CN1735761A - 扭矩传递组件及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种改进的制造和生产用于车辆变速器的扭矩传递组件的方法，变速器将扭矩从第一转动件(16)传递到第二转动件(46)，使生产效率提高，生产成本得到降低。
Description
相关申请
本申请要求享有2003年1月15日提交的美国临时专利申请No.60/440,110的优先权。
技术领域
本发明涉及一种扭矩传递组件和制造扭矩传递组件的方法，具体地，涉及一种小齿轮架和驱动壳体的组合体及其制造方法。
背景技术
小齿轮架是一种支撑结构，其将小齿轮(或行星齿轮)定位于行星齿轮组，以及传递扭矩到车辆变速器内的其他构件。驱动壳体或行星齿轮架是管状金属件，可传递小齿轮架的扭矩到另一构件，其与变速器中的小齿轮架沿轴向相距一定距离。驱动壳体还围绕小齿轮架的中心轴线转动，并支撑小齿轮。
已知一些生产小齿轮架的方法，包括逐步冲压出杯状件和端板，再将两个部件焊接到一起；生产粉末金属件，用铜焊或螺栓连接到一起；或冷成型杯状件，再将其焊接到冲压板上。
目前的生产驱动壳体的方法包括深拉金属板成管状，在其内壁形成花键；或切割一定长度的薄壁管，在管的内表面形成花键。
已知的生产小齿轮架和驱动壳体的组合体的方法包括用金属材料逐步冲压出具有不同直径的杯状件，然后互相对接焊到一起。内杯状件用作小齿轮架，外杯状件用作驱动壳体。
对于上面列举的实际情况，在形成组件的小齿轮架部分方面具有很多问题。由于粉末金属件具有脆性，小齿轮架的分开定位面部分的截面的结构必须较大。在制造过程中，小齿轮的分开定位面部分的底部形成了变化的晶粒密度，其中定位面处有很薄的定位面。随着相同区域还具有的厚度变化，晶粒密度的变化导致应力提高，经常会导致部件开裂和破坏。为解决这个问题，支腿和定位面必须比用精制材料生产的厚一些，以保证部件可实际应用。这样导致了重量提高和占用空间的增加，这两个问题都使得成本提高，都是自动变速环境下不希望有的。
对于冲压件，相比粉末冶金件，这种生产方法更具有灵活性，可减少空间占用。但不能对组件各部件的材料厚度进行大的改变。因此，全部部件将具有与最大强度部分相同的厚度。结果是质量过大和空间占用大，尽管与粉末冶金件相比这些方面已经取得很大进步。冲压件的最大缺点是刚度不够。在重负荷下，冲压件经常变形，使得齿轮不能对齐，出现不希望的噪音和磨损。
对于冷成型件，与冲压件相比刚度提高，该工艺可在部件的不同位置形成不同的材料厚度。因此，可减少整体质量，并将材料集中到关键区域。此外，与粉末冶金相比模具也便宜很多，与冲压件相比模具要简单得多。冷成型的细节精度也非常高，许多应用不需要机械加工，除了在成型后要加工小齿轮轴孔外。但是，在成本效率上，冷成型受到形成长挤压件的限制。
另外，小齿轮架和驱动壳体组件的扭矩传递方法也导致需要额外的材料，使得重量增加和空间占用增加。接合板设置在小齿轮架和驱动壳体的对应转动件之间，使得可从一个部件传递扭矩到另一个。
希望生产出一种扭矩传递组件，可提高生产效率，降低重量和生产成本。
发明内容
令人惊奇地发现了一种与本发明要求一致和相协调的扭矩传递组件，其生产效率提高，重量和成产成本降低。该扭矩传递组件包括：通常为杯状的外壳，具有封闭端和开口端，所述封闭端具有至少一个槽口，所述外壳的开口端适合接合第一转动件；和通常为盘状的内部件，具有中心孔和中心轴线，所述内部件包括至少一个沿轴向向外延伸的突部，可与所述外壳的槽口接合，以帮助传递所述外壳和所述内部件之间的转动，所述中心孔可接合第二转动件。
附图说明
通过下面参考附图对本发明优选实施例的详细介绍，可了解本发明上述的和其他的目的、特征和优点，附图中：
图1是根据本发明的小齿轮架和驱动壳体组件的分解透视图；
图2是组装好的图1所示小齿轮架和驱动壳体组件的透视图；
图3是沿3-3剖面的图2所示小齿轮架和驱动壳体组件的截面图。
具体实施方式
现在参考附图，具体是图1，其显示了标记为10的小齿轮架和驱动壳体组件或结合了本发明特征的扭矩传递组件的分解透视图。小齿轮架和驱动壳体组件10包括驱动壳体12和小齿轮架14。
驱动壳体12通常是杯状或是碗状外壳件，具有开口端16，封闭端18和外壁20。驱动壳体12的封闭端18包括中心孔22。环形排列的槽口24在封闭端18形成并围绕孔22。孔26位于相邻的槽口24之间，围绕封闭端18的孔22形成环形排列孔26。多个凹口28在驱动壳体12的外壁20形成。在所示的实施例中，凹口28在孔26的附近形成，可接近孔有助于安装小齿轮架和驱动壳体组件10。向外延伸的唇部30围绕驱动壳体12的开口端16。多个花键或齿32在唇部30的内表面形成。
小齿轮架14通常是盘状内部件，带有中心旋转轴线A，第一侧34和第二侧36。多个突部38从第二侧36在小齿轮架14的外边40的附近沿轴向向外延伸。中心套环42从小齿轮架14的第一侧34沿轴向向外延伸，并形成了中心孔44。环形排列的齿46在套环42的内表面形成，可接收轴的端部(未显示)，轴具有在其外表面形成的齿。环形排列的孔48在小齿轮架14上形成，其位置与驱动壳体12的封闭端16形成的孔26对齐。
小齿轮架和驱动壳体组件10的组装是通过提供如图所示和介绍的驱动壳体12和小齿轮架14。小齿轮架14的突部38对准驱动壳体12的槽口24。一旦对准，突部38插入对应的槽口24，直到各个突部38的外端基本平齐封闭端18的外表面。螺栓或销(未显示)可插入孔26和孔48，以帮助对准突部38和槽口24。小齿轮架和驱动壳体组件安装完成后，可根据需要将销或螺栓取出或留下。一旦突部38已经插入，突部38可焊接到驱动壳体12，使得驱动壳体12和小齿轮架14在使用中不能分开。使用激光焊接突部38到驱动壳体12得到了希望的结果，但是，应当知道也可以使用其他焊接和连接方法。在所示的实施例中，突部38焊接到驱动壳体12的径向向外的部分，靠近驱动壳体12的封闭端18的外表面。应当知道，突部38可焊接到驱动壳体12上的不同位置，这也未脱离本发明的范围和精神。
一旦安装好，具有在其外表面形成的齿的轴可插入穿过驱动壳体12的封闭端18的孔22，进入套环42的孔44与孔内形成的齿46配合。转动件(未显示)容纳于唇部30的附近与花键32接合。因此，轴的转动可传递到转动件，或从转动件通过小齿轮架和驱动壳体组件10传递到轴。小齿轮架和驱动壳体组件10主要用于车辆变速器，但应当知道小齿轮架和驱动壳体组件10可用于其他应用场合。
驱动壳体12和小齿轮架14可通过传统的生产方法来形成，如冲压、切割、拉拔、冷成型和旋压成型等。使用旋压成型或冷成型方法形成驱动壳体12和使用冷锻或冲压形成小齿轮架14，其通常称作“杯状件”或“基座”，已经得到希望的结果。使用旋压成型，其类似于冷成型，可集中材料到需要强度的地方。此外，可生产出非常长的管状部分，因此，能够很好地形成小齿轮架和驱动壳体组件10的驱动壳体12。
通过使用所介绍的方法形成和组装驱动壳体12和小齿轮架14具有多项优点。首先，小齿轮架14和驱动壳体12之间的组装接头减少，组装结构包括定位环和两个配合花键。第二，驱动壳体12的冷加工硬化增加了其强度，因此，与相同扭矩的冲压驱动壳体12相比，驱动壳体12的质量可减少。第三，实现了小齿轮架和驱动壳体组件10的关键部分的更好对准，在取得最大平衡的同时，可减少不必要花键接头之间的反冲。第四，可变化小齿轮架和驱动壳体组件10的材料厚度，如根据需要较厚材料用于定位小齿轮轴和抵抗行星齿轮架部分的扭转，和采用较薄材料，如驱动壳体12。
从前面的介绍，所属领域的技术人员可容易地确定本发明的基本特征，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行各种变化和改进，以适应各种用途和条件。
Claims (20)
1.一种扭矩传递组件，包括：
通常为杯状的外壳，具有封闭端和开口端，所述封闭端具有至少一个槽口，所述外壳的开口端适合接合第一转动件；和
通常为盘状的内部件，具有中心孔和中心轴线，所述内部件包括至少一个沿轴向向外延伸的突部，可与所述外壳的槽口接合，帮助传递所述外壳和所述内部件之间的转动，所述中心孔可接合第二转动件。
2.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述外壳是驱动壳体。
3.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述内部件是小齿轮架。
4.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述内部件的突部焊接到所述外壳的封闭端。
5.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述内部件包括围绕所述内部件中心孔的中心套环，沿与所述突部相反的方向沿轴向向外延伸。
6.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，在所述套环的内表面形成环形排列的齿。
7.根据权利要求1所述的组件，其特征在于，所述外壳包括围绕所述外壳的开口端向外延伸的唇部。
8.根据权利要求7所述的组件，其特征在于，所述外壳包括多个在所述唇部内表面形成的花键，以便与第一转动件接合。
9.一种扭矩传递组件，其包括；
驱动壳体，具有封闭端和开口端，所述封闭端具有多个槽口，所述驱动壳体的开口端可接合第一转动件，和
小齿轮架，具有中心孔和中心轴线，所述小齿轮架包括多个沿轴向向外延伸的突部，可与所述驱动壳体的槽口接合，帮助所述驱动壳体和所述小齿轮架之间传递传动，所述中心孔可接合第二转动件。
10.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述小齿轮架的突部焊接到所述驱动壳体的封闭端。
11.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述小齿轮架的突部激光焊接到所述驱动壳体的封闭端。
12.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述小齿轮架包括围绕所述小齿轮架中心孔的中心套环，其沿与所述突部相反的方向沿轴向向外延伸。
13.根据权利要求12所述的组件，其特征在于，在所述套环的内表面形成所述环形排列的齿。
14.根据权利要求9所述的组件，其特征在于，所述驱动壳体包括围绕所述驱动壳体开口端向外延伸的唇部。
15.根据权利要求14所述的组件，其特征在于，所述驱动壳体包括多个在所述唇部内表面形成的花键，以接合所述第一转动件。
16.一种生产小齿轮架和驱动壳体组件的方法，所述方法包括步骤：
提供具有封闭端和开口端的驱动壳体，所述封闭端具有多个槽口，所述驱动壳体的开口端可接合第一转动件；
提供具有中心孔和中心轴线的小齿轮架，所述小齿轮架包括多个沿轴向向外延伸的突部，所述中心孔可接合第二转动件；和
将所述小齿轮架的突部插入所述驱动壳体的槽口中，帮助传递所述驱动壳体和所述小齿轮架之间的转动。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：焊接所述小齿轮架的突部到所述驱动壳体的封闭端。
18.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：激光焊接所述小齿轮架的突部到所述驱动壳体的封闭端。
19.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：通过冷成型生产驱动壳体。
20.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述方法包括步骤：用旋压法生产驱动壳体。
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