圓柱齒輪差速器的制作方法

專利名稱：圓柱齒輪差速器的制作方法
圓柱齒輪差速器技術領域EP0 918 177 Al提出了形成現有技術狀態的圓柱齒輪差速器。 為了更好地理解形成現有技術狀態的圓柱齒輪差速器，在后面的圖 1中以簡化的方式描繪了其示意圖，并在下文中對其進行了說明。 其原理與在EP0 918 177 Al中描述過的差速器的實施例相一致，下 面將對其進^于詳細討論。
背景技術：
行星齒輪架或者作為形成現有技術狀態的行星齒輪架的殼體 就是差速器的所謂總軸。該總軸為總是傳輸最大的轉矩的 一 種構 件。而/人動軸就是所謂差速軸，其與/人動4侖抗4丑地連4妻在一起。差 速軸將輸入到差速器中的轉矩的 一 個差異量分別傳送到例如被驅 動的機動車輪上。在前面對定義了現有技術狀態的描述及此后對它 的說明中，行星齒輪架5或者作為行星齒輪架5的殼體是行星傳動 動裝置的總軸50。在EP0 918 177 Al中，內齒輪或者作為從動輪的太陽輪皆等同 于差速軸，因為差速軸分別與各從動軸抗扭地連接在一起，或者通 過其他的傳遞構件與從動軸相聯接。因此，在下面的說明中從動輪 也被稱作差速構件。在2006年1月號的《汽車4支術月刊》(ATZ)上有一篇由 I-化hn/Michaelis/Heizenr。ther撰寫的專業論文，在這篇題為"緊湊型 軸向齒4侖，用于由前軸驅動并具有4黃向安置的發動才幾的才幾動車"的i侖文中描述了前述圓柱齒4侖差速器的一個實際例子。在該文中，通 過兩個變例對傳動輪和行星齒輪架的結合體進行了描述。其中 一個 變例,皮稱為輕型結構變例，并且看起來是一個單獨制造的借助于激 光焊接來結合在輪架上的圓柱齒輪上。焊接產生的熱量在不利的情 況下會導致零件的變形，因而可能需要進行成本很高的再加工。在 另一個變例中提出，先由一個塊件通過鍛造形成行星齒輪架和傳動 輪，隨后對其進行切削加工來生產。考慮到用于生產的材料量以及 過高的生產成本，這樣的實施方案是非常昂貴的。判斷行星傳動機構功能精確度的標準是相互嚙合在 一起的行 星齒輪對的咬合精度，即行星-太陽輪與行星-內齒輪相互之間的咬 合精確度。除了通常的制造公差之外，圓柱齒輪差速器輪齒咬合精 確度還耳又決于其在運轉過程中出現的位移和變形程度。現有技術狀況下的圓柱齒輪差速器的優點是結構輕便，因為它 是由金屬板材制成的。然而不利的是，薄的板材可能會對開頭提到 的4亍星齒4侖的成形特性帶來影響。相應地，^接觸半徑過大也有可能 帶來不利影響。如果采用較厚的板材以彌補容易變形的缺陷，則可 能至少部分地喪失輕型差速器的優點。相對于經典的錐形齒4侖差速器及圖1所示類型的圓柱齒l侖差速器36,在EP 0 918 177 Al及所述《汽車技術月刊》的專業論文中 提出的采用內齒輪作為差動構件的圓柱齒輪差速器的實施方式具 有優越性，因為在徑向外觀尺寸相同的情況下，采用內齒輪作為差 速單元的圓柱齒l侖差速器的傳動才幾構與從動才幾構之間的4妄觸半徑 大于圓柱齒4侖差速器36中的4妄觸半徑R2。圓柱齒輪差速器36在這種情況下具有被設計成冠狀齒輪的傳 動輪2。另夕卜，圓柱齒輪差速器36由作為總軸50的兩部分殼體結 合而成，其中，行星齒輪設置在行星鎖銷(也被稱作主軸頸)和兩 個作為傳動4侖6和7的太陽4侖40和41上。而殼體則由一個缽狀殼體部段和一個盤狀殼體部段形成。每個 殼體部段都具有為行星鎖銷而設的容納部。4本狀殼體部段裝配有徑向法蘭，才艮據EP 0 918 177 Al,缽狀和盤狀殼體部萃殳擰合或者焊4妄 在該徑向法蘭上。傳動4侖-沒置在缽狀殼體部,殳上。行星齒輪14和15也是成對地設置，其中每個行星齒輪14都 各與一個行星齒輪15形成一對，并且兩者;f皮此咬合在一起。在圖1 中，行星齒輪的這種彼此咬合的情形是通過虛線來標識的。行星齒 輪14同時也和太陽輪40相咬合，而行星齒4侖15則與太陽輪41相 咬合。圓柱齒輪差速器36不具有內齒輪。太陽輪40和41是從動 輪，也就是差動構件。在圖2中，接觸半徑R2等同于銷釘軸16或 17與從動輪轉軸4之間的軸向間距，其取決于各具有各自太陽輪 40或41的行星齒輪對的徑向尺寸。機動車內提供給該種差速器的結構空間通常較小，因而這種差 速器的外觀尺寸應該相對4交小。與此相對，就如在EPO 918 177 Al 所描述的那樣，傳遞轉矩的能力除了受輪齒寬度、幾何形狀等標準 影響之外，主要還取決于中間接觸半徑。開頭提到過，變形的易發 性會產生影響，在此條件下，接觸半徑越大，能夠傳遞的力矩份額 就越高在EP0 918 177 Al中被作為優選變例而描述的圓柱齒輪差速 器具有嚙合進內齒輪中的行星齒輪(Planeten),且行星齒輪與從動 輪之間的輪齒嚙合在外部，這樣的結構相對于尺寸相當的經典錐齒 專侖差速器或者相對于圖l所述的變例而言，其在傳遞轉矩的能力方 面是具有優點的，但是即便如此，目標依然不變，即，要將差速器 設計得盡可能輕、盡可能小，并且要使其具有很高的負荷能力。成對i殳計的4亍星齒4侖的4亍星鎖銷(Planetenbolzen )的銷4丁軸 (Bolzenachse ) —個4妄一個地分布在圓周上。究竟能沿著圓周安裝 多少對行星齒l侖除了取決于通過^f亍星齒4侖的尺寸所預^殳的圓周間隔之外，在很大程度上也取決于用于支承的軸的位置的安排，并且 還受到該行星齒輪支承軸周圍結構的影響。在EP 0 918 177 Al中描述的差速器以及在前述專業論文中被 轉化的實例分別具有三對在圓周上對稱分布的行星齒輪，但是，在 EP0 918 177A1中指出，如果需要通過差速器傳遞更高的力矩，則 可沖殳入多于三對的行星齒輪。在才艮據EP0 918 177 Al所述的以及圖 1所示的現有技術的兩種結構設計中，能夠提供的結構空間有限， 很難部署多于三對的行星齒輪，也很難傳遞大的轉矩。此外在前面描述過，對于由板材制成的輕型結構差速器而言，還有下述問題出 現，即，由板材制成的行星托架受成形技術決定的負荷極限問題。 如果將這種差速器設計用于承受更高的負荷，那么相應地就需要更 多的結構空間。差速器將會變得更重更貴。因此，這種形成現有技 術狀態的類型主要應用在只能傳遞相對較小轉矩的差速器中。如在開頭時提到的，輪齒寬度也是用于判斷能夠傳遞的多大轉 矩的標準。輪齒咬合越寬，能夠傳遞的轉矩就越大。如輪齒咬合設 計得更寬，差速器在軸向上就需要更多的結構空間，因而整體而言， 就變得更重更貴。在前述的圓柱齒輪差速器中，每對行星齒輪對中的齒輪是互相 嚙合在一起的。同時， 一對行星齒輪中的兩個齒輪是與兩個不同的 差動構件相咬合的。因為在這樣的差速器中，如果一個或兩個行星 齒輪與兩個差動構件(例如同時與兩個太陽輪)嚙合在一起，那么 差速器中的平衡就被限制了。因此，在設計行星傳動機構時，應當 為兩個差動構件中的每個單元的齒部保留足夠的自由空間，使得各 差動構件的齒部與不該與之嚙合的行星齒4侖不會嚙合到 一起。為 此，在根據EP09 918 177A1的差速器中(其示意圖描繪在圖1中)， 將行星齒輪設計得比軸向所需的結構空間的量更長，從而為其與各 自太陽輪之間的輪齒嚙合提供了足夠的軸向結構空間。這樣一種安排，由于行星齒輪在軸向上更長，因而在軸向方向上就需要額外的 結構空間。

發明內容
所以，本發明的目的就是提出一種圓柱齒輪差速器，其本身只 需要小的結構空間，但卻能傳送高的轉矩，并且能夠以合適的成本 進行生產。
該目的通過這樣一種圓柱齒輪差速器來實現，在該差速器中， 圓周上各行星齒4侖對之間的結構空間-故用于連4妄殼體部,殳。
該圓柱齒4侖差速器是這樣i殳計的，其包括一個至少由兩部分組 成的殼體，至少三對行星齒輪以及一個設置在殼體上的傳動輪，殼 體被設計為總軸，其能圍繞一根縱向指向的轉軸轉動，而行星齒輪 對則圍繞著該轉軸，并沿著圓周互相間隔開。殼體至少是由兩個互 相固定的殼體部4殳形成。這里，其中一個殼體部l殳可以構造成盤狀 或缽狀形式，而另一部分構造為蓋子形狀。不過，有利的方案是將 兩個殼體部段都構造為缽狀結構，成為同類件。
缽狀體的圍繞轉軸延展的器壁具有至少兩個徑向內拱的器壁 截面，就是說，器壁在這些位置上向內朝轉軸方向突入或者拱入一
也就是伸入兩個沿圓周毗鄰的4亍星齒4侖之間的圓周空隙中。這里， 在圓周空隙邊互相毗鄰的行星齒4侖優選分別屬于一個包括兩個相 互嚙合的行星齒輪的行星齒輪對。所述優選的實施方式設置有四個 行星齒輪對以及四個至少部分地徑向嚙合到圓周空隙中的緊固部段。
殼體部段的相互連接更加堅固，這樣整個差速器就變得更為堅 固，從而能夠更好地4氐抗變形和位置變化。另外，可能只需更少的 用于傳動輪或者用于將傳動輪固定到殼體上的徑向結構空間，因為輪之間。
(1 )用于法蘭連接的通孔或^r柱的最小螺栓孔分布圓要大于 徑向上離開轉軸最遠的行星齒輪的最大的包絡圓。
(2)可選地，最大的螺栓孔分布圓的直徑總是小于圍繞行星 齒輪的最大的包絡圓，就是說，法蘭連接的圓孔全部地或者部分地 沿著圓周構造在所述包絡圓之內的各個行星齒輪對之間。
(3 )殼體則由一個缽狀殼體部段和一個盤狀殼體部段形成。
(4) 缽狀和盤狀殼體部段優選由冷成形件，例如由薄的金屬 板材制成的拉延件和沖壓件，用于行星齒輪以及用于差動構件的容 納部就i殳置在其中。這樣的零件的制造成本不高。
(5) 可選地，兩部分的殼體優選由兩個同樣的構造為缽狀的 殼體部段形成，并且兩者都具有用于相互固定的法蘭。
(6) 法蘭具有通孔，螺栓件比如定距螺撐或螺栓可以伸過該
it孑匕。
(7) 在其中一個殼體部段上，沿著圓周設計有圓柱形導向軸 頸，以代替所述通孔。優選內部空心的圓柱形的導向軸頸從法蘭中 4由向^f申出。
(8 )每個導向軸頸分別插進另 一個殼體部段上的穿孔法蘭的 一個通3L之中。穿孔法蘭中的通孔的內4侖廓乂人;橫截面上看與導向軸 頸的外4侖廊準確；也匹配。
(9) 一個殼體部4殳以其穿3L法蘭安在導向軸頸之上，并與該 導向軸頸中心對齊。(10) 連4妄件優選縱向穿過導向軸頸伸入進傳動4侖的螺紋中，
或者選擇螺栓連接或者鉚接。可選地或者額外地，與導向軸頸的螺 栓連接或者鉚釘鉚接可以安排在其他位置。
(11) 法蘭連接的通孔或者軸頸或者設置在一個共同的螺栓孔 分布圓中，或者單獨地設置在直徑互不相同的多個螺栓孔分布圓中。
螺7f全孔分布圓是虛擬的圓，轉軸垂直穿過其中心，而在其圓周 線上坐落著法蘭連接的至少一個通孔的與轉軸平行的中軸。 一個共
同的螺才全3L分布圓中的通3L的多個中心線中的大部分i殳計在一個 法蘭連4妻中。然而，可以考慮將法蘭連4妾在圓周上相互毗鄰的多個 通孔以下述方式i殳置在法蘭之上，即，4吏得各個通孔與轉軸的徑向 距離各不相同，這樣，；波此就必然具有不同的螺栓孔分布圓。
圍繞各行星齒輪的包絡圓是虛擬的圓，轉軸垂直通過其中心， 并且該包絡圓位于外部，圍繞著在圓周上互相隔開的行星齒4侖。這 里，包^^圓包圍著至少兩個沿著圓周互相隔開的^f亍星齒4侖，^t星齒 輪的銷釘軸與轉軸的距離相等。相應地，大包絡圓是在外部包圍著 在徑向上距離轉軸最遠的行星齒輪的包絡圓。
具有(5)至(11)的特征的殼體部l史通過軸頸導向，尤其是 沿著圓周支承在一起，從而使螺栓連接不用承受圓周上的轉矩(剪 應力)。這樣就可以減少緊固件，如螺栓件或者鉚釘的數量。
行星齒輪和太陽輪在才艮據本發明的差速器中按下述方式設計
和設置。
a.每個4于星齒4侖對具有兩個4于星齒4侖，這兩個4于星齒4侖優選 是同樣的構造，即構造為同類件。b. 4于星齒4侖分別具有一個外圓柱形的未咬合的部分，縱向上 在該部分旁邊具有一個咬合部分。
c. 非咬合部分的徑向上的外部尺寸(外徑)要小于咬合部分
的最小可能的徑向上最外邊的尺寸(例如齒頂圓半徑)。這里，非
咬合部分的外部直徑至少小于齒冠半徑，不過有利的方案是等于或 'j 、于咬合部分的齒才艮直徑。
d. 觀察到的行星齒輪的咬合部分被構造為端面嚙合例如直齒 嚙合、斜齒嚙合、楔形嚙合或者螺栓狀嚙合。
e. 每個行星齒輪或者安在一個單獨的行星鎖銷上，或者被嵌 接在兩個軸頸之上又或者其本身就具有兩個軸向地從行星齒4侖伸 出的軸頸。
f. 行星鎖銷或者帶有軸頸的或者嵌接在軸頸之上的行星齒輪其 兩端都安置進或者安置在殼體之上。
g. 行星齒輪能夠可選地容納在其上的軸頸或者與由金屬板材 制成的殼體一體構造，或者作為獨立部件安裝到殼體之上。
h. 作為前述的安置行星齒輪的實施例的替代方案， 一個或多 個軸頸是與行星齒輪一體構造的，或者是被單獨固定在各行星齒輪 上的部件。
i. 在這些情況中，所述行星齒輪或者可轉動地放置在軸頸之上， 或者可轉動地放置在圍繞銷釘軸的行星鎖銷之上，或者通過銷釘來安置。
j.各行星齒輪上非咬合部分縱向指向相反方向，這樣，非咬合 部分的端面分別縱向向外引出，從而可有利地放置殼體上的行星鎖銷。k.成乂十的4亍星齒4侖中的每一 個分別以其咬合部分中的 一 個分 段-該分^:在縱向方向上位于行星齒4侖外部-伸入差速器兩個差動 構件中的另一個齒部。
1.位于外部的段(外部分段)可從行星齒輪的縱向方向上看到， 即其與銷釘軸為同樣指向，從行星齒輪的一端出發指向齒部在縱向
上的中間分4殳。
m.各行星齒輪以外部分段伸入差動構件的內齒部或者外齒部 中，該外部分段的寬度優選與咬合部分在縱向方向上的齒部的半寬 度相當。
n.成對的行星齒輪圍繞非咬合部分構造，其中每一個齒輪的 圓周空隙中分別以在徑向及軸向上皆無接觸的方式容納著 一 個差 動構件的齒部，同時該差動構件-作為兩個差動構件中的其中一個 -又與同一對行星齒輪中的另一齒輪的齒部的外部分段結合在一起。
o.圓周空隙在其中 一個纟從向方向上凈皮齒部的纟從向內置的中間 分4殳軸向地隔開，同時在另 一個縱向方向上^皮例如殼體或者另一個 用于行星齒輪的擋板軸向地隔開。
p. —對成對的4亍星齒4侖分別在咬合部分的中間分4殳處4妾合在 一起。
q.中間分段沿著縱向方向被構造在齒部的外部分段與非咬合
部分之間。
r.外部分段的齒部的類型和尺寸可以與中間分段的齒部的類型 和尺寸相同，可選地，當然也可以i殳計為不同的類型和尺寸。
s.行星齒輪互相咬合在中間分段，該分段的寬度優選與咬合 部分在縱向方向上的齒部的另 一半寬度相當。t.每一個差速器至少安裝三對，優選四對或五對的成對行星齒輪。
縱向方向與所述銷釘軸一致。之前用到的以及此后要用到的術 語輪齒寬度及其同義詞都是指與銷釘軸同向的齒部的尺寸。
每個行星齒輪都具有非咬合部分，因此在本圓柱齒輪差速器 中，成對齒輪中每一個并非同時與兩個差動構件(與兩個太陽輪或 者內齒輪)嚙合在一起的。
乂人前述特^正中^尋出
u.每一個行星齒輪的咬合部分所需的總寬度優選等于與行星 齒輪相嚙合的傳動單元的寬度和借以連接同一對成對齒輪的齒部 分,殳的寬度的總和，在最大的情況下，該總和中還可以附加加工間 距、組裝間距或者受形狀決定的間3巨、焊4妾;皮口、調整墊片以及類
似之物。
v.每一個行星齒輪的非咬合部分所需的總寬度優選地是與同 一對行星齒輪中的另一個行星齒輪相嚙合的傳動單元的寬度相當， 在最大的情況下，該總寬度還可附加加工間距、組裝間距或者受形 狀決定的間距、焊4妾;皮口、調整墊片以及類似之物。
w.傳動單元的齒部應盡可能深地伸入進圓周空隙中，使得傳
動單元與相關4于星齒4侖恰好能夠不相接觸地4妻近。
適合于根據本發明的差速器的互相咬合部件的輪齒寬度要大
因為在根據本發明的差速器中，行星齒輪是相互成對地相連的，其 與差動構件之間沒有其他的軸向空隙。能夠傳遞更高的轉矩。行星 齒輪不是安置在一個特別的縱向安裝在差速器中心的行星托架之 上，而是以其兩端放置在起行星托架作用的殼體上。通過兩個支承位而不是一個就使得結構更為堅固并使其更少發生傾斜，從而能夠 進 一 步減少因傾殺牛而導致的缺點。
行星傳動機構的各齒4侖對可在圓周上進一步相互逼近，因為一 方面，每個行星的負荷分別分配給了在殼體中或者殼體上的兩個支 承位置，另一方面，殼體結構本身要比一個由金屬板材制成的安裝
在中心的盤狀4亍星4乇架更加結實。必須在i殳置在圓周上各個支7fM立 置之間的、用于支撐材料的結構空間比較小。因為有了殼體中支承 結構，所以對于一個安裝在中心的4亍星4乇架而言所必需的軸向空間
就不用考慮了。齒部可以該額度額外地設置得更寬。這樣也就能進 一步減小4妻觸半徑，能夠采用更為堅固的架構，乂人而能夠釆用如圖 2所示的行星齒輪與太陽輪相咬合的不易發生變形的結構。因為節 省了生產內齒輪所需的昂貴成本，所以此種行星傳動機構的生產成 本不高。花費高的地方是例如內齒部的內部加工。
殼體部段以及太陽輪相互同軸安裝在差速器的一個共同轉軸 上。可以選4奪以滑動軸承或者滾動軸承將太陽4侖圍繞轉軸可轉動地 安置在殼體中。相對于周邊結構，殼體本身優選地圍繞轉軸以滾動 軸承支承，當然以滑動軸承支承也是可以的。
本發明另 一 的i殳計方案涉及才艮據以下特4正以及這些特征的任 意組合所述的傳動4侖及其在殼體上的固定方式
i. 傳動輪優選是帶有所有能夠想到的實施方案的任意類型的端 面嚙合的圓柱齒4侖。
ii. 可選地，傳動4侖可以是齒圈，該齒圈以其內圓周至少部分 地坐落在一個外錐狀或者外圓柱形的部分上，優選是坐落在缽狀的
殼體部段上。
iii. 齒圏軸向支 K在徑向法蘭上。
14iv. 支座或者以間隙配合、過盈配合或者以壓力配合的方式"i殳 置，或者通過錐狀連接自己夾持住。
v. 齒圈可選;也或者在上述特4i iii至iv之外可通過材沖牛配合的 方式例如焊接固定在殼體上，或者借助于螺栓連4妻以確保固定的穩文。
vi. 螺栓連接優選同時應用于兩個殼體部4爻間的相互連接。
vii. 作為前述具有特征i至vi的實施變例的替代方案，齒圈可 具有兩個直徑互不相同的內圓周面。
viii. 具有較大內徑的內圓周面設置在其中一個殼體部段的至少 一個徑向法蘭之上。
ix. 具有較小內徑的內圓周面設置在其中一個殼體部段上。
x. 齒圈以一個位于兩個內圓周面之間的徑向指向的圓環面支 承在徑向法蘭之上。
xi. 在出自圓環面的、帶有內螺紋的軸向螺紋孔中，或者分別
擰入支撐螺栓或者擰入螺栓以便將齒圈固定在殼體之上，和/或以便 將殼體部段互相固定在一起。
xii. 對于所有前面提到的結構，在其中一個殼體部段或者相互
地在兩個殼體部段上都可以不采用通孔，而在圓周上安裝圓柱形導
向軸頸。內部空心的圓^主形導向軸頸軸向地^人法蘭伸出，指向另一 個殼體部段。
Xiii.每一個導向軸頸各自伸入對置的穿孔法蘭的一個通孔之 中，穿孔法蘭位于另一殼體部段上。導向軸頸的外輪廓按下述方式
對應于通孔的內4侖廓，即，導向軸頸可進入通孔之中。殼體部l殳通過多個沿著圓周分布的伸入另 一個殼體部段通孔中的導向軸頸居 中放置，其與轉軸以及與另一個殼體部段是同中心的。
xiv.在傳動輪上設計有另外一個導向軸頸。該另外一個導向軸 頸至少在外輪廓上與殼體部段上導向軸頸是相同的，并從另外一端 軸向伸入通孔之中。傳動4侖通過多個沿著圓周分布的、伸入到通孔 中的導向軸頸居中放置，其與轉軸以及與殼體是同中心的。在空心 導向軸頸中各有 一個緊固件伸入，以阻止各零件軸向移動。
XV.每個導向軸頸各自穿過一個位于另一個殼體部段上的穿孔 法蘭的通孔，然后伸入齒圈中導向孔中。穿孔法蘭中的通孔的內輪 廓從橫截面上看與導向軸頸的外輪廓準確地符合。齒圈與殼體互相 居中放置，并與轉軸同中心。
xvi. 在導向孔中，緊隨在導向,殳之后是一個內螺紋或者通孔， 用于將殼體部段和齒圏通過螺栓連4妻或者鉚4丁鉚4妄軸向固定在一起。
xvii. 導向軸頸用與相應殼體部l殳一才羊的才才津+—體:t也構造在該
殼體部段的法蘭之上。
xviii. 導向軸頸是一個獨立的套管，其優選通過壓力配合和/
或材料連接方法固定到相應殼體部段的法蘭之上。
導入到傳動4侖中的轉矩 一皮傳動輪通過導向軸頸直4妻傳遞至殼 體部段，連接件無需承受剪應力。差速器也因而能夠承受高得多的轉矩。
本發明的進一步的設計方案涉及下述太陽輪的實施方式 I.考慮到其結構，將各太陽4侖設計成同類件是有利的。II. 太陽輪由兩個在徑向外部尺寸上互有區別的空心圓柱形部
分形成。
III. 徑向外部尺寸4交大的空心圓柱形部分具有環繞端面的、用 于與行星齒輪咬合的齒部。
IV. 各太陽4侖分別以一個側肋在縱向方向上借助于滑動或滾動 軸承軸向放置在一個殼體部段上，各太陽輪可圍繞圓柱齒輪差速器 的轉軸轉動。該側肋在外齒部與具有徑向較小外部尺寸的空心圓柱 形部分之間沿徑向延展。
V. 每個太陽輪分別通過滑動或滾動軸承徑向地放置在其中一 個殼體部段上的空心圓柱形容納部中，該滑動或滾動軸承能夠圍繞 圓柱齒輪差速器的轉軸轉動。
VI. 太陽輪是同類件，就是說，它們的結構和尺寸是相同的。 VL太陽輪一體構成。
麗.作為特征VII的替代方案，太陽輪可以是包括一個置于基體 上的齒圏的組合件，其中齒圈優選是具有較大徑向尺寸的部分，而 基體則是具有較小徑向尺寸的空心圓柱形齒圏。
IX.作為特征I至Vffl的替代方案和/或補充特征，在太陽輪中可 集成用于三腳輥(Tripoderolle)的驅動軸萬向節零件，例如帶有導 軌的鐘形槽(外殼體)。


在本文件開頭的發明領域章節借助于圖1和2描述了定義類型 的現有才支術，乂人圖3起則對本發明的實施例作如下i兌明圖1以圖解的形式示出了本發明所基于的現有技術狀態下的圓 柱齒輪差速器的原理，在該圓柱齒輪差速器中，差動構件是太陽4侖，
圖2示出了沿轉軸縱向剖切的根據本發明的圓柱齒輪差速器的 一個實施例，
圖3是根據圖2的圓柱齒輪差速器的前視圖，
圖4不按比例放大地示出了圓柱齒輪差速器中行星齒輪對的結
構，
圖4a示出了作為單個部件的4亍星齒4&的實施例，
圖4b示出了作為單個部件的行星齒輪的另 一個實施例，
圖5是沿著V-V線橫向切開之后的4艮據圖4的行星齒4侖對剖牙見
圖，
圖6是沿著VI-VI線對黃向切開之后的才艮據圖4的4亍星齒4侖對的 剖一見圖，
圖7是沿著VIII-VIII線沖黃向切開之后的根據圖4的行星齒4侖對
剖一見圖，
圖8借助于圖2的細節圖X放大但不按比例的方式示出了殼體 部段與傳動輪的連接，
圖9以不按比例但放大的方式示出了圖2中的細節X以及作為 根據圖8的連接的替代連4妻，
圖10以不按比例但放大的方式示出了圖2中的細節X以及作 為根據圖8的連接的另 一替代連接，
具體實施例方式
根據圖2的圓柱齒輪66配備有傳動輪67，并具有一個由兩部 分組成的殼體68。行星齒輪21和22以成對的方式安裝在殼體68 中。如從圖3中可看到的一樣，圓柱齒^^差速器具有四對成對^f亍星 齒輪對。行星齒4侖21和22在太陽輪69和70上與齒部51或者52 咬合在一起。太陽輪69和70是從動輪6和7，因而就是行星傳動 機構的差動構件。從動輪6和7分離放置，能夠互相圍繞轉軸4轉 動，并與未顯示在圖中的耳關結軸連4妄在一起。
太陽輪69和70是同類件。每個太陽輪69或者70由一個空心 圓柱形部分71和另一個空心圓柱形部分72兩部分形成。空心圓柱 形部分71的徑向尺寸小于空心圓^主形部分72的^圣向尺寸。空心圓 一主形部分72是帶有外齒部51或者52的齒圈。該齒圈^皮壓合在和/ 或以其他合適的方式以形狀連接、壓力連接和/或材料連接的方式固 定在空心圓柱形部分71上。在太陽l侖69或者70上分別i殳計有用 于滾動軸承73和74的導4九。滾動軸7"R 73用于軸向地支承太陽專侖 69或者70,而^哀^力壽由7 c 74是^圣向壽由再義。
殼體68由兩個互相一致的殼體部段75形成，該殼體是總軸50。 殼體部段75基本上構造為缽狀，并裝配有徑向法蘭77。 4本狀殼體 部段75優選是例如由薄的金屬板材經拉延或者沖壓制成的冷成型 件。每個殼體部段75具有用于容納行星鎖銷29和30 (圖2, 4和 4a )的容納部31和32 (圖4 )。
殼體69的端面被構造為各殼體部段的底座65。在相對的底座 中安置有行星齒專侖21和22。每個殼體部段75的4本狀體76在圓周 的多個^立置上向內朝著轉軸4的方向形成突出部(圖3 ), /人而在沿 著圓周互相郵匕鄰的各由行星齒輪21和22組成的兩個行星齒輪對之 間的4本狀體76上就通過4共形器壁截面64限定了徑向突出部 (Einzug )。缽狀體76的形狀在圖3的S見圖中讓人聯想起四葉的苜
19蓿葉。徑向法蘭77的法蘭,殳63朝著轉軸4的方向一直伸展到突出 部78處，在該處，徑向法蘭具有多個用于將殼體部萃殳75互相固定 以及將傳動輪67固定到殼體68之上的通孔35。傳動輪另外具有至 少局部伸入進突出部78的徑向緊固部段62。在圓周上兩個相鄰的 各由行星齒4侖21和22組成的行星齒輪對之間至少部分地安裝有固 定件，比如螺一全45。
總軸與差動軸的布置與圖1中的安排相一致。
在圖4， 4a， 4b至圖7中描繪了所述行星齒輪21和22的齒輪 嚙合的細節。各個4于星齒4合21和22單獨地通過滑動軸7"R或者滾動 軸承支承在行星鎖銷29或者30上。 一對行星齒輪對中的所述行星 齒輪21和22通過所述咬合部分37互相嚙合在一起。成對行星齒 輪中每一個分別與構造為太陽輪23和24的所述從動輪6或7中一 個相嚙合，與同 一對行星齒輪中兩個行星齒輪相嚙合的從動輪互不 相同。
圖4示出了在圓柱齒輪差速器66的太陽輪69， 70的外齒部51 或52中的行星齒輪21和22。行星齒輪21和22被構造為彼此一致，
并錯開布置。圖4a和4b分別示出了帶有直齒部或斜齒部的作為單 個部件的行星齒輪21或22。它們具有基本上為圓柱形構造的非咬 合部分43，該非咬合部分的外徑DA要小于齒4侖齒頂圓上的咬合部 分37的外徑DK。不帶齒部部分43和咬合部分37 (配置著齒部) 相互ffl比鄰，并且互相緊貼著。有利地，非咬合部分43的外徑DA 也小于所述咬合部分37的齒部的齒才艮圓直徑FK。
一對行星齒輪對中行星齒輪21和22按以下方式安裝在行星鎖 銷29和30之上，即，行星齒輪的非咬合部分43縱向指向相反方 向。非咬合部分43的端面分別縱向指向外部，優選指向用于容納 殼體68中4亍星鎖銷29和30的容納部31, 32。一對行星齒輪中的每一個行星齒輪21, 22分別利用其咬合部 分37的、在縱向方向上處于行星齒輪21， 22的外部部段44嚙合 到差速器的另一個從動輪6， 7的齒部中。從動輪6和7的齒部是 太陽壽侖69禾口 70上的夕卜齒部51或者52。
處于外部的部段44 (外部部段)與銷4丁軸29同方向伸展，從 行星齒4侖21或者22的一個端部出發伸展到一個從縱向方向可以看 到的咬合部分37的內置部段48 (中間部段)(參見圖4b )。在圖4 中展示了前端部分一皮剖切開的行星齒4侖21。對于行星齒輪22，只 能透過圓周空隙49看到其處于外部的部段44。處于外部的咬合部 段44大約與帶有外齒部51或者52的徑向區段72寬度相當，并且 其只需與外齒部51的^從向寬度相當。中間咬合部,殳48的寬度與太 陽專侖69和70各自的徑向區,殳60之間軸向間3巨相當。
圖5是沿著圖4中的V-V線剖切開后的剖面圖，展示了各圓柱 齒輪差速器66在圖4中右側的齒輪嚙合情況。行星齒輪22以其處 于外部的部段44與太陽輪70的外齒部52噴合在一起。行星齒輪 21的非咬合部分43與太陽輪70在圖4中的右側不相嚙合。在這個 位置上，太陽輪70的外齒部52以恰當的深度伸入到由圓周空隙產 生的自由空間中，使得外齒部52剛好未能接觸到非咬合部分43。
圖6是沿著圖4中的VI-VI線剖切開后的剖面圖，展示了在圓 柱齒輪差速器68左側的齒輪嚙合情況。行星齒輪21以其處于外部 的部段44與太陽輪69的外齒部51嚙合在一起。行星齒輪22的非 咬合部分43與太陽輪69在圖4中的左側不相嚙合。在這個位置上， 太陽輪69的外齒部51以恰當的深度伸入到由圓周空隙產生的自由 空間中，使得外齒部51剛好未能接觸到非咬合部分43。
圖7是沿著VII-VII線剖切開后的剖面圖，展示了根據圖4的 圓柱齒輪差速器68在其中間區域的齒輪嚙合情況。這里顯示的是， 成對4于星齒4侖21和22的內置的咬合部分48是如何互相嚙合的。雖然在圖中亦能看到太陽4侖70， ^旦其并沒有與部段48相嚙合。在 該圖中，太陽輪70垂直于4更影面i殳置在咬合部分48之后。中間部 4殳48構造在配置有壽侖齒的部分37的外部部革殳44與沒有4侖齒的部 分37之間的縱向方向上(參見圖4a)。
對于所有前面提到的關于殼體部段75的相互固定的設計方案， 可以選4奪在其中 一個殼體部,殳75或者交互;也在兩個殼體部,殳75上 沿著圓周i殳置圓4主形導向軸頸79、 80和81，以代盧辜多個通孑L35。 在圖8、 9和10中描繪了這樣的連接方式，接下來將對其進行闡述。 圖8、 9和10以放大且不按比例的方式展示了根據圖2的細節X。 優選內部空心的圓柱形導向軸頸79、 80、 81 乂人徑向法蘭77上朝著 另 一個殼體部段軸向伸出。
圖8展示的是一個經沖拉而成的導向軸頸79,其厚度基本上與 徑向法蘭77的鋼板厚度相當。在殼體部段75上沿著圓周安置有多 個導向軸頸。導向軸頸79釆用的是與相應殼體部段一樣的材料， 并一皮一體i也構造在該殼體部4殳的法蘭之上。
每個導向軸頸79插入進對置的徑向法蘭77的一個通孔35中， 插入深度約為其長度的一半。而在通孔35的另外一半中則插入另 一個導向軸頸82,該導向軸頸構造在傳動輪67的緊固部段62上。 兩個導向軸頸79和82都是空心的結構。在導向軸頸82遠離導向 軸頸79的那一端連4妄有一個通孔83或者一個帶內螺紋84的螺紋 孔。各個殼體部段75與各自的傳動輪通過固定件-此處是以螺栓 45的形式-4皮此軸向地固定在一起。
在以圖9展示的本發明的一個實施例中，每個導向軸頸80穿 過一個位于另一個殼體部,殳75上的穿孔法蘭的通孔35,然后伸入 進相應齒圈的緊固部段62上的導向孔85中。導向軸頸80經拉延 形成，并一皮一體地構造在殼體部4殳75的徑向法蘭77之上。齒圏中的導向孔85的內4侖廓從片黃截面上看與導向軸頸80的外輪廓準確地 符合。齒圏與殼體68彼此居中放置，并與轉軸4同中心。
在導向孔85中，緊隨在導向^殳之后是內螺紋46或者通孔，用 于將殼體部段75和齒圈通過螺栓連接或者鉚4丁鉚接軸向地固定到一起。
根據圖9所描述的，導向軸頸81是獨立的套管，其固定在相 應的殼體部,史75的徑向法蘭77中。每個導向軸頸81穿過^f立于另 一個殼體部4史75上的穿孔法蘭中的一個通孔35，然后伸入相應齒 圏的一個導向孔85中。齒圏中的導向孔85的內4侖廓,人4黃截面上看 與導向軸頸81的外輪廊準確地符合。齒圈與殼體68彼此居中放置， 并與轉軸4同中心，兩者通過螺栓45互相軸向地固定在一起。參考標號
4 轉軸
5 行星齒輪架
6 從動輪
7 從動輪
14 行星齒輪
15 行星齒輪
16 4宵4丁庫由
17 4g4丁4由
21 行星齒輪
22 4于星齒壽侖
29 行星鎖銷
30 行星鎖銷
31 4于星鎖銷的容納部
32 4于星鎖銷的容納部
35 徑向法蘭中的通孑L
36 根據現有技術的圓柱齒輪差速器
37 行星齒輪的咬合部,殳 40 太陽輪41 太陽輪
43 行星齒4侖的非咬合部l殳
44 咬合部分的外部分4殳
45 螺栓
46 內螺紋
48 咬合部分的中間分段
49 圓周空隙
50 總軸
51 太陽輪的外齒部
52 太陽輪的外齒部
62 緊固部段
63 法蘭部段
64 拱形器壁截面
65 缽狀體的底座
66 圓柱齒4侖差速器
67 傳動輪
68 殼體
69 太陽輪
70 太陽壽侖71 太陽4侖的空心圓4主形部分
72 太陽壽侖的空心圓片主形部分
73 滾動軸承
74 滾動軸7fc
75 殼體部孚殳
76 缽狀體
77 徑向法蘭
78 4本狀體中的徑向突出部
79 導向軸頸
80 導向軸頸
81 導向軸頸
82 導向軸頸
83 it孑匕
84 內螺纟丈
85 導向孑L
2權利要求
1.圓柱齒輪差速器(66)，其具有設計為總軸(50)并且能夠圍繞縱向指向的轉軸(4)轉動的殼體(68)和至少三個圍繞所述轉軸(4)在圓周上彼此隔開的行星齒輪(21，22)以及設置在所述殼體(68)上的傳動輪(67)，其中-所述殼體(68)至少由兩個彼此固定在一起的殼體部段(75)形成，-每個所述行星齒輪(21，22)都以其縱向上的兩側放置在所述殼體部段(75)中，-所述殼體部段(75)中的至少一個被構造成缽狀，其中，所述殼體部段(75)由缽狀體(76)和器壁構成，所述缽狀體具有殼體端側的底座(65)，而所述器壁從所述底座(65)伸出并且圍繞所述轉軸(4)延展，-每個行星齒輪(21，22)縱向地以一個側面放置在所述缽狀體(76)的底座(65)之上，-所述缽狀體(76)的器壁至少具有兩個徑向向內拱入的器壁截面(64)，各所述器壁截面分別在徑向上至少局部地伸入位于兩個在圓周上毗鄰的行星齒輪(21，22)之間的圓周空隙中，-至少在所述圓周空隙中分別有從所述拱入的器壁截面(64)伸出的法蘭部段(63)，并且其中，從所述傳動輪(67)徑向向內伸出的緊固部段(62)至少部分地徑向伸入到所述圓周空隙中，并被固定在所述法蘭部段(63)上。
2. 根據權利要求1所述的圓柱齒輪差速器，其中，所述法蘭部段(63)具有縱向指向的通孔(35),緊固件穿過該通孔嚙合到 所述緊固部段(62)中。
3. 根據權利要求2所述的圓柱齒輪差速器，其中，所述緊固件是 螺栓(45)，其中所述螺栓(45)嚙合到所述緊固部段(62) 的內螺紋(46)中。
4. 根據權利要求1所述的圓柱齒輪差速器，其具有至少兩個呈缽 狀的殼體部段(75)，這兩個所述殼體部段鏡l象地相互軸向固 定，其中，所述傳動輪(67)軸向地固定在所述殼體部段(75) 的其中一個上。
5. 根據權利要求4所述的圓柱齒輪差速器，其中，所述殼體部段(75)是同類件。
6. 根據權利要求1所述的圓柱齒輪差速器，其具有至少四對行星 齒輪對(21, 22)，其中每一對中的所述行星齒輪(21, 22) 互相咬合，并且每一^J"中的一個4亍星齒4侖(21, 22)與太陽4侖(69, 70)中的一個相嚙合，而相同的對中的另一個行星齒輪 (21， 22)與太陽輪(69， 70)中的另一個相嚙合，其中，所 述太陽輪(69, 70)至少部分地設置在所述缽狀體(76)中， 并且其中，所述傳動輪(67)的緊固部段(62)中的各一個緊 固部,殳至少部分地徑向伸入進位于兩個沿著圓周相郵匕鄰的4亍 星齒輪對之間的各個圓周空隙中，并在該處被固定到所述法蘭 部)殳(63 )上。
全文摘要
本發明涉及一種圓柱齒輪差速器(66)，其具有作為設計為總軸(50)并且能夠圍繞縱向指向的轉軸(4)轉動的殼體(68)和至少三個圍繞轉軸(4)在圓周上彼此隔開的行星齒輪(21，22)以及設置在殼體(68)上的傳動輪(67)，其中殼體(68)至少由兩個彼此固定在一起的殼體部段(75)形成，每個行星齒輪(21，22)都以其縱向上的兩側放置在殼體部段(75)中，至少其中一個殼體部段(75)被構造成缽狀，其中，殼體部段(75)由缽狀體(76)和器壁構成，缽狀體具有殼體端側的底座(65)，而器壁從底座(65)伸出并且圍繞轉軸(4)延展，缽狀體(76)的器壁至少具有兩個徑向向內拱入的器壁截面(64)，各器壁截面分別在徑向上至少局部地伸入位于兩個在圓周上毗鄰的行星齒輪(21，22)之間的圓空隙中。
文檔編號F16H48/10GK101611243SQ200780050793
公開日2009年12月23日 申請日期2007年12月6日 優先權日2007年1月31日
發明者托斯騰·白爾曼, 拉蒙·如爾讓茲 申請人:謝夫勒兩合公司