CN218494141U - 一种齿轮副、平衡轴机构及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种齿轮副、平衡轴机构及车辆，涉及车辆技术领域，齿轮副包括两个齿轮，两个齿轮用于分别设置于平衡轴机构中的两个平衡轴上，齿轮包括金属内环和塑料外环，塑料外环的内圈用于与金属内环的外圈键连接，两个齿轮的塑料外环相啮合，其中一个齿轮的塑料外环用于与发动机的曲轴齿轮啮合。由于齿轮副的两个齿轮是通过塑料外环外圈的齿进行啮合的，即使两个塑料外环之间的齿轮侧隙较大，也不会如金属齿轮般的有敲击声，如此，可以减小对该齿轮副之间齿轮侧隙的要求，减小制造难度，同时又能保证无噪音，提高了齿轮副的NVH性能，进而也就提高了平衡轴机构的NVH性能，而且，两个塑料外环的啮合传动过程中，也具有较高的耐磨性，可靠性高。

Description

一种齿轮副、平衡轴机构及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体而言，涉及一种齿轮副、平衡轴机构及车辆。

背景技术

随着客户群体对汽车驾驶舒适度要求的不断提高，行业内对发动机NVH(Noise、Vibration、Harshness，噪声、振动与声振粗糙度)性能关注度和要求越来越高，目前市场上1.5L排量以上的四缸发动机，为平衡发动机二阶往复惯性力以降低座椅、方向盘等的振动，普遍应用平衡轴机构来进行平衡，提升驾驶感受，而平衡轴机构通常会采用齿轮副进行传动，由于发动机燃烧冲击、零部件制造精度等因素存在，平衡轴机构中的齿轮副之间的噪声已成为行业一大难题。

在现有技术中，齿轮副的齿轮通常采用低碳合金钢制造并采用渗碳淬火工艺提高强度及表面硬度，虽然可降低或缓和发动机工作时的震动，但其结构复杂，增加了整车重量，并且因制造、装配公差等原因，齿轮侧隙难以保证在合理的范围内。当齿轮侧隙过小时，齿轮运转时可能会因发热膨胀而卡死，且齿面摩擦过程中，容易产生齿轮啸叫，俗称“哨音”；当齿轮侧隙过大时，齿轮啮合过程中，冲击空间变大，敲击声加剧，最终都会造成NVH性能降低或可靠性出现问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有车辆平衡轴机构的齿轮副NVH性能较差的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种齿轮副，包括两个齿轮，两个齿轮用于分别设置于平衡轴机构中的两个平衡轴上，所述齿轮包括金属内环和塑料外环，所述塑料外环的内圈用于与所述金属内环的外圈键连接，两个所述齿轮的塑料外环相啮合，且其中一个所述齿轮的塑料外环用于与发动机的曲轴齿轮啮合。

本实用新型提供的一种齿轮副，相较于现有技术，具有但不局限于以下有益效果：

该齿轮副应用于车辆的平衡轴机构的平衡轴上时，发动机曲轴上的曲轴齿轮能够通过该齿轮副驱动两个平衡轴的转动，进而通过两个平衡轴上的偏心重块运动，进而由偏心重块所产生的反向振动力以对发动机减振，其中，通过一个齿轮副带动两个平衡轴转动，实现发动机的两级减振，满足对车辆上大排量发动机的有效减振。由于齿轮是由金属内环和塑料外环组成，金属内环则可以通过过盈压装的形式装配在对应的平衡轴上，塑料外环通过与金属内环键连接，可实现两者间良好的扭矩传递功能，防止在较大扭矩条件下金属内环和塑料外环之间发生相对滑移转动，并且，由于齿轮副的两个齿轮是通过塑料外环外圈的齿进行啮合的，即使两个塑料外环之间的齿轮侧隙较大，也不会如金属齿轮般的有敲击声，如此，可以减小对该齿轮副之间齿轮侧隙的要求，减小制造难度，同时又能保证无噪音，提高了齿轮副的NVH性能，进而也就提高了平衡轴机构的NVH性能，而且，两个塑料外环的啮合传动过程中，也具有较高的耐磨性，可靠性高。

进一步地，所述金属内环的外圈周向上等间距设置有多个第一键槽，相邻两个所述第一键槽之间形成第一键，所述塑料外环的内圈设置有与对应所述第一键槽匹配的第二键，相邻两个所述第二键之间形成用于与所述第一键匹配的第二键槽。

进一步地，所述塑料外环外圈的齿为斜齿。

进一步地，所述塑料外环为一体注塑在所述金属内环外圈上的注塑件。

进一步地，所述第一键槽的深度为1.5mm-2.5mm。

进一步地，所述第一键槽的侧壁与底壁之间的夹角为120°-145°。

进一步地，所述第一键槽的底壁的宽度为3.5mm-4.5mm。

本实用新型还提供一种平衡轴机构，包括如前所述的齿轮副，所述齿轮副的两个齿轮分别设置于所述平衡轴机构的两个平衡轴上。

由于所述平衡轴机构的技术改进和有益效果至少与所述齿轮副一样，因此不再对所述平衡轴机构进行赘述。

进一步地，所述平衡轴机构还包括安装架，所述安装架设置有两个安装孔，两个所述安装孔中分别设置有轴承，两个所述平衡轴分别安装于对应所述轴承中。

本实用新型还提供一种车辆，包括如前所述的平衡轴机构。

由于所述车辆的技术改进和有益效果至少与所述平衡轴机构一样，因此不再对所述车辆进行赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的平衡轴机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的齿轮的塑料外环的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的齿轮的金属内环的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的金属内环的部分截面示意图。

附图标记说明：

1、齿轮；11、金属内环；111、第一键槽；112、第一键；12、塑料外环；2、曲轴齿轮；3、平衡轴；4、安装架。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”和“右”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

而且，附图中X轴表示纵向，也就是前后位置，并且X轴的正向(也就是X轴的箭头指向)表示前，X轴的负向(也就是与X轴的正向相反的方向)表示后；附图中Y轴表示横向，也就是左右位置，并且Y轴的正向(也就是Y轴的箭头指向)表示左，Y轴的负向(也就是与Y轴的正向相反的方向)表示右；附图中Z轴表示竖向，也就是上下位置，并且Z轴的正向(也就是Z轴的箭头指向)表示上，Z轴的负向(也就是与Z轴的正向相反的方向)表示下。

同时需要说明的是，前述X轴、Y轴和Z轴表示含义仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

参见图1-4，本实用新型实施例的一种齿轮副，包括两个齿轮1，两个齿轮1用于分别设置于平衡轴机构中的两个平衡轴3上，所述齿轮1包括金属内环11和塑料外环12，所述塑料外环12的内圈用于与所述金属内环11的外圈键连接，两个所述齿轮1的塑料外环12相啮合，且其中一个所述齿轮1的塑料外环12用于与发动机的曲轴齿轮2啮合。

本实施例中，该齿轮副应用于车辆的平衡轴机构的平衡轴3上时，发动机曲轴上的曲轴齿轮2能够通过该齿轮副驱动两个平衡轴3的转动，进而通过两个平衡轴3上的偏心重块运动，进而由偏心重块所产生的反向振动力以对发动机减振，其中，通过一个齿轮副带动两个平衡轴3转动，实现发动机的两级减振，满足对车辆上大排量发动机(比如四缸发动机)的有效减振。

由于齿轮1是由金属内环11和塑料外环12组成，金属内环11则可以通过过盈压装的形式装配在对应的平衡轴3上，塑料外环12通过与金属内环11键连接，可实现两者间良好的扭矩传递功能，防止在较大扭矩条件下金属内环11和塑料外环12之间发生相对滑移转动。

并且，由于齿轮副的两个齿轮1是通过塑料外环12外圈的齿进行啮合的，即使两个塑料外环12之间的齿轮侧隙较大，也不会如金属齿轮1般的有敲击声，如此，可以减小对该齿轮副之间齿轮侧隙的要求，减小制造难度，同时又能保证无噪音，提高了齿轮副的NVH性能，进而也就提高了平衡轴机构的NVH性能，而且，两个塑料外环12的啮合传动过程中，也具有较高的耐磨性，可靠性高。

除此之外，令该齿轮副中的两个齿轮1分别为第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮与曲轴齿轮2啮合，具体是与第一齿轮(图1中左侧的齿轮1)的塑料外环12上的齿啮合，如此，也可以减小第一齿轮与曲轴齿轮2之间齿轮侧隙的要求，同时也保证曲轴齿轮2与第一齿轮之间无噪声。

其中，金属内环11的材质可以是40Cr钢，塑料外环12的材质可以是聚醚醚酮。

参见图2-图4，可选地，所述金属内环11的外圈周向上等间距设置有多个第一键槽111，相邻两个所述第一键槽111之间形成第一键112，所述塑料外环12的内圈设置有与对应所述第一键槽111匹配的第二键，相邻两个所述第二键之间形成用于与所述第一键112匹配的第二键槽。

本实施例中，通过在金属内环11的外圈上设置多个等间隔分布的第一键112和第一键槽111，在塑料外环12的内圈上设置有多个等间隔分布的第二键槽和第二键，多个第一键112与对应的第二键槽匹配，同时多个第二键与对应的第一键112匹配，保证金属内环11与塑料外环12连接的强度。或者说，金属内环的外圈设置有花键。

可选地，所述塑料外环12外圈的齿为斜齿。

本实施例中，两个齿轮1的塑料外环12以及曲轴齿轮2上的齿都是斜齿，即齿的长度方向与齿轮1的轴向不平行。如此，可以使得在齿轮1的轴向长度一定的情况下，斜齿的设置可以保证齿轮1啮合时，有一个更大的咬合面积，传动效果更好。

可选地，所述塑料外环12为一体注塑在所述金属内环11外圈上的注塑件。

本实施例中，金属内环11外圈上的第一键112和第一键槽111可以通过滚花键的方式加工形成，塑料外环12为一个注塑件，具体是结合模具并在金属内环11的外圈上直接注塑成型，那么，在金属内环11外圈的多个第一键槽111形成后，通过这是注塑填充在第一键槽111中的方式也就能够形成与第一键槽111匹配的第二键，减小制造难度和安装难度。

参见图4，可选地，所述第一键槽111的深度为1.5mm-2.5mm。

本实施例中，为了同时保证键与键槽的连接强度和材料安全性能，金属内环11外圈的第一键槽111的深度L优选在1.5mm-2.5mm范围内，最优值为2mm。如果深度较深，则加工较难，如果深度较浅，则会导致键与键槽的咬合力较低，连接强度低。

参见图4，可选地，所述第一键槽111的侧壁与底壁之间的夹角β为120°-145°。

本实施例中，第一键槽111的侧壁倾斜角度要大于90°，优选在120°-145°范围内，最优值为135°，可以增加塑料外环12的注塑面积，从而提高结合强度，防止运转打滑。

参见图4，可选地，所述第一键槽111的底壁的宽度H为3.5mm-4.5mm。

夹角β在120°-145°范围内的同时，同时第一键槽111的槽底宽度设置在3.5mm-4.5mm，比如4mm，可以进一步提高塑料外环12和金属内环11的结合强度，保证扭矩的传递。

本实用新型还提供一种平衡轴机构，包括如前所述的齿轮副，所述齿轮副的两个齿轮1分别设置于所述平衡轴机构的两个平衡轴3上。齿轮1的金属内环11可过盈压装于对应的平衡轴3上。

由于所述平衡轴机构的技术改进和有益效果至少与所述齿轮副一样，因此不再对所述平衡轴机构进行赘述。

参见图1，可选地，所述平衡轴机构还包括一体成型的安装架4，所述安装架4设置有两个安装孔，两个所述安装孔中分别设置有轴承，两个所述平衡轴3分别安装于对应所述轴承中。

本实施例中，用于安装平衡轴3的安装架4为一体式壳体，加工精度更高，结构紧凑，可以在安装架4的安装孔中安装轴承，通过轴承支撑对应的平衡轴3，两个偏心重块可以通过螺栓安装在对应的平衡轴3上，其次，由于齿轮副的部分是塑料材质，配合结构紧凑的安装架4，可以减小该平衡轴机构的重力。

本实用新型还提供一种车辆，包括如前所述的平衡轴机构。

由于所述车辆的技术改进和有益效果至少与所述平衡轴机构一样，因此不再对所述车辆进行赘述。

术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本实用新型公开披露如上，但本实用新型公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种齿轮副，包括两个齿轮(1)，两个所述齿轮(1)用于分别设置于平衡轴机构中的两个平衡轴(3)上，其特征在于，所述齿轮(1)包括金属内环(11)和塑料外环(12)，所述塑料外环(12)的内圈用于与所述金属内环(11)的外圈键连接，两个所述齿轮(1)的所述塑料外环(12)相啮合，且其中一个所述齿轮(1)的所述塑料外环(12)用于与发动机的曲轴齿轮(2)啮合。

2.根据权利要求1所述的齿轮副，其特征在于，所述金属内环(11)的外圈周向上等间距设置有多个第一键槽(111)，相邻两个所述第一键槽(111)之间形成第一键(112)，所述塑料外环(12)的内圈设置有与对应所述第一键槽(111)匹配的第二键，相邻两个所述第二键之间形成用于与所述第一键(112)匹配的第二键槽。

3.根据权利要求1所述的齿轮副，其特征在于，所述塑料外环(12)外圈的齿为斜齿。

4.根据权利要求1所述的齿轮副，其特征在于，所述塑料外环(12)为一体注塑在所述金属内环(11)外圈上的注塑件。

5.根据权利要求2所述的齿轮副，其特征在于，所述第一键槽的深度为1.5mm-2.5mm。

6.根据权利要求2所述的齿轮副，其特征在于，所述第一键槽的侧壁与底壁之间的夹角为120°-145°。

7.根据权利要求2所述的齿轮副，其特征在于，所述第一键槽的底壁的宽度为3.5mm-4.5mm。

8.一种平衡轴机构，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的齿轮副，所述齿轮副的两个齿轮(1)分别设置于所述平衡轴机构的两个平衡轴(3)上。

9.根据权利要求8所述的平衡轴机构，其特征在于，所述平衡轴机构还包括安装架(4)，所述安装架(4)设置有两个安装孔，两个所述安装孔中分别设置有轴承，两个所述平衡轴(3)分别安装于对应所述轴承中。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求8或9所述的平衡轴机构。

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