用于精确重新装配和扭矩传递的行星齿轮托架接头的制作方法
【专利说明】用于精确重新装配和扭矩传递的行星齿轮托架接头
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年4月11日提交的美国临时专利申请第61/810，961号和2013年5月21日美国临时专利申请第61/825，823号的权益，为了所有目的，其整个内容以引用方式并入本文。
[0003]关于联邦赞助研发的说明
[0004]不适用。
技术领域
[0005]本申请涉及以可以拆卸和精确且便利地重新装配的方式接合各个零件的过程，例如当零件经加工装配、然后必须拆卸并且利用相对于彼此精确定位的各零件的加工表面重新装配时，并且尤其是对于以多零件组件放在一起的各个扭矩传递零件，这是必需的。
【背景技术】
[0006]本发明涉及经加工的部件组件，诸如用于自动变速器的行星齿轮托架。在此类组件中，通常适合于在之间支撑行星齿轮的两个零件放在一起成为组件，当装配后进行加工，并且之后拆卸以便增添额外的部件(轴、行星齿轮等)，或当拆卸时执行各种处理，并且然后重新装配这些零件。在重新装配后，所加工的各表面必须相对于彼此位于在它们拆卸之前进行加工的精确位置中。
[0007]在典型的结构中，滚筒零件在其外周界上具有类似齿轮齿的两个花键。将两组花键放置在一个整体部件上便于扭矩传递，但是使得其相对难以制造。
【发明内容】
[0008]本发明提供了将通常存在于单个零件中、诸如行星齿轮托架的结构分为多个零件，同时在加工或其它过程执行之后仍允许零件的精确重新装配。
[0009]本发明提供了一种多零件结构中的定位键，当定位键和各零件最初装配时以干涉配合进行配合或塑性变形或由零件中的至少两个来变形，所述定位键确保各零件精确地以相同的相对位置重新装配。该键可以提供为独立零件，或可以与零件中的一个是一体的。在经受从一个零件到另一零件的扭矩的部件中，扭矩通过该键来传递。零件中的一个或更多个可以是粉末金属，所述粉末金属可以是烧结的或烧结锻造的粉末金属，而其它零件中的一个或更多个可以是另一种材料，例如是铝。该键可以是更硬的材料，而接收部(键使该零件变形)可以是更软的材料，或反之亦然。然而，当零件装配在一起时，由一个零件到另一零件引起的紧密配合或甚至塑性变形应当发生，使得当它们拆卸并且然后重新装配时，变形的表面会精确地接收使它们变形的表面。为了便于此过程，变形肋可以增添到相互配合的部件中的陷入另一部件的一个部件，以确保重新装配后的精度。
[0010]此外，窗口可以延伸通过几组齿或花键，所述几组齿或花键便于将行星齿轮装配到已装配有托架的三个主要零件的所述托架。窗口可以由三个零件中的两个或更多个中的边缘开口来限定。
[0011]本发明的上述和其它目标和优点将会出现在随后的详细描述中。在所述描述中，参考了示出本发明的优选实施例的附图。
【附图说明】
[0012]图1是用于自动变速器的现有技术行星齿轮托架的第一托架板的透视图；
[0013]图2是包括图1的板的现有技术行星齿轮托架的滚筒的透视图；
[0014]图3是包括本发明的方面的滚筒毂零件的透视图；
[0015]图4是包括本发明的方面的用于与图3的滚筒毂配合的托架板的透视图；
[0016]图5是包括本发明的方面的用于与图3的滚筒毂和图4的托架板配合以制作行星齿轮托架组件的滚筒覆盖件的透视图；
[0017]图6是包括本发明的方面的凸耳中的一个的细节透视图，其例如是图4的托架板中的凸耳中的一个；
[0018]图7是沿图6的线7-7的平面剖切得到的剖视图，并且其还示出图3-5的、装配在一起但无固定它们的螺栓的各部件；
[0019]图8是类似图6的视图，但它是该凸耳的替代实施例；
[0020]图9是图9的组件的示意图(未示出螺栓孔)；
[0021]图10是类似图9的示意图，但它是替代实施例；
[0022]图11是类似图9和10的示意图，但它是另一替代实施例；
[0023]图12是可以通过应用本发明的方面而纳入组件的特征的局部透视图；
[0024]图13是可以通过应用本发明的方面而纳入组件的特征的另一示例；
[0025]图14类似图13，其中所示零件已装配；
[0026]图15-25是三件式行星齿轮托架的替代实施例的视图，其中键形成为滚筒毂的一部分，类似图10的示意图；
[0027]图26是类似图15-25的实施例但是具有用于将内部行星齿轮装配到托架的窗口的替代实施例的顶部透视图，其中托架的三个主要零件装配在一起；以及
[0028]图27是图26的实施例的底部透视图。
【具体实施方式】
[0029]本发明提供了一种接合方法和结构，其中，可以是粉末金属的一零件具有多个键，各键同轴定位以将装配部件的各个零件进行接合。所述各个零件可以是粉末金属或粉末金属零件与其它零件(例如铝)的混合体。该接头可以具有纳入各零件中的一个的键，或设置有作为独立元件的键。各键精确设计以允许准确定位到该组件的其它零件，当零件拆卸并重新装配时此是可重复的。各键还能够在扭矩传递应用中传递扭矩。典型用途是具有同轴花键的自动变速器行星齿轮托架。本发明涉及的问题是需要将三个或更多个件接合在一起但允许所述件拆卸并精确地重新装配。通常，此类零件被装配，并且通过直线镗孔穿过多个零件的机加工方式来进行加工。然后，例如为了将如轴和行星小齿轮的额外零件装配到各零件，各零件被拆卸，然后重新装配。当重新装配时，经单次直线镗孔或其它加工操作加工的共同孔或其它已加工表面必须相对于彼此同轴且精确地定位。此外，此类零件可以在它们的外侧上具有花键，并且在它们的外侧上具有不同组的花键，所述花键必须相对于彼此成角度地排列，并且相对于彼此在所有三个维度上同轴且精确地定位。此外，例如在自动变速器托架中，当扭矩在托架上的多组花键之间传递时，该接头必须提供足够的组件强度。
[0030]图1和图2示出了常规托架的各零件，包括滚筒12和托架板14。滚筒12装配在板14的凸耳16上，其中滚筒12的孔18与板14的相应螺纹孔20对准，并且螺栓通过孔18插入孔20中并螺接在其中，以将这两个部件固定在一起。小齿轮轴孔17位于滚筒12中，而对应的一组小齿轮轴孔19位于板14中，小齿轮轴(未示出)装配到小齿轮轴孔19中，各所述小齿轮轴将三个行星小齿轮(未示出)支承在滚筒12的凸缘13与板14之间、在各凸耳16之间的空间中。板14上存在由齿21表示的一个外部花键，齿21绕周界一直连续，而滚筒12上存在由相应的齿23和25表示的两个花键，齿23和25两者都绕周界一直连续。
[0031]在图3-图5的行星齿轮托架的结构中，滚筒12分为两个部件即图3的滚筒中间部件24和图5的滚筒覆盖件26，并且在这两个部件上设置有包含本发明的方面的特征。在图4中示出的托架板28也更改为包括本发明的方面。在三个部件装配在一起后，毂24放置在板28上，其中凸耳延伸部分32在本文中也称为键32，延伸通过滚筒毂24中的接收部34，接收部34是延伸通过滚筒毂的凸缘38的孔。键32延伸超出滚筒毂24的接