圆柱齿轮差速器的制作方法

专利名称：圆柱齿轮差速器的制作方法
圓柱齿轮差速器技术领域EP0 918 177 Al提出了形成现有技术状态的圓柱齿轮差速器。 为了更好地理解形成现有技术状态的圓柱齿轮差速器，在后面的图 1中以简化的方式描绘了其示意图，并在下文中对其进行了说明。 其原理与在EP0 918 177 Al中描述过的差速器的实施例相一致，下 面将对其进^于详细讨论。
背景技术：
行星齿轮架或者作为形成现有技术状态的行星齿轮架的壳体 就是差速器的所谓总轴。该总轴为总是传输最大的转矩的 一 种构 件。而/人动轴就是所谓差速轴，其与/人动4仑抗4丑地连4妻在一起。差 速轴将输入到差速器中的转矩的 一 个差异量分别传送到例如被驱 动的机动车轮上。在前面对定义了现有技术状态的描述及此后对它 的说明中，行星齿轮架5或者作为行星齿轮架5的壳体是行星传动 动装置的总轴50。在EP0 918 177 Al中，内齿轮或者作为从动轮的太阳轮皆等同 于差速轴，因为差速轴分别与各从动轴抗扭地连接在一起，或者通 过其他的传递构件与从动轴相联接。因此，在下面的说明中从动轮 也被称作差速构件。在2006年1月号的《汽车4支术月刊》(ATZ)上有一篇由 I-化hn/Michaelis/Heizenr。ther撰写的专业论文，在这篇题为"紧凑型 轴向齿4仑，用于由前轴驱动并具有4黄向安置的发动才几的才几动车"的i仑文中描述了前述圆柱齿4仑差速器的一个实际例子。在该文中，通 过两个变例对传动轮和行星齿轮架的结合体进行了描述。其中 一个 变例,皮称为轻型结构变例，并且看起来是一个单独制造的借助于激 光焊接来结合在轮架上的圆柱齿轮上。焊接产生的热量在不利的情 况下会导致零件的变形，因而可能需要进行成本很高的再加工。在 另一个变例中提出，先由一个块件通过锻造形成行星齿轮架和传动 轮，随后对其进行切削加工来生产。考虑到用于生产的材料量以及 过高的生产成本，这样的实施方案是非常昂贵的。判断行星传动机构功能精确度的标准是相互啮合在 一起的行 星齿轮对的咬合精度，即行星-太阳轮与行星-内齿轮相互之间的咬 合精确度。除了通常的制造公差之外，圆柱齿轮差速器轮齿咬合精 确度还耳又决于其在运转过程中出现的位移和变形程度。现有技术状况下的圆柱齿轮差速器的优点是结构轻便，因为它 是由金属板材制成的。然而不利的是，薄的板材可能会对开头提到 的4亍星齿4仑的成形特性带来影响。相应地，^接触半径过大也有可能 带来不利影响。如果采用较厚的板材以弥补容易变形的缺陷，则可 能至少部分地丧失轻型差速器的优点。相对于经典的锥形齿4仑差速器及图1所示类型的圓柱齿l仑差速器36,在EP 0 918 177 Al及所述《汽车技术月刊》的专业论文中 提出的采用内齿轮作为差动构件的圆柱齿轮差速器的实施方式具 有优越性，因为在径向外观尺寸相同的情况下，采用内齿轮作为差 速单元的圆柱齿l仑差速器的传动才几构与从动才几构之间的4妄触半径 大于圆柱齿4仑差速器36中的4妄触半径R2。圆柱齿轮差速器36在这种情况下具有被设计成冠状齿轮的传 动轮2。另夕卜，圆柱齿轮差速器36由作为总轴50的两部分壳体结 合而成，其中，行星齿轮设置在行星锁销(也被称作主轴颈)和两 个作为传动4仑6和7的太阳4仑40和41上。而壳体则由一个钵状壳体部段和一个盘状壳体部段形成。每个 壳体部段都具有为行星锁销而设的容纳部。4本状壳体部段装配有径向法兰，才艮据EP 0 918 177 Al,钵状和盘状壳体部萃殳拧合或者焊4妄 在该径向法兰上。传动4仑-没置在钵状壳体部,殳上。行星齿轮14和15也是成对地设置，其中每个行星齿轮14都 各与一个行星齿轮15形成一对，并且两者;f皮此咬合在一起。在图1 中，行星齿轮的这种彼此咬合的情形是通过虚线来标识的。行星齿 轮14同时也和太阳轮40相咬合，而行星齿4仑15则与太阳轮41相 咬合。圓柱齿轮差速器36不具有内齿轮。太阳轮40和41是从动 轮，也就是差动构件。在图2中，接触半径R2等同于销钉轴16或 17与从动轮转轴4之间的轴向间距，其取决于各具有各自太阳轮 40或41的行星齿轮对的径向尺寸。机动车内提供给该种差速器的结构空间通常较小，因而这种差 速器的外观尺寸应该相对4交小。与此相对，就如在EPO 918 177 Al 所描述的那样，传递转矩的能力除了受轮齿宽度、几何形状等标准 影响之外，主要还取决于中间接触半径。开头提到过，变形的易发 性会产生影响，在此条件下，接触半径越大，能够传递的力矩份额 就越高在EP0 918 177 Al中被作为优选变例而描述的圓柱齿轮差速 器具有啮合进内齿轮中的行星齿轮(Planeten),且行星齿轮与从动 轮之间的轮齿啮合在外部，这样的结构相对于尺寸相当的经典锥齿 專仑差速器或者相对于图l所述的变例而言，其在传递转矩的能力方 面是具有优点的，但是即便如此，目标依然不变，即，要将差速器 设计得尽可能轻、尽可能小，并且要使其具有很高的负荷能力。成对i殳计的4亍星齿4仑的4亍星锁销(Planetenbolzen )的销4丁轴 (Bolzenachse ) —个4妄一个地分布在圆周上。究竟能沿着圓周安装 多少对行星齿l仑除了取决于通过^f亍星齿4仑的尺寸所预^殳的圓周间隔之外，在很大程度上也取决于用于支承的轴的位置的安排，并且 还受到该行星齿轮支承轴周围结构的影响。在EP 0 918 177 Al中描述的差速器以及在前述专业论文中被 转化的实例分别具有三对在圆周上对称分布的行星齿轮，但是，在 EP0 918 177A1中指出，如果需要通过差速器传递更高的力矩，则 可冲殳入多于三对的行星齿轮。在才艮据EP0 918 177 Al所述的以及图 1所示的现有技术的两种结构设计中，能够提供的结构空间有限， 很难部署多于三对的行星齿轮，也很难传递大的转矩。此外在前面描述过，对于由板材制成的轻型结构差速器而言，还有下述问题出 现，即，由板材制成的行星托架受成形技术决定的负荷极限问题。 如果将这种差速器设计用于承受更高的负荷，那么相应地就需要更 多的结构空间。差速器将会变得更重更贵。因此，这种形成现有技 术状态的类型主要应用在只能传递相对较小转矩的差速器中。如在开头时提到的，轮齿宽度也是用于判断能够传递的多大转 矩的标准。轮齿咬合越宽，能够传递的转矩就越大。如轮齿咬合设 计得更宽，差速器在轴向上就需要更多的结构空间，因而整体而言， 就变得更重更贵。在前述的圓柱齿轮差速器中，每对行星齿轮对中的齿轮是互相 啮合在一起的。同时， 一对行星齿轮中的两个齿轮是与两个不同的 差动构件相咬合的。因为在这样的差速器中，如果一个或两个行星 齿轮与两个差动构件(例如同时与两个太阳轮)啮合在一起，那么 差速器中的平衡就被限制了。因此，在设计行星传动机构时，应当 为两个差动构件中的每个单元的齿部保留足够的自由空间，使得各 差动构件的齿部与不该与之啮合的行星齿4仑不会啮合到 一起。为 此，在根据EP09 918 177A1的差速器中(其示意图描绘在图1中)， 将行星齿轮设计得比轴向所需的结构空间的量更长，从而为其与各 自太阳轮之间的轮齿啮合提供了足够的轴向结构空间。这样一种安排，由于行星齿轮在轴向上更长，因而在轴向方向上就需要额外的 结构空间。

发明内容
所以，本发明的目的就是提出一种圆柱齿轮差速器，其本身只 需要小的结构空间，但却能传送高的转矩，并且能够以合适的成本 进行生产。
该目的通过这样一种圓柱齿轮差速器来实现，在该差速器中， 圆周上各行星齿4仑对之间的结构空间-故用于连4妄壳体部,殳。
该圓柱齿4仑差速器是这样i殳计的，其包括一个至少由两部分组 成的壳体，至少三对行星齿轮以及一个设置在壳体上的传动轮，壳 体被设计为总轴，其能围绕一根纵向指向的转轴转动，而行星齿轮 对则围绕着该转轴，并沿着圆周互相间隔开。壳体至少是由两个互 相固定的壳体部4殳形成。这里，其中一个壳体部l殳可以构造成盘状 或钵状形式，而另一部分构造为盖子形状。不过，有利的方案是将 两个壳体部段都构造为钵状结构，成为同类件。
钵状体的围绕转轴延展的器壁具有至少两个径向内拱的器壁 截面，就是说，器壁在这些位置上向内朝转轴方向突入或者拱入一
也就是伸入两个沿圓周毗邻的4亍星齿4仑之间的圓周空隙中。这里， 在圓周空隙边互相毗邻的行星齿4仑优选分别属于一个包括两个相 互啮合的行星齿轮的行星齿轮对。所述优选的实施方式设置有四个 行星齿轮对以及四个至少部分地径向啮合到圆周空隙中的紧固部段。
壳体部段的相互连接更加坚固，这样整个差速器就变得更为坚 固，从而能够更好地4氐抗变形和位置变化。另外，可能只需更少的 用于传动轮或者用于将传动轮固定到壳体上的径向结构空间，因为轮之间。
(1 )用于法兰连接的通孔或^r柱的最小螺栓孔分布圆要大于 径向上离开转轴最远的行星齿轮的最大的包络圆。
(2)可选地，最大的螺栓孔分布圆的直径总是小于围绕行星 齿轮的最大的包络圓，就是说，法兰连接的圓孔全部地或者部分地 沿着圆周构造在所述包络圆之内的各个行星齿轮对之间。
(3 )壳体则由一个钵状壳体部段和一个盘状壳体部段形成。
(4) 钵状和盘状壳体部段优选由冷成形件，例如由薄的金属 板材制成的拉延件和冲压件，用于行星齿轮以及用于差动构件的容 纳部就i殳置在其中。这样的零件的制造成本不高。
(5) 可选地，两部分的壳体优选由两个同样的构造为钵状的 壳体部段形成，并且两者都具有用于相互固定的法兰。
(6) 法兰具有通孔，螺栓件比如定距螺撑或螺栓可以伸过该
it孑匕。
(7) 在其中一个壳体部段上，沿着圓周设计有圆柱形导向轴 颈，以代替所述通孔。优选内部空心的圓柱形的导向轴颈从法兰中 4由向^f申出。
(8 )每个导向轴颈分别插进另 一个壳体部段上的穿孔法兰的 一个通3L之中。穿孔法兰中的通孔的内4仑廓乂人;横截面上看与导向轴 颈的外4仑廊准确；也匹配。
(9) 一个壳体部4殳以其穿3L法兰安在导向轴颈之上，并与该 导向轴颈中心对齐。(10) 连4妄件优选纵向穿过导向轴颈伸入进传动4仑的螺紋中，
或者选择螺栓连接或者铆接。可选地或者额外地，与导向轴颈的螺 栓连接或者铆钉铆接可以安排在其他位置。
(11) 法兰连接的通孔或者轴颈或者设置在一个共同的螺栓孔 分布圆中，或者单独地设置在直径互不相同的多个螺栓孔分布圆中。
螺7f全孔分布圆是虚拟的圆，转轴垂直穿过其中心，而在其圓周 线上坐落着法兰连接的至少一个通孔的与转轴平行的中轴。 一个共
同的螺才全3L分布圆中的通3L的多个中心线中的大部分i殳计在一个 法兰连4妻中。然而，可以考虑将法兰连4妾在圓周上相互毗邻的多个 通孔以下述方式i殳置在法兰之上，即，4吏得各个通孔与转轴的径向 距离各不相同，这样，；波此就必然具有不同的螺栓孔分布圆。
围绕各行星齿轮的包络圓是虚拟的圓，转轴垂直通过其中心， 并且该包络圓位于外部，围绕着在圆周上互相隔开的行星齿4仑。这 里，包^^圓包围着至少两个沿着圓周互相隔开的^f亍星齿4仑，^t星齿 轮的销钉轴与转轴的距离相等。相应地，大包络圆是在外部包围着 在径向上距离转轴最远的行星齿轮的包络圓。
具有(5)至(11)的特征的壳体部l史通过轴颈导向，尤其是 沿着圆周支承在一起，从而使螺栓连接不用承受圆周上的转矩(剪 应力)。这样就可以减少紧固件，如螺栓件或者铆钉的数量。
行星齿轮和太阳轮在才艮据本发明的差速器中按下述方式设计
和设置。
a.每个4于星齿4仑对具有两个4于星齿4仑，这两个4于星齿4仑优选 是同样的构造，即构造为同类件。b. 4于星齿4仑分别具有一个外圓柱形的未咬合的部分，纵向上 在该部分旁边具有一个咬合部分。
c. 非咬合部分的径向上的外部尺寸(外径)要小于咬合部分
的最小可能的径向上最外边的尺寸(例如齿顶圆半径)。这里，非
咬合部分的外部直径至少小于齿冠半径，不过有利的方案是等于或 'j 、于咬合部分的齿才艮直径。
d. 观察到的行星齿轮的咬合部分被构造为端面啮合例如直齿 啮合、斜齿啮合、楔形啮合或者螺栓状啮合。
e. 每个行星齿轮或者安在一个单独的行星锁销上，或者被嵌 接在两个轴颈之上又或者其本身就具有两个轴向地从行星齿4仑伸 出的轴颈。
f. 行星锁销或者带有轴颈的或者嵌接在轴颈之上的行星齿轮其 两端都安置进或者安置在壳体之上。
g. 行星齿轮能够可选地容纳在其上的轴颈或者与由金属板材 制成的壳体一体构造，或者作为独立部件安装到壳体之上。
h. 作为前述的安置行星齿轮的实施例的替代方案， 一个或多 个轴颈是与行星齿轮一体构造的，或者是被单独固定在各行星齿轮 上的部件。
i. 在这些情况中，所述行星齿轮或者可转动地放置在轴颈之上， 或者可转动地放置在围绕销钉轴的行星锁销之上，或者通过销钉来安置。
j.各行星齿轮上非咬合部分纵向指向相反方向，这样，非咬合 部分的端面分别纵向向外引出，从而可有利地放置壳体上的行星锁销。k.成乂十的4亍星齿4仑中的每一 个分别以其咬合部分中的 一 个分 段-该分^:在纵向方向上位于行星齿4仑外部-伸入差速器两个差动 构件中的另一个齿部。
1.位于外部的段(外部分段)可从行星齿轮的纵向方向上看到， 即其与销钉轴为同样指向，从行星齿轮的一端出发指向齿部在纵向
上的中间分4殳。
m.各行星齿轮以外部分段伸入差动构件的内齿部或者外齿部 中，该外部分段的宽度优选与咬合部分在纵向方向上的齿部的半宽 度相当。
n.成对的行星齿轮围绕非咬合部分构造，其中每一个齿轮的 圓周空隙中分别以在径向及轴向上皆无接触的方式容纳着 一 个差 动构件的齿部，同时该差动构件-作为两个差动构件中的其中一个 -又与同一对行星齿轮中的另一齿轮的齿部的外部分段结合在一起。
o.圓周空隙在其中 一个纟从向方向上净皮齿部的纟从向内置的中间 分4殳轴向地隔开，同时在另 一个纵向方向上^皮例如壳体或者另一个 用于行星齿轮的挡板轴向地隔开。
p. —对成对的4亍星齿4仑分别在咬合部分的中间分4殳处4妾合在 一起。
q.中间分段沿着纵向方向被构造在齿部的外部分段与非咬合
部分之间。
r.外部分段的齿部的类型和尺寸可以与中间分段的齿部的类型 和尺寸相同，可选地，当然也可以i殳计为不同的类型和尺寸。
s.行星齿轮互相咬合在中间分段，该分段的宽度优选与咬合 部分在纵向方向上的齿部的另 一半宽度相当。t.每一个差速器至少安装三对，优选四对或五对的成对行星齿轮。
纵向方向与所述销钉轴一致。之前用到的以及此后要用到的术 语轮齿宽度及其同义词都是指与销钉轴同向的齿部的尺寸。
每个行星齿轮都具有非咬合部分，因此在本圓柱齿轮差速器 中，成对齿轮中每一个并非同时与两个差动构件(与两个太阳轮或 者内齿轮)啮合在一起的。
乂人前述特^正中^寻出
u.每一个行星齿轮的咬合部分所需的总宽度优选等于与行星 齿轮相啮合的传动单元的宽度和借以连接同一对成对齿轮的齿部 分,殳的宽度的总和，在最大的情况下，该总和中还可以附加加工间 距、组装间距或者受形状决定的间3巨、焊4妾;皮口、调整垫片以及类
似之物。
v.每一个行星齿轮的非咬合部分所需的总宽度优选地是与同 一对行星齿轮中的另一个行星齿轮相啮合的传动单元的宽度相当， 在最大的情况下，该总宽度还可附加加工间距、组装间距或者受形 状决定的间距、焊4妾;皮口、调整垫片以及类似之物。
w.传动单元的齿部应尽可能深地伸入进圓周空隙中，使得传
动单元与相关4于星齿4仑恰好能够不相接触地4妻近。
适合于根据本发明的差速器的互相咬合部件的轮齿宽度要大
因为在根据本发明的差速器中，行星齿轮是相互成对地相连的，其 与差动构件之间没有其他的轴向空隙。能够传递更高的转矩。行星 齿轮不是安置在一个特别的纵向安装在差速器中心的行星托架之 上，而是以其两端放置在起行星托架作用的壳体上。通过两个支承位而不是一个就使得结构更为坚固并使其更少发生倾斜，从而能够 进 一 步减少因倾杀牛而导致的缺点。
行星传动机构的各齿4仑对可在圓周上进一步相互逼近，因为一 方面，每个行星的负荷分别分配给了在壳体中或者壳体上的两个支 承位置，另一方面，壳体结构本身要比一个由金属板材制成的安装
在中心的盘状4亍星4乇架更加结实。必须在i殳置在圆周上各个支7fM立 置之间的、用于支撑材料的结构空间比较小。因为有了壳体中支承 结构，所以对于一个安装在中心的4亍星4乇架而言所必需的轴向空间
就不用考虑了。齿部可以该额度额外地设置得更宽。这样也就能进 一步减小4妻触半径，能够采用更为坚固的架构，乂人而能够釆用如图 2所示的行星齿轮与太阳轮相咬合的不易发生变形的结构。因为节 省了生产内齿轮所需的昂贵成本，所以此种行星传动机构的生产成 本不高。花费高的地方是例如内齿部的内部加工。
壳体部段以及太阳轮相互同轴安装在差速器的一个共同转轴 上。可以选4奪以滑动轴承或者滚动轴承将太阳4仑围绕转轴可转动地 安置在壳体中。相对于周边结构，壳体本身优选地围绕转轴以滚动 轴承支承，当然以滑动轴承支承也是可以的。
本发明另 一 的i殳计方案涉及才艮据以下特4正以及这些特征的任 意组合所述的传动4仑及其在壳体上的固定方式
i. 传动轮优选是带有所有能够想到的实施方案的任意类型的端 面啮合的圆柱齿4仑。
ii. 可选地，传动4仑可以是齿圈，该齿圈以其内圆周至少部分 地坐落在一个外锥状或者外圆柱形的部分上，优选是坐落在钵状的
壳体部段上。
iii. 齿圏轴向支 K在径向法兰上。
14iv. 支座或者以间隙配合、过盈配合或者以压力配合的方式"i殳 置，或者通过锥状连接自己夹持住。
v. 齿圈可选;也或者在上述特4i iii至iv之外可通过材冲牛配合的 方式例如焊接固定在壳体上，或者借助于螺栓连4妻以确保固定的稳文。
vi. 螺栓连接优选同时应用于两个壳体部4爻间的相互连接。
vii. 作为前述具有特征i至vi的实施变例的替代方案，齿圈可 具有两个直径互不相同的内圆周面。
viii. 具有较大内径的内圆周面设置在其中一个壳体部段的至少 一个径向法兰之上。
ix. 具有较小内径的内圆周面设置在其中一个壳体部段上。
x. 齿圈以一个位于两个内圆周面之间的径向指向的圓环面支 承在径向法兰之上。
xi. 在出自圆环面的、带有内螺紋的轴向螺紋孔中，或者分别
拧入支撑螺栓或者拧入螺栓以便将齿圈固定在壳体之上，和/或以便 将壳体部段互相固定在一起。
xii. 对于所有前面提到的结构，在其中一个壳体部段或者相互
地在两个壳体部段上都可以不采用通孔，而在圓周上安装圓柱形导
向轴颈。内部空心的圓^主形导向轴颈轴向地^人法兰伸出，指向另一 个壳体部段。
Xiii.每一个导向轴颈各自伸入对置的穿孔法兰的一个通孔之 中，穿孔法兰位于另一壳体部段上。导向轴颈的外轮廓按下述方式
对应于通孔的内4仑廓，即，导向轴颈可进入通孔之中。壳体部l殳通过多个沿着圆周分布的伸入另 一个壳体部段通孔中的导向轴颈居 中放置，其与转轴以及与另一个壳体部段是同中心的。
xiv.在传动轮上设计有另外一个导向轴颈。该另外一个导向轴 颈至少在外轮廓上与壳体部段上导向轴颈是相同的，并从另外一端 轴向伸入通孔之中。传动4仑通过多个沿着圓周分布的、伸入到通孔 中的导向轴颈居中放置，其与转轴以及与壳体是同中心的。在空心 导向轴颈中各有 一个紧固件伸入，以阻止各零件轴向移动。
XV.每个导向轴颈各自穿过一个位于另一个壳体部段上的穿孔 法兰的通孔，然后伸入齿圈中导向孔中。穿孔法兰中的通孔的内轮 廓从横截面上看与导向轴颈的外轮廓准确地符合。齿圈与壳体互相 居中放置，并与转轴同中心。
xvi. 在导向孔中，紧随在导向,殳之后是一个内螺紋或者通孔， 用于将壳体部段和齿圏通过螺栓连4妻或者铆4丁铆4妄轴向固定在一起。
xvii. 导向轴颈用与相应壳体部l殳一才羊的才才津+—体:t也构造在该
壳体部段的法兰之上。
xviii. 导向轴颈是一个独立的套管，其优选通过压力配合和/
或材料连接方法固定到相应壳体部段的法兰之上。
导入到传动4仑中的转矩 一皮传动轮通过导向轴颈直4妻传递至壳 体部段，连接件无需承受剪应力。差速器也因而能够承受高得多的转矩。
本发明的进一步的设计方案涉及下述太阳轮的实施方式 I.考虑到其结构，将各太阳4仑设计成同类件是有利的。II. 太阳轮由两个在径向外部尺寸上互有区别的空心圓柱形部
分形成。
III. 径向外部尺寸4交大的空心圆柱形部分具有环绕端面的、用 于与行星齿轮咬合的齿部。
IV. 各太阳4仑分别以一个侧肋在纵向方向上借助于滑动或滚动 轴承轴向放置在一个壳体部段上，各太阳轮可围绕圓柱齿轮差速器 的转轴转动。该侧肋在外齿部与具有径向较小外部尺寸的空心圆柱 形部分之间沿径向延展。
V. 每个太阳轮分别通过滑动或滚动轴承径向地放置在其中一 个壳体部段上的空心圆柱形容纳部中，该滑动或滚动轴承能够围绕 圆柱齿轮差速器的转轴转动。
VI. 太阳轮是同类件，就是说，它们的结构和尺寸是相同的。 VL太阳轮一体构成。
丽.作为特征VII的替代方案，太阳轮可以是包括一个置于基体 上的齿圏的组合件，其中齿圈优选是具有较大径向尺寸的部分，而 基体则是具有较小径向尺寸的空心圆柱形齿圏。
IX.作为特征I至Vffl的替代方案和/或补充特征，在太阳轮中可 集成用于三脚辊(Tripoderolle)的驱动轴万向节零件，例如带有导 轨的钟形槽(外壳体)。


在本文件开头的发明领域章节借助于图1和2描述了定义类型 的现有才支术，乂人图3起则对本发明的实施例作如下i兌明图1以图解的形式示出了本发明所基于的现有技术状态下的圓 柱齿轮差速器的原理，在该圓柱齿轮差速器中，差动构件是太阳4仑，
图2示出了沿转轴纵向剖切的根据本发明的圆柱齿轮差速器的 一个实施例，
图3是根据图2的圓柱齿轮差速器的前视图，
图4不按比例放大地示出了圓柱齿轮差速器中行星齿轮对的结
构，
图4a示出了作为单个部件的4亍星齿4&的实施例，
图4b示出了作为单个部件的行星齿轮的另 一个实施例，
图5是沿着V-V线横向切开之后的4艮据图4的行星齿4仑对剖牙见
图，
图6是沿着VI-VI线对黄向切开之后的才艮据图4的4亍星齿4仑对的 剖一见图，
图7是沿着VIII-VIII线冲黄向切开之后的根据图4的行星齿4仑对
剖一见图，
图8借助于图2的细节图X放大但不按比例的方式示出了壳体 部段与传动轮的连接，
图9以不按比例但放大的方式示出了图2中的细节X以及作为 根据图8的连接的替代连4妻，
图10以不按比例但放大的方式示出了图2中的细节X以及作 为根据图8的连接的另 一替代连接，
具体实施例方式
根据图2的圓柱齿轮66配备有传动轮67，并具有一个由两部 分组成的壳体68。行星齿轮21和22以成对的方式安装在壳体68 中。如从图3中可看到的一样，圓柱齿^^差速器具有四对成对^f亍星 齿轮对。行星齿4仑21和22在太阳轮69和70上与齿部51或者52 咬合在一起。太阳轮69和70是从动轮6和7，因而就是行星传动 机构的差动构件。从动轮6和7分离放置，能够互相围绕转轴4转 动，并与未显示在图中的耳关结轴连4妄在一起。
太阳轮69和70是同类件。每个太阳轮69或者70由一个空心 圓柱形部分71和另一个空心圓柱形部分72两部分形成。空心圆柱 形部分71的径向尺寸小于空心圆^主形部分72的^圣向尺寸。空心圆 一主形部分72是带有外齿部51或者52的齿圈。该齿圈^皮压合在和/ 或以其他合适的方式以形状连接、压力连接和/或材料连接的方式固 定在空心圓柱形部分71上。在太阳l仑69或者70上分別i殳计有用 于滚动轴承73和74的导4九。滚动轴7"R 73用于轴向地支承太阳專仑 69或者70,而^哀^力寿由7 c 74是^圣向寿由再义。
壳体68由两个互相一致的壳体部段75形成，该壳体是总轴50。 壳体部段75基本上构造为钵状，并装配有径向法兰77。 4本状壳体 部段75优选是例如由薄的金属板材经拉延或者沖压制成的冷成型 件。每个壳体部段75具有用于容纳行星锁销29和30 (图2, 4和 4a )的容纳部31和32 (图4 )。
壳体69的端面被构造为各壳体部段的底座65。在相对的底座 中安置有行星齿專仑21和22。每个壳体部段75的4本状体76在圆周 的多个^立置上向内朝着转轴4的方向形成突出部(图3 ), /人而在沿 着圆周互相邮匕邻的各由行星齿轮21和22组成的两个行星齿轮对之 间的4本状体76上就通过4共形器壁截面64限定了径向突出部 (Einzug )。钵状体76的形状在图3的S见图中让人联想起四叶的苜
19蓿叶。径向法兰77的法兰,殳63朝着转轴4的方向一直伸展到突出 部78处，在该处，径向法兰具有多个用于将壳体部萃殳75互相固定 以及将传动轮67固定到壳体68之上的通孔35。传动轮另外具有至 少局部伸入进突出部78的径向紧固部段62。在圆周上两个相邻的 各由行星齿4仑21和22组成的行星齿轮对之间至少部分地安装有固 定件，比如螺一全45。
总轴与差动轴的布置与图1中的安排相一致。
在图4， 4a， 4b至图7中描绘了所述行星齿轮21和22的齿轮 啮合的细节。各个4于星齿4合21和22单独地通过滑动轴7"R或者滚动 轴承支承在行星锁销29或者30上。 一对行星齿轮对中的所述行星 齿轮21和22通过所述咬合部分37互相啮合在一起。成对行星齿 轮中每一个分别与构造为太阳轮23和24的所述从动轮6或7中一 个相啮合，与同 一对行星齿轮中两个行星齿轮相啮合的从动轮互不 相同。
图4示出了在圓柱齿轮差速器66的太阳轮69， 70的外齿部51 或52中的行星齿轮21和22。行星齿轮21和22被构造为彼此一致，
并错开布置。图4a和4b分别示出了带有直齿部或斜齿部的作为单 个部件的行星齿轮21或22。它们具有基本上为圓柱形构造的非咬 合部分43，该非咬合部分的外径DA要小于齿4仑齿顶圓上的咬合部 分37的外径DK。不带齿部部分43和咬合部分37 (配置着齿部) 相互ffl比邻，并且互相紧贴着。有利地，非咬合部分43的外径DA 也小于所述咬合部分37的齿部的齿才艮圓直径FK。
一对行星齿轮对中行星齿轮21和22按以下方式安装在行星锁 销29和30之上，即，行星齿轮的非咬合部分43纵向指向相反方 向。非咬合部分43的端面分别纵向指向外部，优选指向用于容纳 壳体68中4亍星锁销29和30的容纳部31, 32。一对行星齿轮中的每一个行星齿轮21, 22分别利用其咬合部 分37的、在纵向方向上处于行星齿轮21， 22的外部部段44啮合 到差速器的另一个从动轮6， 7的齿部中。从动轮6和7的齿部是 太阳寿仑69禾口 70上的夕卜齿部51或者52。
处于外部的部段44 (外部部段)与销4丁轴29同方向伸展，从 行星齿4仑21或者22的一个端部出发伸展到一个从纵向方向可以看 到的咬合部分37的内置部段48 (中间部段)(参见图4b )。在图4 中展示了前端部分一皮剖切开的行星齿4仑21。对于行星齿轮22，只 能透过圆周空隙49看到其处于外部的部段44。处于外部的咬合部 段44大约与带有外齿部51或者52的径向区段72宽度相当，并且 其只需与外齿部51的^从向宽度相当。中间咬合部,殳48的宽度与太 阳專仑69和70各自的径向区,殳60之间轴向间3巨相当。
图5是沿着图4中的V-V线剖切开后的剖面图，展示了各圆柱 齿轮差速器66在图4中右侧的齿轮啮合情况。行星齿轮22以其处 于外部的部段44与太阳轮70的外齿部52喷合在一起。行星齿轮 21的非咬合部分43与太阳轮70在图4中的右侧不相啮合。在这个 位置上，太阳轮70的外齿部52以恰当的深度伸入到由圆周空隙产 生的自由空间中，使得外齿部52刚好未能接触到非咬合部分43。
图6是沿着图4中的VI-VI线剖切开后的剖面图，展示了在圓 柱齿轮差速器68左侧的齿轮啮合情况。行星齿轮21以其处于外部 的部段44与太阳轮69的外齿部51啮合在一起。行星齿轮22的非 咬合部分43与太阳轮69在图4中的左侧不相啮合。在这个位置上， 太阳轮69的外齿部51以恰当的深度伸入到由圆周空隙产生的自由 空间中，使得外齿部51刚好未能接触到非咬合部分43。
图7是沿着VII-VII线剖切开后的剖面图，展示了根据图4的 圆柱齿轮差速器68在其中间区域的齿轮啮合情况。这里显示的是， 成对4于星齿4仑21和22的内置的咬合部分48是如何互相啮合的。虽然在图中亦能看到太阳4仑70， ^旦其并没有与部段48相啮合。在 该图中，太阳轮70垂直于4更影面i殳置在咬合部分48之后。中间部 4殳48构造在配置有寿仑齿的部分37的外部部革殳44与没有4仑齿的部 分37之间的纵向方向上(参见图4a)。
对于所有前面提到的关于壳体部段75的相互固定的设计方案， 可以选4奪在其中 一个壳体部,殳75或者交互;也在两个壳体部,殳75上 沿着圓周i殳置圓4主形导向轴颈79、 80和81，以代卢辜多个通孑L35。 在图8、 9和10中描绘了这样的连接方式，接下来将对其进行阐述。 图8、 9和10以放大且不按比例的方式展示了根据图2的细节X。 优选内部空心的圓柱形导向轴颈79、 80、 81 乂人径向法兰77上朝着 另 一个壳体部段轴向伸出。
图8展示的是一个经冲拉而成的导向轴颈79,其厚度基本上与 径向法兰77的钢板厚度相当。在壳体部段75上沿着圓周安置有多 个导向轴颈。导向轴颈79釆用的是与相应壳体部段一样的材料， 并一皮一体i也构造在该壳体部4殳的法兰之上。
每个导向轴颈79插入进对置的径向法兰77的一个通孔35中， 插入深度约为其长度的一半。而在通孔35的另外一半中则插入另 一个导向轴颈82,该导向轴颈构造在传动轮67的紧固部段62上。 两个导向轴颈79和82都是空心的结构。在导向轴颈82远离导向 轴颈79的那一端连4妄有一个通孔83或者一个带内螺紋84的螺紋 孔。各个壳体部段75与各自的传动轮通过固定件-此处是以螺栓 45的形式-4皮此轴向地固定在一起。
在以图9展示的本发明的一个实施例中，每个导向轴颈80穿 过一个位于另一个壳体部,殳75上的穿孔法兰的通孔35,然后伸入 进相应齿圈的紧固部段62上的导向孔85中。导向轴颈80经拉延 形成，并一皮一体地构造在壳体部4殳75的径向法兰77之上。齿圏中的导向孔85的内4仑廓从片黄截面上看与导向轴颈80的外轮廓准确地 符合。齿圏与壳体68彼此居中放置，并与转轴4同中心。
在导向孔85中，紧随在导向^殳之后是内螺紋46或者通孔，用 于将壳体部段75和齿圈通过螺栓连接或者铆4丁铆接轴向地固定到一起。
根据图9所描述的，导向轴颈81是独立的套管，其固定在相 应的壳体部,史75的径向法兰77中。每个导向轴颈81穿过^f立于另 一个壳体部4史75上的穿孔法兰中的一个通孔35，然后伸入相应齿 圏的一个导向孔85中。齿圏中的导向孔85的内4仑廓,人4黄截面上看 与导向轴颈81的外轮廊准确地符合。齿圈与壳体68彼此居中放置， 并与转轴4同中心，两者通过螺栓45互相轴向地固定在一起。参考标号
4 转轴
5 行星齿轮架
6 从动轮
7 从动轮
14 行星齿轮
15 行星齿轮
16 4宵4丁库由
17 4g4丁4由
21 行星齿轮
22 4于星齿寿仑
29 行星锁销
30 行星锁销
31 4于星锁销的容纳部
32 4于星锁销的容纳部
35 径向法兰中的通孑L
36 根据现有技术的圓柱齿轮差速器
37 行星齿轮的咬合部,殳 40 太阳轮41 太阳轮
43 行星齿4仑的非咬合部l殳
44 咬合部分的外部分4殳
45 螺栓
46 内螺紋
48 咬合部分的中间分段
49 圆周空隙
50 总轴
51 太阳轮的外齿部
52 太阳轮的外齿部
62 紧固部段
63 法兰部段
64 拱形器壁截面
65 钵状体的底座
66 圆柱齿4仑差速器
67 传动轮
68 壳体
69 太阳轮
70 太阳寿仑71 太阳4仑的空心圓4主形部分
72 太阳寿仑的空心圓片主形部分
73 滚动轴承
74 滚动轴7fc
75 壳体部孚殳
76 钵状体
77 径向法兰
78 4本状体中的径向突出部
79 导向轴颈
80 导向轴颈
81 导向轴颈
82 导向轴颈
83 it孑匕
84 内螺纟丈
85 导向孑L
2权利要求
1.圆柱齿轮差速器(66)，其具有设计为总轴(50)并且能够围绕纵向指向的转轴(4)转动的壳体(68)和至少三个围绕所述转轴(4)在圆周上彼此隔开的行星齿轮(21，22)以及设置在所述壳体(68)上的传动轮(67)，其中-所述壳体(68)至少由两个彼此固定在一起的壳体部段(75)形成，-每个所述行星齿轮(21，22)都以其纵向上的两侧放置在所述壳体部段(75)中，-所述壳体部段(75)中的至少一个被构造成钵状，其中，所述壳体部段(75)由钵状体(76)和器壁构成，所述钵状体具有壳体端侧的底座(65)，而所述器壁从所述底座(65)伸出并且围绕所述转轴(4)延展，-每个行星齿轮(21，22)纵向地以一个侧面放置在所述钵状体(76)的底座(65)之上，-所述钵状体(76)的器壁至少具有两个径向向内拱入的器壁截面(64)，各所述器壁截面分别在径向上至少局部地伸入位于两个在圆周上毗邻的行星齿轮(21，22)之间的圆周空隙中，-至少在所述圆周空隙中分别有从所述拱入的器壁截面(64)伸出的法兰部段(63)，并且其中，从所述传动轮(67)径向向内伸出的紧固部段(62)至少部分地径向伸入到所述圆周空隙中，并被固定在所述法兰部段(63)上。
2. 根据权利要求1所述的圓柱齿轮差速器，其中，所述法兰部段(63)具有纵向指向的通孔(35),紧固件穿过该通孔啮合到 所述紧固部段(62)中。
3. 根据权利要求2所述的圆柱齿轮差速器，其中，所述紧固件是 螺栓(45)，其中所述螺栓(45)啮合到所述紧固部段(62) 的内螺紋(46)中。
4. 根据权利要求1所述的圓柱齿轮差速器，其具有至少两个呈钵 状的壳体部段(75)，这两个所述壳体部段镜l象地相互轴向固 定，其中，所述传动轮(67)轴向地固定在所述壳体部段(75) 的其中一个上。
5. 根据权利要求4所述的圆柱齿轮差速器，其中，所述壳体部段(75)是同类件。
6. 根据权利要求1所述的圆柱齿轮差速器，其具有至少四对行星 齿轮对(21, 22)，其中每一对中的所述行星齿轮(21, 22) 互相咬合，并且每一^J"中的一个4亍星齿4仑(21, 22)与太阳4仑(69, 70)中的一个相啮合，而相同的对中的另一个行星齿轮 (21， 22)与太阳轮(69， 70)中的另一个相啮合，其中，所 述太阳轮(69, 70)至少部分地设置在所述钵状体(76)中， 并且其中，所述传动轮(67)的紧固部段(62)中的各一个紧 固部,殳至少部分地径向伸入进位于两个沿着圓周相邮匕邻的4亍 星齿轮对之间的各个圓周空隙中，并在该处被固定到所述法兰 部)殳(63 )上。
全文摘要
本发明涉及一种圆柱齿轮差速器(66)，其具有作为设计为总轴(50)并且能够围绕纵向指向的转轴(4)转动的壳体(68)和至少三个围绕转轴(4)在圆周上彼此隔开的行星齿轮(21，22)以及设置在壳体(68)上的传动轮(67)，其中壳体(68)至少由两个彼此固定在一起的壳体部段(75)形成，每个行星齿轮(21，22)都以其纵向上的两侧放置在壳体部段(75)中，至少其中一个壳体部段(75)被构造成钵状，其中，壳体部段(75)由钵状体(76)和器壁构成，钵状体具有壳体端侧的底座(65)，而器壁从底座(65)伸出并且围绕转轴(4)延展，钵状体(76)的器壁至少具有两个径向向内拱入的器壁截面(64)，各器壁截面分别在径向上至少局部地伸入位于两个在圆周上毗邻的行星齿轮(21，22)之间的圆空隙中。
文档编号F16H48/10GK101611243SQ200780050793
公开日2009年12月23日 申请日期2007年12月6日 优先权日2007年1月31日
发明者托斯腾·白尔曼, 拉蒙·如尔让兹 申请人:谢夫勒两合公司