杯环型导入油道17，分油杯12内开设有与分油杯环型导入油道17和分油内腔11连通的分油杯径向导入油道18。进油座13和分油杯12之间设置有两个封油卡环19，两个封油卡环19沿分油杯12的轴向布置于分油杯12的前后两侧周向表面上，分油杯环型导入油道17位于两个封油卡环19之间。
行星齿轮机构包括通过花键同轴连接于二轴2上的太阳轮4和与太阳轮4啮合的多个行星轮5，花键包括设置于太阳轮4内表面的内花键齿7和设置于二轴2外表面的外花键齿8，外花键齿8沿其周向表面开设有多个进油槽9，每个进油槽9均开设于三个相邻的外花键齿8上(三个相邻的外花键齿8沿其长度方向铣削有进油槽9)。内花键齿7包括沿太阳轮4的轴向间隔布置、设置于太阳轮4周向内表面的第一内花键齿圈7.1和第二内花键齿圈7.2，第一内花键齿圈7.1和第二内花键齿圈7.2之间为内花键齿槽7.3，内花键齿槽7.3内沿太阳轮4的径向设置有太阳轮径向油道6，太阳轮径向油道6与分油内腔11之间通过分油内腔11表面与二轴2外表面之间的间隙形成的通道和外花键齿8与内花键齿7之间的间隙形成的通道连通。太阳轮径向油道6的出油口位于相邻两个太阳轮轮齿10之间，相邻两个太阳轮轮齿10之间的表面为以太阳轮径向油道6的出油口为中点向太阳轮4前后两侧上方延伸的斜面。
二轴2内同轴固定有中心油管20，二轴2沿其径向开设有与中心油管20和轴向油路连通连通的二轴径向油孔21。
本发明中，二轴2用轴承3支撑在变速箱壳体1上，进油座13通过螺栓固定在变速箱壳体1上，其上连接进油管14，分油杯12套装在二轴2上。由于进油座13与分油杯12间存在相对转动，两者间安装封油卡环19进行封油，太阳轮4通过花键安装在二轴2上，采用压紧螺母23轴向锁紧，分油杯12左右两侧端面被压紧，有效防止了漏油。中心油管20过盈配合固定于压紧螺母23内孔，与二轴2一起旋转。行星轮5安装在行星架22上，二轴2的动力经过太阳轮4传递给行星轮5，再带动行星架22旋转输出。
本发明中润滑油的进油过程是：润滑油由进油管14导入进油座径向导入油道15，经进油座环型导入油道16、分油杯环型导入油道17、分油杯径向导入油道18进入分油内腔11中。润滑油一路经由二轴径向油孔21进入中心油管20中，分成朝左的油流和朝右的油流分别润滑主箱和副箱的轴承。另一路经太阳轮4与二轴2的连接花键之间间隙进入内齿键槽7.3，由太阳轮径向油道6流出，形成前后朝向的油流，为太阳轮4和行星轮5的齿面进行充分的润滑和散热。
在二轴2的花键局部平铣四处进油槽19，既保证了油道通径，又兼顾了花键的接合强度，同时可以直接用盘铣刀加工，便于批量生产，结构简单，制造简单，成本低。同时，通过从太阳轮4的齿面中心孔出油能够保证对太阳轮4进行充足的润滑和散热，齿轮可靠性高。综上所述，太阳轮4从第一级油腔(进油槽19)进油，油压较大，流速快，便于太阳轮4的散热和润滑；主箱和副箱的轴承从第二级油腔(中心油管20)进油，油压小，流速慢，保证润滑的同时减少了滚子的搅油功率损失。本专利所设计的油路结构优化了各部件的润滑及散热功能。
在此，需要说明的是，上述技术方案的描述是示例性的，本说明书可以以不同形式来体现，并且不应被解释为限于本文阐述的技术方案。相反，提供这些说明将使得本发明公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本说明书所公开的范围。此外，本发明的技术方案仅由权利要求的范围限定。
用于描述本说明书和权利要求的各方面公开的形状、尺寸、比率、角度和数字仅仅是示例，因此，本说明书和权利要求的不限于所示出的细节。在以下描述中，当相关的已知功能或配置的详细描述被确定为不必要地模糊本说明书和权利要求的重点时，将省略详细描述。
在使用本说明书中描述的“包括”、“具有”和“包含”的情况下，除非使用否则还可以具有另一部分或其他部分，所用的术语通常可以是单数但也可以表示复数形式。
应该指出，尽管在本说明书可能出现并使用术语“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“一侧”、“另一侧”、“一端”、“另一端”等来描述各种不同的组件，但是这些成分和部分不应受这些术语的限制。这些术语仅用于区分一个成分和部分和另一个成分和部分。例如，在不脱离本说明书的范围的情况下，第一部件可以被称为第二部件，并且类似地，第二部件可以被称为第一部件，顶部和底部的部件在一定情况下，也可以彼此对调或转换；一端和另一端的部件可以彼此性能相同或者不同。
此外，在构成部件时，尽管没有其明确的描述，但可以理解必然包括一定的误差区域。
在描述位置关系时，例如，当位置顺序被描述为“在...上”、“在...上方”、“在...下方”和“下一个”时，除非使用“恰好”或“直接”这样的词汇或术语，此外则可以包括它们之间不接触或者接触的情形。如果提到第一元件位于第二元件“上”，则并不意味着在图中第一元件必须位于第二元件的上方。所述部件的上部和下部会根据观察的角度和定向的改变而改变。因此，在附图中或在实际构造中，如果涉及了第一元件位于第二元件“上”的情况可以包括第一元件位于第二元件“下方”的情况以及第一元件位于第二元件“上方”的情况。在描述时间关系时，除非使用“恰好”或“直接”，否则在描述“之后”、“后续”、“随后”和“之前”时，可以包括步骤之间并不连续的情况。本发明的各种实施方案的特征可以部分地或全部地彼此组合或者拼接，并且可以如本领域技术人员可以充分理解的以各种不同地构造来执行。本发明的实施方案可以彼此独立地执行，或者可以以相互依赖的关系一起执行。
最后，应当指出，以上实施例仅是本发明较有代表性的例子。显然，本发明不限于上述实施例，还可以有许多变形。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应认为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种太阳轮的润滑散热结构，包括变速箱壳体(1)和设置于所述变速箱壳体(1)内的二轴(2)，所述二轴(2)沿其轴向前后依次同轴连接有固定于所述变速箱壳体(1)内的轴承(3)、具有进油口与出油口的润滑油导入机构和行星齿轮机构，其特征在于：所述行星齿轮机构包括通过花键同轴连接于所述二轴(2)上的太阳轮(4)和与所述太阳轮(4)啮合的多个行星轮(5)，所述太阳轮(4)沿其径向设置有可将润滑油导向至所述太阳轮(4)与所述行星轮(5)接触面的太阳轮径向油道(6)，所述太阳轮径向油道(6)与所述润滑油导入机构的出油口之间通过沿所述二轴(2)表面布置的轴向油路连通，所述花键包括设置于太阳轮(4)内表面的内花键齿(7)和设置于所述二轴(2)外表面的外花键齿(8)，所述内花键齿(7)或所述外花键齿(8)上开设有进油槽(9)。
2.如权利要求1所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：所述外花键齿(8)沿其周向表面间隔开设有多个所述进油槽(9)，每个所述进油槽(9)均开设于至少两个相邻的所述外花键齿(8)上。
3.如权利要求2所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：三个相邻的所述外花键齿(8)沿其长度方向铣削有所述进油槽(9)，所述进油槽(9)的前端连接所述二轴(2)的外表面，所述进油槽(9)的后端连接所述外花键齿(8)。
4.如权利要求3所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：所述内花键齿(7)包括沿所述太阳轮(4)的轴向间隔布置、设置于所述太阳轮(4)周向内表面的第一内花键齿圈(7.1)和第二内花键齿圈(7.2)，所述第一内花键齿圈(7.1)和所述第二内花键齿圈(7.2)之间为内花键齿槽(7.3)，所述太阳轮径向油道(6)开设于所述内花键齿槽(7.3)的槽面与所述太阳轮(4)的外表面之间，所述太阳轮径向油道(6)的出油口位于相邻两个太阳轮轮齿(10)之间。
5.如权利要求4所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：相邻两个所述太阳轮轮齿(10)之间的表面为以所述太阳轮径向油道(6)的出油口为中点向所述太阳轮(4)前后两侧上方延伸的斜面。
6.如权利要求1所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：所述润滑油导入机构包括同轴连接于所述二轴(2)上且具有分油内腔(11)的分油杯(12)、同轴连接于所述分油杯(12)上的进油座(13)和一端固定于所述进油座(13)内的进油管(14)；所述分油杯(12)和所述进油座(13)内设置有与所述进油管(14)的出油端连通、可将润滑油导入所述分油内腔(11)的润滑油导入油道。
7.如权利要求6所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：所述润滑油导入油道包括开设于所述进油座(13)内的进油座径向导入油道(15)，所述进油管(14)的一端固定于所述进油座径向导入油道(15)顶部，所述进油座(13)沿其周向内表面开设有与所述进油座径向导入油道(15)连通的进油座环型导入油道(16)；所述分油杯(12)沿其周向外表面开设有与所述进油座环型导入油道(16)连通的分油杯环型导入油道(17)，所述分油杯(12)内开设有与所述分油杯环型导入油道(17)和所述分油内腔(11)连通的分油杯径向导入油道(18)；所述润滑油导入机构的进油口为所述进油管(14)另一端的端口，所述润滑油导入机构的出油口为所述分油杯径向导入油道(18)的出油口。
8.如权利要求7所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：所述进油座(13)和所述分油杯(12)之间设置有两个封油卡环(19)，两个所述封油卡环(19)沿所述分油杯(12)的轴向布置于所述分油杯(12)的前后两侧周向表面上，所述分油杯环型导入油道(17)位于两个所述封油卡环(19)之间。
9.如权利要求8所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：所述轴向油路包括所述分油内腔(11)表面与所述二轴(2)外表面之间的间隙和所述外花键齿(8)与所述内花键齿(7)之间的间隙。
10.如权利要求1所述的太阳轮的润滑散热结构，其特征在于：所述二轴(2)内同轴固定有中心油管(20)，所述二轴(2)沿其径向开设有与所述中心油管(20)和所述轴向油路连通连通的二轴径向油孔(21)。
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