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1、(10)申请公布号 CN 103133625 A(43)申请公布日 2013.06.05CN103133625A*CN103133625A*(21)申请号 201210474508.6(22)申请日 2012.11.2113/301,159 2011.11.21 USF16H 37/02(2006.01)F16H 57/023(2012.01)(71)申请人通用汽车环球科技运作有限责任公司地址美国密执安州(72)发明人 H.徐 A.辛赫(74)专利代理机构中国专利代理(香港)有限公司 72001代理人姜云霞 杨炯(54) 发明名称变速器输出齿轮组(57) 摘要一种用于CVT或IVT的变速器装置。
2、的变速器输出齿轮组，包括确定旋转轴的输入轴，旋转耦合至输入轴并与旋转轴同轴的输入圆盘以及旋转耦合至输入圆盘并与旋转轴同轴的输出圆盘。输出圆盘包括具有一定轴向宽度的远端部分。齿轮被连接至输出圆盘的远端部分。齿轮具有多个齿轮齿，每一个齿轮齿都具有大于输出圆盘远端部分轴向宽度的齿轮齿面宽度。(30)优先权数据(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书6页 附图11页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书6页 附图11页(10)申请公布号 CN 103133625 ACN 103133625 A1/1页21.一种用于变速箱的变速器装置，包括：确定旋转轴的输入轴。
3、；旋转耦合至输入轴并与旋转轴同轴的输入圆盘；旋转耦合至输入圆盘并与旋转轴同轴的输出圆盘，输出圆盘包括具有一定轴向宽度的远端部分；以及连接至输出圆盘远端部分的齿轮，其中齿轮具有多个齿轮齿，每一个齿轮齿都具有大于输出圆盘远端部分轴向宽度的齿轮齿面宽度。2.如权利要求1所述的变速器装置，其中远端部分被从输入轴径向向外地定位。3.如权利要求1所述的变速器装置，其中齿轮被可拆卸地连接至输出圆盘。4.如权利要求1所述的变速器装置，其中多个齿轮齿被设置在齿轮的径向外表面上。5.如权利要求1所述的变速器装置，其中输出圆盘通过多个滚子旋转耦合至输入圆盘。6.如权利要求1所述的变速器装置，其中齿轮包括圆盘部分和连。
4、接至圆盘部分从圆盘部分径向向内延伸的齿圈。7.如权利要求6所述的变速器装置，其中齿轮通过至少一个螺栓穿过齿圈而连接至输出圆盘。8.如权利要求6所述的变速器装置，其中齿轮通过至少一个螺钉或铆钉穿过齿圈而连接至输出圆盘。9.如权利要求1所述的变速器装置，其中齿轮通过至少一处焊接连接至输出圆盘。10.一种变速箱，包括：输入轴；输出轴；与输入轴有效关联的变速器轴；变速器，具有第一输入圆盘、第二输入圆盘和输出圆盘，第一输入圆盘和第二输入圆盘中的每一个都被旋转耦合至变速器轴，输出圆盘设于第一输入圆盘和第二输入圆盘之间并且被旋转耦合至第一输入圆盘和第二输入圆盘，其中输出圆盘包括远端部分，远端部分具有沿轴向确。
5、定的宽度；连接至输出圆盘远端部分的驱动齿轮；以及与驱动齿轮互相啮合并且与输出轴有效关联的从动齿轮。权 利 要 求 书CN 103133625 A1/6页3变速器输出齿轮组技术领域0001 本公开涉及一种用于无限变速式变速箱或连续变速式变速箱的变速器输出齿轮组。背景技术0002 本部分的陈述内容仅仅是提供本公开的相关背景技术信息，因此不一定构成现有技术。0003 连续变速式变速箱(“CVT”)通常包括在旋转动力源例如发动机或电机以及末级驱动单元之间有效耦合变速器的传动装置。变速器包括能够无级或连续地改变输入速度与输出速度之比(“变速比” )的旋转输入圆盘和旋转输出圆盘。由CVT提供的总体速度比是。
6、变速比和相关传动装置的函数。输出圆盘包括整体成形的齿轮齿以啮合并驱动对应齿轮。齿轮相应地被功能性耦合至输出轴或副轴，输出轴或副轴则被功能性耦合至末级驱动单元。另一种类型的无级变速箱包括无限变速式变速箱(IVT)。IVT与CVT的类似之处在于发动机驱动变速器输入圆盘，同时副轴通过金属带或齿轮从变速器获得驱动力。但是，尽管典型的CVT包括启动设备例如启动离合器，典型的IVT却利用齿轮系统提供从静止开始启动。0004 优化CVT和IVT的设计以最小化轴向长度和质量。因此，变速器输出圆盘上的传动装置为了最小化CVT/IVT的轴向长度而具有最小的齿轮齿面宽度。另外，这种传动装置经常被设计为具有小螺旋角，。
7、目的是为了最小化变速器的推力负荷并由此实现小型轴承装置和提供更加紧凑的变速器系统。窄齿面宽度和小螺旋角的组合可能会导致齿轮副的啮合度不够。这就相应地会使齿轮副在噪音和强度方面的风险更高。0005 上述问题的一种解决方案是增加变速器圆盘的宽度(也就是齿轮宽度)。但是，这会增加变速器的轴向长度、质量，并且可能还需要增加变速器的半径。另一种解决方案是增加变速器圆盘上齿轮齿的螺旋角。但是，这会增加推力负荷，由此会因为对更强的轴承支撑件的要求而需要更大的轴向长度。0006 因此，在本领域内对提供足够的啮合度同时最小化变速器轴向长度和质量的变速器输出齿轮组存在需求。发明内容0007 提供了一种用于CVT或。
8、IVT的变速器装置。变速器装置包括确定旋转轴的输入轴，旋转耦合至输入轴并与旋转轴同轴的输入圆盘以及旋转耦合至输入圆盘并与旋转轴同轴的输出圆盘。输出圆盘包括具有一定轴向宽度的远端部分。齿轮被连接至输出圆盘的远端部分。齿轮具有多个齿轮齿，每一个齿轮齿都具有大于输出圆盘远端部分轴向宽度的齿轮齿面宽度。0008 在一方面中，远端部分被从输入轴径向向外地定位。0009 在另一方面中，齿轮被可拆卸地连接至输出圆盘。说 明 书CN 103133625 A2/6页40010 在又一方面中，齿轮包括圆盘部分和连接至圆盘部分从圆盘部分径向向内延伸的齿圈。0011 在又一方面中，多个齿轮齿被设置在齿轮的径向外表面上。
9、。0012 在又一方面中，输出圆盘通过多个滚子旋转耦合至输入圆盘。0013 在又一方面中，齿轮通过至少一个螺栓连接至输出圆盘。0014 在又一方面中，齿轮通过至少一个螺钉连接至输出圆盘。0015 在又一方面中，齿轮通过至少一处焊接连接至输出圆盘。0016 在又一方面中，齿轮通过至少一个螺钉和至少一处焊接连接至输出圆盘。0017 本发明通过以下方案实现：方案1、一种用于变速箱的变速器装置，包括：确定旋转轴的输入轴；旋转耦合至输入轴并与旋转轴同轴的输入圆盘；旋转耦合至输入圆盘并与旋转轴同轴的输出圆盘，输出圆盘包括具有一定轴向宽度的远端部分；以及连接至输出圆盘远端部分的齿轮，其中齿轮具有多个齿轮齿，。
10、每一个齿轮齿都具有大于输出圆盘远端部分轴向宽度的齿轮齿面宽度。0018 方案2、如方案1所述的变速器装置，其中远端部分被从输入轴径向向外地定位。0019 方案3、如方案1所述的变速器装置，其中齿轮被可拆卸地连接至输出圆盘。0020 方案4、如方案1所述的变速器装置，其中多个齿轮齿被设置在齿轮的径向外表面上。0021 方案5、如方案1所述的变速器装置，其中输出圆盘通过多个滚子旋转耦合至输入圆盘。0022 方案6、如方案1所述的变速器装置，其中齿轮包括圆盘部分和连接至圆盘部分从圆盘部分径向向内延伸的齿圈。0023 方案7、如方案6所述的变速器装置，其中齿轮通过至少一个螺栓穿过齿圈而连接至输出圆盘。。
11、0024 方案8、如方案6所述的变速器装置，其中齿轮通过至少一个螺钉或铆钉穿过齿圈而连接至输出圆盘。0025 方案9、如方案1所述的变速器装置，其中齿轮通过至少一处焊接连接至输出圆盘。0026 方案10、如方案1所述的变速器装置，其中齿轮通过至少一个螺钉和至少一处焊接连接至输出圆盘。0027 方案11、一种变速箱，包括：输入轴；输出轴；与输入轴有效关联的变速器轴；变速器，具有第一输入圆盘、第二输入圆盘和输出圆盘，第一输入圆盘和第二输入圆盘中的每一个都被旋转耦合至变速器轴，输出圆盘设于第一输入圆盘和第二输入圆盘之间并且被旋转耦合至第一输入圆盘和第二输入圆盘，其中输出圆盘包括远端部分，远端部分具说。
12、 明 书CN 103133625 A3/6页5有沿轴向确定的宽度；连接至输出圆盘远端部分的驱动齿轮；以及与驱动齿轮互相啮合并且与输出轴有效关联的从动齿轮。0028 方案12、如方案11所述的变速箱，其中远端部分沿轴向设于第一输入圆盘和第二输入圆盘之间。0029 方案13、如方案11所述的变速箱，其中远端部分相对于输出圆盘的旋转轴位于远端。0030 方案14、如方案11所述的变速箱，其中驱动齿轮具有多个齿轮齿，每一个齿轮齿都具有大于输出圆盘远端部分轴向宽度的齿轮齿面宽度。0031 方案15、如方案11所述的变速箱，其中齿轮被可拆卸地连接至输出圆盘。0032 方案16、如方案11所述的变速箱，其中。
13、齿轮包括圆盘部分和连接至圆盘部分从圆盘部分径向向内延伸的齿圈。0033 方案17、如方案16所述的变速箱，其中齿圈与输出圆盘远端部分的侧面接触。0034 方案18、如方案17所述的变速箱，其中齿圈被连接至输出圆盘远端部分的侧面。0035 方案19、如方案18所述的变速箱，其中齿圈通过螺栓、螺钉和焊接中的至少一种方式连接至输出圆盘远端部分的侧面。0036 方案20、如方案11所述的变速箱，其中输出圆盘通过多个滚子旋转耦合至输入圆盘。0037 更多的可应用领域将根据本文提供的说明内容变得显而易见。应该理解说明内容和特定示例仅仅是为了进行说明而并不是为了限制本公开的保护范围。附图说明0038 本文中。
14、介绍的附图仅仅是为了进行说明而并不是为了以任何方式限制本公开的保护范围。0039 图1是根据本发明原理的用于机动车辆的示范性动力传动系的示意图；图2是根据本发明原理的变速器输出圆盘和变速器输出齿轮的端视图；图3是沿图2中箭头3-3的方向看的输出圆盘和变速器输出齿轮的截面图；图4A是用于将变速器输出齿轮连接至输出圆盘的一种可选结构的截面图；图4B是用于将变速器输出齿轮连接至输出圆盘的一种可选结构的截面图；图4C是用于将变速器输出齿轮连接至输出圆盘的一种可选结构的截面图；图4D是用于将变速器输出齿轮连接至输出圆盘的一种可选结构的截面图；图4E是用于将变速器输出齿轮连接至输出圆盘的一种可选结构的截面。
15、图；图4F是用于将变速器输出齿轮连接至输出圆盘的一种可选结构的截面图；图4G是用于将变速器输出齿轮连接至输出圆盘的一种可选结构的截面图；以及图4H是用于将变速器输出齿轮连接至输出圆盘的一种可选结构的截面图。具体实施方式0040 以下的说明内容在本质上仅仅是示范性的而绝不是为了限制本公开、其应用或用途。说 明 书CN 103133625 A4/6页60041 参照图1，一种用于机动车辆的动力传动系整体上以附图标记10表示。动力传动系10主要包括与变速箱14互连的发动机12。发动机12可以是常规的内燃机或电机或者是任意其他类型的原动机而并不背离本公开的保护范围。发动机12通过例如挠性板(未示出)或。
16、其他连接设备或启动设备(未示出)例如流体动力设备或启动离合器向变速箱14提供驱动转矩。0042 变速箱14是环型无限变速式变速箱(IVT)或环型连续变速式变速箱(CVT)。变速箱14通常包括封装并保护变速箱14中各种部件的铸造金属壳体16。壳体16包括定位和支撑这些部件的各种孔、通道、台肩和凸缘。一般地说，变速箱14包括变速箱输入轴20和变速箱输出轴22。连接在变速箱输入轴20和变速箱输出轴22之间的是被设置用于在变速箱输入轴20和变速箱输出轴22之间提供前进和倒退速度比或传动比的齿轮箱24。变速箱输入轴20与发动机12功能性互连并且从发动机12接收输入转矩或动力。变速箱输出轴22优选地与末级。
17、驱动单元25相连，末级驱动单元25包括例如传动轴、差动装置和连接至车轮的驱动轴等。变速箱输入轴20被耦合至齿轮箱24并为其提供驱动转矩。0043 齿轮箱24通常包括一个或多个环形变速器、齿轮组、离合器和/或制动器以及轴。例如，齿轮箱24包括与齿轮27互连的变速器26。变速器26被图示为环形座圈滚动牵引型变速器。但是，应该意识到各种其他类型的变速器均可使用而并不背离本发明的保护范围。变速器26包括第一输入圆盘28和第二输入圆盘30。第一输入圆盘28包括环形外表面或第一输入座圈28A，且第二输入圆盘30包括环形外表面或第二输入座圈30A。设置在第一输入座圈28A和第二输入座圈30A之间的是输出圆盘。
18、32。输出圆盘32包括环形外表面或第一输出座圈32A以及环形外表面或第二输出座圈32B。第一输出座圈32A被设置为与第一输入座圈28A相对，且第二输出座圈32B被设置为与第二输入座圈30A相对。第一输入座圈28A和第一输出座圈32A配合以界定第一环形腔38，且第二输入座圈30A和第二输出座圈32B配合以界定第二环形腔40。每一个圆盘28,30和32都共用由变速器轴42确定的公共旋转轴。变速器轴42被功能性互连至变速箱输入轴20并由此从发动机12接收驱动转矩。输入圆盘28和30被旋转耦合至变速器轴42并通过多个滚子50和52向输出圆盘32传输驱动转矩。0044 例如，第一腔38包括多个滚子50，。
19、且第二腔40包括多个滚子52。通常第一腔38和第二腔40中的每一个都包括两个或三个滚子50和52，不过应该意识到可以使用任意数量的滚子而并不背离本发明的保护范围。每一个滚子50,52都被安装成围绕滚子的轴线旋转并且在其相关联的输入和输出圆盘28,30和32的环形座圈28A,32A,32B和30A上滚动以从输入圆盘28和30向输出圆盘32传输驱动力。变速器驱动比的改变通过滚子50,52的旋进实现，以使滚子的轴线能够转向以将滚子轴线的倾斜度向变速器轴线改变。滚子50,52的旋进导致由滚子50,52在座圈28A,32A,32B和30A上行进路径的半径改变，并因此导致输入圆盘28和30以及输出圆盘32。
20、之间的变速器驱动比的改变。0045 输出圆盘32包括设于座圈32A和32B之间的中间径向远端部分54。变速器输出齿轮60被耦合至远端部分54。变速器输出齿轮60与齿轮27互相啮合。齿轮27与变速箱输出轴22功能性互连并且从变速器26和变速器输出齿轮60向变速箱输出轴22并因此向末级驱动单元25提供驱动转矩。0046 参照图2和图3，变速器输出齿轮60基本为“L”形，其中圆盘部分60A具有径向向说 明 书CN 103133625 A5/6页7内延伸的齿圈60B。多个齿轮齿62通过各种制造工艺被沿着圆盘部分60A的外周面64成形。齿轮齿62被设置为与齿轮27互相啮合。0047 变速器输出齿轮60可。
21、以用各种结构旋转耦合至远端部分54。例如，输出圆盘32的远端部分54包括第一侧面54A、第二侧面54B和外周端面54C。在一个示例中，齿圈60B与第二侧面54B相接触并且多个轴向螺栓70将齿圈60B耦合至远端部分54。圆盘部分60A具有的内径约等于远端部分54的外周端面54C的直径。但是，圆盘部分60A具有的宽度大于远端部分54的宽度。因此，齿轮齿62具有的齿面宽度“w”大于远端54的宽度。更大的齿面宽度增加了变速器输出齿轮60和齿轮27之间的啮合度和强度而不会影响变速器26中输出圆盘32的径向或轴向长度。0048 另外，独立的变速器输出齿轮60允许使用不同的材料和工艺来加工和热处理变速器输出。
22、齿轮60与输出圆盘32，目的是为了优化它们各自的性能特征。而且，使用独立的变速器输出齿轮60允许将不同的输出齿轮连接至输出圆盘32而不必改动输出圆盘32，由此针对指定应用允许更大的传动比灵活性。最后，应该意识到尽管将输出齿轮60介绍为耦合至输出圆盘32，但是本发明能预见到的是输出齿轮60可以是输入齿轮并且可以被耦合至变速器26中的任意圆盘。0049 图4A示出了用于将变速器输出齿轮60连接至输出圆盘32的一种可选结构。在这种结构中，齿圈60B与远端部分54的第一侧面54A相接触，并且多个轴向螺栓70将齿圈60B耦合至远端部分54。0050 图4B示出了用于将变速器输出齿轮60连接至输出圆盘32。
23、的另一种可选结构。在这种结构中，齿圈60B与远端部分54的第二侧面54B相接触，并且齿圈60B通过多个螺钉或铆钉72耦合至远端部分54。0051 图4C示出了用于将变速器输出齿轮60连接至输出圆盘32的另一种可选结构。在这种结构中，齿圈60B与远端部分54的第一侧面54A相接触，并且齿圈60B通过多个螺钉或铆钉72耦合至远端部分54。0052 图4D示出了用于将变速器输出齿轮60连接至输出圆盘32的另一种可选结构。在这种结构中，齿圈60B与远端部分54的第二侧面54B相接触。第一处焊接74A将齿圈60B固定至第二侧面54B，同时第二处焊接74B将圆盘部分60A的内齿圈表面固定至第一侧面54A。。
24、0053 图4E示出了用于将变速器输出齿轮60连接至输出圆盘32的另一种可选结构。在这种结构中，齿圈60B与远端部分54的第一侧面54A相接触。第一处焊接74A将齿圈60B固定至第一侧面54A，同时第二处焊接74B将圆盘部分60A的内齿圈表面固定至第二侧面54B。0054 图4F示出了用于将变速器输出齿轮60连接至输出圆盘32的另一种可选结构。在这种结构中，齿圈60B与远端部分54的第二侧面54B相接触。多个螺钉或铆钉72将齿圈60B固定至第二侧面54B，同时第二处焊接74B将圆盘部分60A的内齿圈表面固定至第一侧面54A。0055 图4G示出了用于将变速器输出齿轮60连接至输出圆盘32的另一。
25、种可选结构。在这种结构中，齿圈60B与远端部分54的第一侧面54A相接触。多个螺钉或铆钉72将齿圈60B固定至第一侧面54A，同时第二处焊接74B将圆盘部分60A的内齿圈表面固定至第二侧说 明 书CN 103133625 A6/6页8面54B。0056 图4H示出了用于将变速器输出齿轮60连接至输出圆盘32的另一种可选结构。在这种结构中，变速器输出齿轮60并不包括齿圈60B。第一处焊接74A将圆盘部分60A的内齿圈表面固定至第一侧面54A，同时第二处焊接74B将圆盘部分60A的内齿圈表面固定至第二侧面54B。0057 本发明的说明书本质上仅仅是示范性的，并且不背离本发明主旨的各种变形都应被认为是落在本发明的保护范围内。这些变形不应被视为背离了本发明的精神和保护范围。说 明 书CN 103133625 A1/11页9图 1说 明 书 附 图CN 103133625 A2/11页10图 2说 明 书 附 图CN 103133625 A10。