CN1704630A - 具有开槽的孔的差动小齿轮 - Google Patents

Abstract

用于汽车分动箱体的中心差动或减速组件中的小齿轮，包括外部齿和由交替的凹槽和凸台确定的轴向通道。凹槽和凸台可以是轴向延伸的，也可以螺旋延伸的。该凹槽提供有改善润滑和清除其间碎屑等特性。该小齿轮优选地是由粉末金属构成的。

Description

具有开槽的孔的差动小齿轮

技术领域

本发明通常涉及一种用于差动组件的齿轮，而更特别是涉及一种用于汽车的中心差动中具有开槽的孔的小齿轮。

背景技术

在汽车传动系中的机械部件数量众多并且各式各样。在传动系最开始是内燃机，它向手动或自动变速箱提供动力。在两轮驱动汽车中，变速箱的输出是通过差速器传动到驱动轮上的。在四轮驱动汽车中，分动箱体设置在变速箱的输出上，并且按照驾驶员的选择和/或自动操作系统，将动力传动到汽车的四个轮子上。

这些部件中每一个的润滑方式通常有各种不同的特征。例如，在内燃机中，油传送系统在压力下向与曲轴和其它部件相连接的轴承提供油。在变速箱和分动箱体中，齿轮和轴承的润滑也是通过压力传送系统而获得的。在汽车轴差速器中，齿轮是通过部分浸泡在润滑液中和润滑液的飞溅来润滑的。

再看分动箱体，通常多次将压力润滑液提供到在分动箱体的主输出轴中的轴孔上，其依次通过小的径向通道向各个轴承提供润滑液。虽然发现这种设置对于安装在主输出轴上的轴承和部件是非常适当的，但使用这种润滑系统，对于偏远或独特设置的分动箱体部件将没有好处。特别地，许多分动箱体使用行星齿轮组件，行星齿轮组件具有分别设置在短轴上的多个小齿轮，而短轴在保持架上在中心设置的太阳轮和环形齿轮之间旋转。这样的行星齿轮组件可以用于提供例如用于汽车的减速(低传动)范围，或在分动箱体的第一输出和第二输出之间提供差动。由于小齿轮在短轴上旋转，并且它们都围绕太阳轮的轴线旋转，那么直接向小齿轮的轴承表面提供润滑通常就不太可行。

因此，所希望获得的是，对小齿轮轴承表面提供改进润滑的小齿轮结构以及从而提高其使用寿命。

发明内容

用于汽车的中心差动的小齿轮包括外部齿和由交替的凹槽和凸台确定的轴向支撑通道。凹槽和凸台可以是轴向的延伸的，也可以是螺旋延伸的。凹槽提供有改善润滑和清除其间碎屑等特性。小齿轮优选地是由粉末金属构成的。小齿轮可以是用于行星型差动或减速系统中的圆柱(正)齿轮，它也可以是用于锥齿轮差动中的锥齿轮。

因此，本发明的一个目的是提供一种改进了的、用于汽车分动箱体中行星齿轮组件和圆锥齿轮组件中的小齿轮。

本发明的另一个目的是提供一种用于行星齿轮差动或减速组件以及锥齿轮差动组件中的、并具有通过交替的凹槽和凸台确定的内部通道或孔的小齿轮。

本发明的再一个目的是提供一种用于行星齿轮差动或减速组件以及锥齿轮差动中的、并具有通过轴向取向的交替的凹槽和凸台确定的中心通道或孔的小齿轮。

本发明的再一个目的是提供一种用于行星齿轮差动或减速组件以及锥齿轮差动中的、并具有确定交替(或间隔开)的螺旋凹槽和凸台的中心通道或孔的小齿轮。

本发明的再一个目的是提供一种用于行星齿轮差动或减速组件以及锥齿轮差动中的、由粉末金属制成的、并确定具有交替的凹槽和凸台的中心孔的小齿轮。

通过参照下面优选实施例和附图的说明，本发明的进一步目的和优越性将呈现出来，其中在几个附图中相同的附图标记表示相同的部件、组件或特征。

附图说明

图1是具有包括本发明分动箱体的四轮驱动汽车的驱动组件的轮廓图；

图2是具有包括本发明行星齿轮内轴差动的分动箱体的整体剖视图；

图3是按照本发明用于行星齿轮差动的圆柱齿轮的主视图；

图4是按照本发明具有轴向凸台和凹槽的差动小齿轮沿图3中4-4线的整体剖视图；

图5是按照本发明具有螺旋凸台和凹槽的差动小齿轮沿图3中4-4线的整体剖视图；

图6是按照本发明具有另一个实施例锥齿轮内轴差动的分动箱体的整体剖视图；

图7是包括本发明用于内轴差动的另一个实施例锥齿轮的主视图；

图8是按照本发明具有轴向凸台和凹槽的另一个实施例锥齿轮沿图7中8-8线的整体剖视图；以及

图9是按照本发明具有螺旋凸台和凹槽的另一个实施例锥齿轮沿图7中8-8线的整体剖视图。

具体实施方式

下面参照图1，其中以轮廓的方式示出了利用本发明的四轮驱动汽车的传动系，并由附图标记10来表示。四轮驱动汽车的传动系10包括连接于变速箱14并直接驱动变速箱14的主要发动机12。变速箱14的输出直接驱动分动箱体组件16，其向第一或后驱动传动线20提供动力，其中传动线20包含第一或后传动轴22、第一或后差速器24、一对第一或后半轴26、以及一对分别的第一或后轮胎和车轮组件28。

分动箱体组件16还可选择地向第二或前驱动传动线30提供动力，其中传动线30包含第二或前传动轴32、第二或前差速器34、一对第二或前半轴36、以及一对分别的第二或前轮胎和车轮组件38。每一个前轮胎和车轮组件38可以直接连接于分别的前半轴36的一个上，如果希望的话，可以在每一个前半轴36和分别的一个轮胎和车轮组件38之间，可操作地设置一对手工操作的或遥控的活动锁定轴套42，以可选择地连接它们。最后，第一传动线20和笫二传动线30都可以包含合适的和适当设置的万向节44，其在传统形式中的功能是允许在各种轴和组件之间，产生静态的和动态的偏置和非直线排列状态。

下面参照图2，易于理解的是，分动箱体组件16包括铸造和加工的多个金属壳体50，其具有多种表面、平面、开口、法兰、孔和盲孔，以用于接收、支撑、安装分动箱体组件16的各种内部组件。分动箱体组件16包括输入轴52，其具有在内表面上设置的多个内花键或齿轮形齿54，并且通过在变速箱14(在图1中示出的)的输出轴(未示出)上设置的互补结构的外花键或齿轮形齿与其相连接。输入轴52由例如球轴承组件56的抗磨轴承旋转地支撑着。油封58在输入轴52和壳体50之间提供适当的流体紧密封。

分动箱体组件16还包括具有固定的环形齿轮62的行星齿轮减速组件60，环形齿轮62通过适当的保持装置保持在分动箱壳体50中。行星齿轮保持架64通常和环形齿轮62对齐设置，并且包含和支撑有多个固定的短轴66，短轴66自由旋转地支撑和保持多个相同的小齿轮68。每一个小齿轮68都与环形齿轮62和太阳轮72相啮合，太阳轮72可以与输入轴52整体地形成，或可以是例如花键连接于此的单独部件。在太阳轮72的内表面上是一组内花键或齿轮形齿74。与太阳轮72内部的花键或齿轮形齿74轴向排列或偏置的，是在行星齿轮保持架64上形成的类似结构的一组内花键或齿轮形齿76。可轴向移动的离合器圈78位于在中间轴80上，并且通过花键相互连接82的作用和其一起旋转。

离合器圈78包括外花键或齿轮形齿84，其可以可选择地与太阳轮72的内花键或齿轮形齿74相啮合、或与行星齿轮保持架64上的内花键或齿轮形齿76相啮合。与太阳轮72的内齿轮形齿74相啮合，中间轴80将与输入轴52以相同的速度旋转，并提供高速或直接驱动模式。当离合器圈78移动到其最右侧位置时，离合器圈78的齿轮形齿84与行星齿轮保持架64上的齿轮形齿76相啮合，并以低传动或减速模式驱动中间轴80而由此获得减速。离合器圈78与滑动地设置在圆柱杆92上的拨叉90相接合。从拨叉90延伸出来的凸轮从动件94接收在螺旋凸轮96中。螺旋凸轮96是通过能量储存弹簧98、由旋转轴后端102而驱动的，而它们是依次由电动马达驱动组件104间接或直接驱动的。

与第一输出轴80同轴设置的是驱动链轮110。驱动链轮110包括啮合和驱动传动链114的链传动齿112。传动链114延伸到从动链轮118的多个链齿116上，并与其连续地相啮合。从动链轮118通过花键122或其它适当的直接连接而连接到第二输出轴120上。第二输出轴120包括法兰件124或其它连接装置，它可以是图1中所示的一个万向节44的一部分。第二输出轴120优选地支撑在一对例如球轴承组件126的抗磨轴承上。油封128在第二输出轴120和分动箱体组件16的壳体50之间提供流体紧密封。

分动箱体组件16还可以包括内轴差动组件130。内轴差动组件130包括作为钟形输入件134一部分的输入环形齿轮132，钟形输入件134通过相互啮合的花键或齿轮形齿136与中间轴80花键连接。内轴差动组件130还包括支撑多个短轴144的保持架142，多个短轴144分别自由地旋转支撑多个小齿轮或行星轮146。行星轮146以彼此成对啮合设置，在图2中示出了这样行星轮146的两个不同相互啮合对中的一个。行星轮146的每一个相互啮合对中的外部行星轮146与环形齿轮132相啮合，如图2的下部中所示；而每一对中的内部行星轮146与太阳轮148相啮合，如图2的上部中所示。太阳轮148设置在套管或套筒150上，套筒沿着中间轴80的轴向方向延伸到驱动链轮110处，驱动链轮通过多个相互啮合的花键152固定在套筒150上。

行星保持架142还通过相互啮合的花键156连接到钟形输出件158上，钟形输出件158依次通过相互啮合的花键或例如齿轮形齿162的其它部件传动地连接到第一输出轴164上。优选地，辊子轴承166在第一输出轴164的盲孔中旋转地支撑中间轴80的一端。例如球轴承组件168的抗磨轴承旋转地支撑第一输出轴164。

分动箱体组件16还包括电磁离合器组件170，其具有包含多个交错的离合器片或盘172的磨擦离合器包，它们可操作地设置在内轴差动组件130的行星保持架142和套管或套筒150之间。磨擦离合器包172是由具有电磁线圈176、转子178和衔铁182的电磁球冲击触发器来触发的，而电磁线圈176、转子178和衔铁182是由球冲击操作件184触发的。很容易理解的是，电磁线圈176的激活将在转子178上产生拖动，这使得球冲击操作件184向着右侧轴向地移动转子182，以压住交错的离合器片或盘172，从而将行星保持架142连接到套管或套筒150上，以由内轴差动组件130抑制差动现象。

下面参照图3、4和5，其中示出了包含本发明的行星轮146。行星轮146优选地是一种粉末金属网结形成的齿轮。基本材料优选地是添加0.4％碳的MPIF FL 4400。行星轮146包括一样地设置在其圆周上的多个齿190和轴向通道或通孔192，而轴向通道或通孔192是由多个小直径的凸台194和间隔开的多个大直径的槽或凹槽196确定的。如图4所示，凸台194和槽或凹槽196可以沿着通道或孔192轴向地延伸，或如图5所示，凸台194和槽或凹槽196可以确定一个螺旋通道。

在任何一种情况中，由于它们与短轴144不连续接触的作用，交替的凸台194和槽或凹槽196提供有多个显著的优越性。首先，通过提供润滑流体可以通过其容易地移动的通道，这便于润滑，并从而提高了行星轮146在短轴144上的使用寿命。其次，槽或凹槽196便于任何微粒或污染物从短轴144和行星轮146之间的界面外流。这样提高了润滑和流体流动，也改善了热量从短轴144和行星轮146的传出。最后，凸台194和凹槽196相对于齿190的分布，提供了在制造过程中用于校正部件定位错误的指示特征。

前面的说明是针对如图2中所示的、在行星齿轮型内轴差动组件130中设置的圆柱型行星轮146的。本发明也容易地适用于圆锥齿轮型差动中，而下面参照图6、7、8和9描述另一个实施例。

下面参照图6，其中示出了另一个实施例的分动箱体组件200，其在许多方面类似于图2中示出的分动箱体组件16。这样，它包括铸造金属壳体202，壳体具有接收和支撑分动箱体组件200的各种机械部件的多种特征。具有花键206的输入轴204由球轴承组件208旋转地支撑着，并且油封210在输入轴204和壳体202之间提供适当的流体紧密封。

分动箱体组件200包括具有环形齿轮214和保持架216的行星齿轮组件212，保持件接收有多个短轴218，而多个行星轮222在多个短轴上旋转。行星轮222始终与环形齿轮214和形成在输入轴204上的太阳轮224相啮合。

具有离合器圈230的同步组件228可选择地同步连接，使得从行星保持架216减速输出、或从输入轴直接高速输出到锥齿轮中心或内轴差动组件240的环形驱动件234上。锥齿轮内轴差动组件240包括多个(优选地为三个)圆锥惰轮242，圆锥惰轮242固定和保持在环形驱动件234中轴向延伸的短轴244上。第一锥齿轮侧或输出齿轮246使用花键连接于输出轴248上，并驱动例如法兰件250的第一输出部件，其中法兰件250可以是图1中所示的万向节44的一部分。第二锥齿轮侧或输出齿轮252是具有链传动齿256的驱动链轮254的一部分，链传动齿256与传动链258相啮合，并依次驱动第二输出轴(未示出)。

下面参照图7、8和9，其中示出了包含本发明的差动圆锥惰轮242。优选地，差动圆锥惰轮242也是一种粉末金属网结形成的齿轮，其具有一样地设置在其圆周上的多个齿262和通孔或通道264，而通孔或通道264是由多个小直径的凸台266和间隔开的多个大直径的槽或凹槽268确定的。如图8所示，凸台266和槽或凹槽268可以沿着孔或通道264轴向地延伸，或如图9所示，凸台266和槽或凹槽268可以确定一个螺旋通道。可以看出，内轴差动锥齿轮242与上述行星轮146在关于材料和制造技术上是相同的，并在有关润滑、去除污染物和热量传递上也提供相同的优越性。

虽然前面的说明主要集中在行星轮146和锥齿轮242在例如组件130和240的差动组件中的应用上，但应当可以看出，在替换图2中所示的行星齿轮减速组件60中的小齿轮68、以及替换图6中所示的分动箱体组件212中的行星轮222时，它们是同样有用的。这样的使用将伴随有所有上述润滑、去除污染物和热量传递的优越性。

前面公开的是由发明人设计的用于实施本发明的最佳方式。然而可以看出，对于分动箱体、差动和行星齿轮领域的技术人员来说，包含有修改和改变的装置是显而易见的。由于前面公开的内容趋向于使相关领域的技术人员能够实施该发明，因此它不应被解释成仅局限于此，而应被解释成包括前面提到的明显改变，并且仅由下面权利要求的范围和精神来限定。

Claims (9)

1.一种齿轮组件，其组合中包括：

输入件(80、234)；

第一输出件(164、248)；

第二输出件(150、254)；

多个短轴(144、244)；

多个齿轮(146、242)；多个齿轮分别设置在所述多个短轴上，并且由所述输入件驱动，以及驱动所述第一输出件和所述第二输出件；以及

至少所述多个齿轮中的一个确定有一通道(192、264)，该通道具有交替的凸台(194、266)和凹槽(196、268)。

2.如权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述齿轮是由粉末金属网结形成的。

3.如权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述凸台和所述凹槽沿着所述通道轴向地延伸。

4.如权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述凸台和所述凹槽沿着所述通道螺旋地延伸。

5.如权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述齿轮是正齿轮。

6.如权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述齿轮是锥齿轮。

7.如权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，其还包括分动箱体(16)，该箱体具有可操作地连接于所述输入件上的输入部分、连接于所述第一输出件上的第一输出部分和连接于所述第二输出件上的第二输出部分。

8.如权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述输入件驱动环形齿论(132)，所述第一输出件由保持架(142)驱动，所述第二输出件由太阳轮(148)驱动，所述多个齿轮是行星轮(146)，而所述齿轮组件是行星齿轮差动(130)。

9.如权利要求1所述的齿轮组件，其特征在于，所述输入件是旋转壳体(234)，所述第一输出件是输出轴(248)，所述第二输出件是驱动链轮(254)，所述多个齿轮是锥齿轮(242)，而所述齿轮组件是锥齿轮差动(240)。

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