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1、(10)申请公布号 CN 102979879 A (43)申请公布日 2013.03.20 CN 102979879 A *CN102979879A* (21)申请号 201210430469.X (22)申请日 2012.09.06 61/531,611 2011.09.06 US 61/673,439 2012.07.19 US F16H 48/06(2012.01) F16H 48/38(2012.01) B23K 15/00(2006.01) (71)申请人 伊顿公司 地址 美国俄亥俄州 (72)发明人 AN埃德勒 (74)专利代理机构 北京市中咨律师事务所 11247 代理人 厉锦 。
2、吴鹏 (54) 发明名称 紧凑行星差速齿轮组装置 (57) 摘要 紧凑行星差速齿轮组包括第一太阳齿轮 (130A) 和第二太阳齿轮 (130B)、 行星齿轮 (220) 的第一组(200A)和第二组(200B)、 以及具有齿圈 (190) 的托架 (160)。相互啮合的成对齿轮 (210) 由每一组的行星齿轮之一形成。第一和第二行星 齿轮组分别与第一和第二太阳齿轮相互啮合。齿 圈不延伸入容置有行星齿轮的环状区域中, 因而 允许四对或更对齿轮可紧凑地装配入环状区域 中。 托架是焊接件, 且基本上永久地包围太阳齿轮 和行星齿轮。 该差速器无需紧固件或焊后加工, 且 与传统差速器相比可具有更高的满负。
3、载、 较低的 成本、 较小的尺寸、 较少的零件数量、 和 / 或较少 量的材料。该差速器适用于机动车辆中。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 18 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 2 页 说明书 9 页 附图 18 页 1/2 页 2 1. 一种行星差速齿轮组, 包括 : 第一太阳齿轮 ; 第二太阳齿轮 ; 第一行星齿轮组 ; 第二行星齿轮组 ; 及 托架, 其基本上包围第一太阳齿轮、 第二太阳齿轮、 第一行星齿轮组和第二行星齿轮 组 ; 其中在使用行星差速齿轮组时, 行星差速齿轮组无需紧固件便以可。
4、操作的方式相对于 彼此定位第一太阳齿轮、 第二太阳齿轮、 第一行星齿轮组、 第二行星齿轮组和托架。 2. 根据权利要求 1 的行星差速齿轮组, 其中第一太阳齿轮适于驱动汽车的第一车桥, 而第二太阳齿轮适于驱动汽车的第二车桥。 3. 根据权利要求 1 的行星差速齿轮组, 其中第一太阳齿轮适于驱动车辆的第一驱动 桥, 而第二太阳齿轮适于驱动车辆的第二驱动桥。 4. 根据权利要求 1 的行星差速齿轮组, 其中第一行星齿轮组与第一太阳齿轮相互啮 合, 而第二行星齿轮组与第二太阳齿轮相互啮合。 5. 根据权利要求 4 的行星差速齿轮组, 其中第一行星齿轮组和第二行星齿轮组彼此相 互啮合。 6. 根据权利。
5、要求 4 的行星差速齿轮组, 其中第一行星齿轮组和第二行星齿轮组以共同 的半径绕太阳齿轮定位。 7. 一种行星差速齿轮组, 包括 : 太阳齿轮 ; 行星齿轮组 ; 及 托架, 其具有焊接结构并基本上包围太阳齿轮和行星齿轮组, 使得太阳齿轮和行星齿 轮组不能从托架移走。 8. 一种组装根据权利要求 7 的行星差速齿轮组的方法, 该方法包括 : 提供托架的第一部分 ; 邻近托架的第一部分定位太阳齿轮 ; 邻近托架的第一部分定位行星齿轮组 ; 邻近托架的第一部分定位托架的第二部分 ; 及 将托架的第一部分和第二部分焊接在一起。 9. 根据权利要求 8 的方法, 其中将托架的第一部分和第二部分焊接在一。
6、起的步骤包括 电子束焊接。 10. 根据权利要求 8 的方法, 其中将托架的第一部分和第二部分焊接在一起的步骤仅 引起很小的变形, 使得无需对行星差速齿轮组进行焊后加工。 11. 根据权利要求 7 的行星差速齿轮组, 进一步包括齿圈。 12. 根据权利要求 7 的行星差速齿轮组, 其中托架包括齿圈、 焊接到齿圈的第一部分、 以及焊接到齿圈的第二部分。 13. 一种组装根据权利要求 12 的行星差速齿轮组的方法, 该方法包括 : 提供托架的第一部分 ; 权 利 要 求 书 CN 102979879 A 2 2/2 页 3 邻近托架的第一部分定位太阳齿轮 ; 邻近托架的第一部分定位行星齿轮组 ; 。
7、邻近托架的第一部分定位托架的齿圈 ; 邻近托架的齿圈定位托架的第二部分 ; 及 将托架的第一部分和第二部分焊接到托架的齿圈上。 14. 根据权利要求 13 的方法, 其中将托架的第一部分和第二部分焊接到托架的齿圈上 的步骤包括电子束焊接。 15. 根据权利要求 7 的行星差速齿轮组, 其中太阳齿轮适于驱动车辆的传动链轴。 16. 一种行星差速齿轮组, 包括 : 第一太阳齿轮 ; 能够与第一太阳齿轮互换的第二太阳齿轮 ; 与第一太阳齿轮相互啮合的第一行星齿轮组 ; 与第二太阳齿轮相互啮合的第二行星齿轮组, 第一行星齿轮组和第二行星齿轮组能够 彼此互换, 且第一行星齿轮组和第二行星齿轮组彼此相互啮。
8、合 ; 以及 包括能够彼此互换的第一构件和第二构件的托架, 第一构件形成托架第一侧的主体部 分, 而第二构件形成托架第二侧的主体部分。 17. 根据权利要求 16 的行星差速齿轮组, 进一步包括焊接到托架的第一构件和第二构 件的齿圈。 18. 一种行星差速齿轮组, 包括 : 第一太阳齿轮 ; 第二太阳齿轮 ; 至少四对相互啮合的行星齿轮, 每一对相互啮合的行星齿轮都包括与第一太阳齿轮相 互啮合的第一行星齿轮以及与第二太阳齿轮啮合的第二行星齿轮 ; 及 托架, 其包括限定一最内表面的齿圈件, 齿圈件的最内表面定位成超出由成对相互啮 合的行星齿轮所占据的最外侧柱面。 19. 根据权利要求 18 的。
9、行星差速齿轮组, 其中齿圈件的最内表面限定一与所述由成对 相互啮合的行星齿轮所占据的最外侧柱面隔开一径向距离的界限, 该径向距离小于行星齿 轮的齿厚。 20. 根据权利要求 18 的行星差速齿轮组, 其中托架包括彼此隔开的第一壁和第二壁, 其中相互啮合的成对行星齿轮的第一行星齿轮和第二行星齿轮中的每一个都基本上在第 一壁和第二壁之间延伸。 21. 根据权利要求 20 的行星差速齿轮组, 其中每个第一行星齿轮和第二行星齿轮都包 括直径减小部分, 第一行星齿轮的直径减小部分不接触第二太阳齿轮, 且第二行星齿轮的 直径减小部分不接触第一太阳齿轮。 权 利 要 求 书 CN 102979879 A 3。
10、 1/9 页 4 紧凑行星差速齿轮组装置 0001 相关申请的交叉引用 0002 本申请与 2011 年 9 月 6 日提交的美国临时申请 No.61/531611、 2012 年 7 月 19 日 提交的美国临时申请 No.61/673439 相关, 在此通过参引的方式将其内容结合入本文中。 技术领域 0003 本发明涉及差速齿轮组及行星差速齿轮组。 这样的差速齿轮组通常见于轮式驱动 车辆如汽车和卡车中。 背景技术 0004 轮式驱动车辆通常相邻车辆相对侧地设置有彼此相对定位的一对驱动轮。 该对驱 动轮通常借助一公共传动系由一公共动力源驱动。该对驱动轮可以是车辆的前轮或者后 轮。当车辆绕着转。
11、角或者沿着曲线驱动之时, 该对驱动轮的外侧驱动轮比该对驱动轮的内 侧驱动轮行走更长的距离, 而内侧驱动轮则比外侧驱动轮行走更短的距离。为了适应对置 驱动轮同时行走过的较长和较短的距离, 公共传动系通常包括差速齿轮组。 0005 在一些全轮驱动车辆中, 车辆所有的车轮都是由公共传动系驱动的驱动轮。在一 些车辆中, 多对驱动轮组 ( 如, 双轮 ) 邻近车辆相对侧地彼此相对地定位。在这样的多轮驱 动 ( 如多驱动桥 ) 车辆中, 传动系通常包括位于每一对驱动轮或驱动轮组 ( 如, 第一对驱 动轮组和第二对驱动轮组 ) 之间的差速齿轮组。由于第一对驱动轮组可具有不同于第二 对驱动轮组的平均行走距离,。
12、 差速齿轮组还可以定位在第一对驱动轮组和第二对驱动轮组 ( 如, 动力传动系的变速箱中 ) 之间。 0006 差速齿轮组可进一步用在其他应用中, 如包装机械、 联动装置、 功率分配器等。 0007 行星齿轮组可包括由托架保持在适当位置的一个或多个太阳齿轮及一个或多个 行星齿轮。行星齿轮通常与一个或多个太阳齿轮啮合。一些行星齿轮组包括与托架直接耦 联的齿圈。其他行星齿轮组包括与行星齿轮啮合的齿圈。一些行星齿轮组可设置为差速齿 轮组。一些行星齿轮组可用于多级变速器中。 0008 差速齿轮组和 / 或行星齿轮组通常要求成本低、 易于制造、 零件数量低、 体积小、 直径小、 宽度窄、 额定扭矩高、 以。
13、及 / 或硬度高。本发明满足了这些以及其他的要求。 发明内容 0009 本发明的一个方面涉及在给定尺寸时比传统的行星差速齿轮组具有更高额定扭 矩的紧凑行星差速齿轮组。在给定宽度、 给定直径、 给定体积、 给定质量和 / 或给定转动惯 量时, 与传统差速设计相比, 紧凑行星差速齿轮组可具有提高的额定扭矩。 0010 本发明的另一方面涉及在给定的额定扭矩下相比于传统行星差速齿轮组成本更 低的行星差速齿轮组。 较低的成本可通过较低零件数量、 消除紧固件、 使用固定装置的自动 化组装、 无需焊后加工、 和 / 或使用少量材料实现。 0011 本发明的又一方面涉及一种行星差速齿轮组, 其包括 : 第一太。
14、阳齿轮 ; 第二太阳 说 明 书 CN 102979879 A 4 2/9 页 5 齿轮 ; 第一行星齿轮组 ; 第二行星齿轮组 ; 及托架。托架基本上包围第一太阳齿轮、 第二太 阳齿轮、 第一行星齿轮组和第二行星齿轮组。 其中在使用行星差速齿轮组时, 行星差速齿轮 组无需紧固件便以可操作的方式相对于彼此定位第一太阳齿轮、 第二太阳齿轮、 第一行星 齿轮组、 第二行星齿轮组和托架。 0012 在一些实施方式中, 像车辆的车桥应用中, 第一太阳齿轮适于驱动汽车的第一车 桥, 而第二太阳齿轮适于驱动汽车的第二车桥。 在应用于如车辆传动箱中的情况下, 第一太 阳齿轮适于驱动车辆的第一驱动桥, 而第二。
15、太阳齿轮适于驱动车辆的第二驱动桥。第一行 星齿轮组可与第一太阳齿轮相互啮合, 而第二行星齿轮组可与第二太阳齿轮相互啮合。第 一行星齿轮组和第二行星齿轮组可彼此相互啮合。 第一行星齿轮组和第二行星齿轮组可以 共同的半径绕太阳齿轮定位。 0013 本发明的另一方面涉及一种行星差速齿轮组, 其包括 : 太阳齿轮 ; 有一个或多个 行星齿轮形成的行星齿轮组 ; 及托架, 其具有焊接结构并基本上包围太阳齿轮和行星齿轮 组, 使得太阳齿轮和行星齿轮组不能从托架移走。 组装行星差速齿轮组的方法可包括 : 提供 托架的第一部分 ; 邻近托架的第一部分定位太阳齿轮 ; 邻近托架的第一部分定位行星齿轮 组 ; 邻。
16、近托架的第一部分定位托架的第二部分 ; 及将托架的第一部分和第二部分焊接在一 起。 0014 在一些实施方式中, 上述方法中的将托架的第一部分和第二部分焊接在一起的步 骤可包括电子束焊接。 将托架的第一部分和第二部分焊接在一起的步骤可仅引起很小的变 形和 / 或局部焊接变型, 使得无需对行星差速齿轮组进行焊后加工。在一些实施方式中, 行 星差速齿轮组进一步包括齿圈。 托架可包括齿圈、 焊接到齿圈的第一部分、 以及焊接到齿圈 的第二部分。一种组装行星差速齿轮组的方法可包括 : 提供托架的第一部分 ; 邻近托架的 第一部分定位太阳齿轮 ; 邻近托架的第一部分定位行星齿轮组 ; 邻近托架的第一部分定。
17、位 托架的齿圈 ; 邻近托架的齿圈定位托架的第二部分 ; 及将托架的第一部分和第二部分焊接 到托架的齿圈上。 焊接可包括电子束焊接。 太阳齿轮可适于驱动车辆的传动链轴(如车桥、 驱动桥等 )。 0015 本发明的再另一个方面涉及一种行星差速齿轮组, 其包括 : 第一太阳齿轮 ; 能够 与第一太阳齿轮互换的第二太阳齿轮 ; 与第一太阳齿轮相互啮合的第一行星齿轮组 ; 与第 二太阳齿轮相互啮合的第二行星齿轮组 ; 以及包括能够彼此互换的第一构件和第二构件的 托架。第一行星齿轮组和第二行星齿轮组能够彼此互换。第一行星齿轮组和第二行星齿轮 组彼此相互啮合。第一构件形成托架第一侧的主体部分, 而第二构件。
18、形成托架第二侧的主 体部分。齿圈可焊接到托架的第一构件和第二构件。 0016 本发明的又另一个方面涉及一种行星差速齿轮组, 其包括 : 第一太阳齿轮 ; 第二 太阳齿轮 ; 至少四对相互啮合的行星齿轮, 和托架。 每一对相互啮合的行星齿轮都包括与第 一太阳齿轮相互啮合的第一行星齿轮以及与第二太阳齿轮啮合的第二行星齿轮。 托架包括 限定一最内表面的齿圈件。 齿圈件的最内表面定位成超出由成对相互啮合的行星齿轮所占 据的最外侧柱面。 0017 在一些实施方式中, 齿圈件的最内表面限定一与由成对相互啮合的行星齿轮所占 据的最外侧柱面隔开一径向距离的界限。该径向距离可小于行星齿轮的齿厚。该半径距离 小于。
19、平行齿轮齿的厚度。托架可包括彼此隔开的第一壁和第二壁。相互啮合的成对行星齿 说 明 书 CN 102979879 A 5 3/9 页 6 轮的第一行星齿轮和第二行星齿轮中的每一个都可基本上在第一壁和第二壁之间延伸。 每 个第一行星齿轮和第二行星齿轮都可包括直径减小部分。 第一行星齿轮的直径减小部分可 不接触第二太阳齿轮, 且第二行星齿轮的直径减小部分可不接触第一太阳齿轮。 0018 各个另外的方面将在下面的说明书中详细说明。 这些方面涉及单独的技术特征或 多个技术特征的结合。 可以理解的是, 上述总体描述和下述细节描述都是且仅是示例性的, 而并不是以此处各实施例中公开的内容为基础的发明主旨的限。
20、制。 附图说明 0019 图 1 为根据本发明原理的行星差速齿轮组装置的透视图 ; 0020 图2为图1中所示的行星差速齿轮组装置的分解透视图, 其示出了一对太阳齿轮、 一对行星齿轮组、 一对半边箱、 齿圈、 一组销及一对轴承组 ; 0021 图 3 为图 1 的透视图, 但穿过图 2 中成对行星齿轮组的两个对置的行星齿轮的中 心线楔形地切去一部分 ; 0022 图 4 为图 1 的透视图, 但穿过图 2 中太阳齿轮的中心线及图 2 中行星齿轮组之一 的两个行星齿轮的中心线地切去一半 ; 0023 图 5 为图 1 的透视图, 但穿过图 2 中一对行星齿轮组的一对对置的、 相互啮合的行 星齿轮。
21、的中心线弦状地切去一部分 ; 0024 图 6 为图 1 的透视图, 但仅示出图 2 中形成托架的齿圈和一对半边箱 ; 0025 图 7 为图 6 的透视图, 但穿过托架的中心线地切去一半 ; 0026 图 8 为图 1 的透视图, 但仅示出图 2 中一对太阳齿轮、 成对的行星齿轮组及销组 ; 0027 图 9 为图 8 的透视图, 但穿过图 4 太阳齿轮的中心线及图 4 行星齿轮组之一的两 个行星齿轮的中心线地切掉一半 ; 0028 图 10 的透视图示出图 5 中对置的、 相互啮合的一对行星齿轮, 其中第一行星齿轮 还与图 2 的第一太阳齿轮啮合, 而第二行星齿轮还与图 2 的第二太阳齿轮。
22、啮合 ; 0029 图 11 的俯视图示出图 5 中对置的、 相互啮合的一对行星齿轮, 其中图 10 的第一行 星齿轮还与图 10 的第一太阳齿轮相互啮合, 而图 10 的第二行星齿轮还与图 10 的第二太阳 齿轮相互啮合 ; 0030 图 12 为图 2 中齿圈的俯视图 ; 0031 图 13 为从图 12 截取的图 2 中齿圈的剖视放大视图 ; 0032 图 14 为图 2 中太阳齿轮之一的俯视图 ; 0033 图 15 为图 14 中太阳齿轮之一的侧视图 ; 0034 图 16 为图 3 中行星齿轮之一的俯视图 ; 0035 图 17 为图 16 的行星齿轮之一的侧视图 ; 0036 图。
23、 18 为图 2 中半边箱之一的俯视图, 示出了半边箱的外侧 ; 0037 图 19 为从图 18 截取的图 18 中半边箱之一的剖视侧向放大视图 ; 0038 图 20 为图 2 中半边箱之一的另一俯视图, 示出了半边箱的内侧 ; 0039 图 21 为从图 20 截取的图 20 中半边箱之一的剖视侧向放大视图 ; 0040 图 22 为图 2 中半边箱之一的再一俯视图, 示出了半边箱的内侧 ; 0041 图 23 为从图 22 截取的图 22 中半边箱之一的剖视侧向放大视图。 说 明 书 CN 102979879 A 6 4/9 页 7 具体实施方式 0042 现在将参考本发明的示例性实施。
24、方式进行详细说明。附图示出了本发明的实施 例。在可能时, 多个附图中将使用相同的附图标记表示相同或类似的部件。 0043 根据本发明的原理, 比起传统差速设计, 紧凑行星差速齿轮组装置 100 可在给定 宽度 WD( 见图 3)、 给定直径 DD( 见图 1)、 给定体积、 给定质量和 / 或给定转动惯量 Ix-x( 见图 1)下具有改善的额定扭矩。 相比于传统的行星差速齿轮组, 对于给定的额定扭矩, 行星差速 齿轮组 100 还可以较低的成本制造。较低的成本可通过较低零件数量、 消除紧固件、 使用固 定装置的自动化组装、 无需焊后加工、 和 / 或使用少量材料实现。 0044 根据本发明的原。
25、理, 紧凑行星差速齿轮组装置 100 包括托架 160, 其组装在第一太 阳齿轮 130A、 第二太阳齿轮 130B、 第一组 200A 的行星齿轮 220A、 第二组 200B 的行星齿轮 220B 之上, 然后与它们焊接在一起。通过绕着齿轮 130A、 130B、 220A、 220B 焊接托架 160, 在使用行星差速齿轮组 100 时, 无需紧固件便可操作地相对于彼此定位齿轮 130A、 130B、 220A、 220B。托架 160 大致包绕第一太阳齿轮 130A、 第二太阳齿轮 130B、 第一组 200A 的行 星齿轮 220A、 第二组 200B 的行星齿轮 220B。由于托架。
26、 160 是焊接的, 托架 160 永久地包绕 ( 即包围 ) 齿轮 130A、 130B、 220A、 220B, 且齿轮 130A、 130B、 220A、 220B 不可移除。托架 160 焊接的进一步细节将在下面提供。 0045 根据本发明的原理, 行星差速齿轮组装置 100 包括很少的零件数量。特别地, 第一 太阳齿轮 130A 和第二太阳齿轮 130B 可彼此互换 ( 即, 具有相同的零件数量 )。第一太阳 齿轮 130A 和第二太阳齿轮 130B 一起称作太阳齿轮 130( 见图 14 和 15)。此外, 行星齿轮 220A 和行星齿轮 220B 可彼此互换 ( 见图 8 和 9。
27、)。行星齿轮 220A 和行星齿轮 220B 一起称 作行星齿轮 220( 见图 16 和 17)。此外, 托架 160 可包括可彼此互换的第一构件 170A 和第 二构件 170B( 见图 1-4 和 7), 且还包括齿圈 190。第一构件 170A 和第二构件 170B 一起称 作托架构件 170( 见图 18-23)。此外, 行星齿轮 220 可旋转地安装到可互换的销 260 上, 且 差速装置 100 可旋转地安装到一对相同的轴承 270 上。因此, 如图所示, 行星差速齿轮组装 置100仅需包括 : 第一部分, 太阳齿轮130 ; 第二部分, 托架构件170 ; 第三部分, 齿圈19。
28、0 ; 第 四部分, 行星齿轮 220 ; 第五部分, 销 260 ; 以及第六部分, 轴承 270。部件共性的进一步详细 内容将在下面提供。 0046 根据本发明的原理, 紧凑行星差速齿轮组装置 100 包括紧凑的径向布置。特别地, 如图4所示, 太阳齿轮130, 130A, 130B在差速齿轮组100的中心线CL的半径区域RS内运行。 行星齿轮 220, 220A, 220B 在环状区域 AP内运行。且, 齿圈 190 在环状区域 AR内运作。如图 所示, 环状区域 Ap与半径区域 RS重叠的量足以使得太阳齿轮 130 和行星齿轮 220 啮合。如 图所示, 间隙 CP存在于环状区域 AP。
29、和环状区域 AR之间。间隙 CP可以很小, 并因而对行星差 速齿轮组装置 100 的半径紧凑性方面有所贡献。在所示的实施方式中, 间隙 CP可小于任一 和 / 或所有齿轮 130, 190, 220( 见图 11) 的齿 T 的齿厚 tT。 0047 与行星差速齿轮组装置100的额定扭矩成比例的径向和/或轴向的紧凑性可通过 选择齿轮130, 190, 220的适宜齿轮比而得到。 在一些实施方式中, 齿轮130, 190, 220可以是 直齿正齿轮。如图所示, 齿轮 130, 220 是直齿正齿轮, 其可以具有高于其他类型齿轮 ( 如, 斜齿轮 ) 的额定扭矩。 说 明 书 CN 1029798。
30、79 A 7 5/9 页 8 0048 对于齿轮 130, 220 而言, 如果在车辆正常运行时齿轮 130, 220 在车辆的典型操作 中通常没有或很少有相对运动, 则由于采用直齿正齿轮所导致的噪音是可以接受的。由于 齿轮130, 220采用直齿正齿轮, 齿轮130, 220将不会导致或导致很少的轴向推力。 在一些齿 轮 130, 220 采用直齿正齿轮的实施方式中, 无需止推垫圈和 / 或止推轴承来承受齿轮 130, 220 的 ( 轴向 ) 推力载荷。取消齿轮 130, 220 的止推轴承和 / 或止推垫圈可增加行星差速 齿轮组装置 100 的轴向紧凑性。在其他实施方式中, 齿轮 130。
31、, 190, 220 可采用斜齿轮和 / 或其他齿轮。 在其他实施方式中, 可使用止推垫圈和/或止推轴承, 并且其可承受齿轮130, 220 的 ( 轴向 ) 推力载荷。 0049 在一些实施方式中, 如图所示, 选择斜齿轮作为齿圈 190 可能是有利的。当车辆正 常运行时, 与齿圈 190 啮合的小齿轮可具有较高的旋转速度。如果小齿轮和齿圈 190 采用 直齿正齿轮, 则该高速可产生大量不期望的噪声。一对轴承 270 可承受小齿轮和齿圈 190 产生的 ( 轴向 ) 推力载荷。该对轴承 270 可进一步承受由小齿轮和齿圈 190 产生的分离载 荷。 0050 选择适当数量的齿轮 130, 1。
32、90, 220 的齿轮齿 T, 这可增加与额定扭矩成比例的径 向和 / 或轴向的紧凑性, 并因而对行星差速齿轮组装置 100 径向紧凑性有所贡献。在所示 的实施方式中, 太阳齿轮 130 包括 24 个齿轮齿 T, 齿圈 190 包括 56 个齿轮齿 T, 而行星齿轮 220包括10个齿轮齿T。 选择齿轮130, 220的适宜的节径比, 这可增加与额定扭矩成比例的 径向和 / 或轴向的紧凑性, 并因而对行星差速齿轮组装置 100 的径向紧凑性有所贡献。在 所示的实施方式中, 太阳齿轮 130 的节径与行星齿轮 220 的节径的比例为 12 5。 0051 托架 160 的焊接可增加与额定扭矩成。
33、比例的径向和 / 或轴向紧凑性, 并因此对行 星差速齿轮组装置 100 的紧凑性有所贡献。特别地, 如图 7 所示, 焊缝 W 将第一构件 170A 和第二构件 170B 中的每一个都连接到齿圈 190。在一些实施方式中, 焊缝 W 可将第一构件 170A 和第二构件 170B 相互连接。在所示实施方式中, 焊缝 W 可通过电子束焊接实现。电子 束焊接使得焊缝 W 仅占据行星差速齿轮组 100 一个很薄的径向区域。此外, 电子束焊接导 致 : 很小的热影响区, 基本上没有变形、 变形较小、 和 / 或局部限制的变形, 齿轮 130、 220 的 齿T、 特别是齿圈190的齿T无需退回火处理, 。
34、行星差速齿轮组100无需焊后加工, 并实现齿 圈 190 的相对较薄的齿轮基部 196( 见图 7, 12 和 13)。相比于比传统的方法 ( 如紧固件 ), 焊接可进一步在托架 160包括齿圈 190 和销 260中更为均匀地分布应力。这使得 可以使用更少的材料和 / 或进一步对行星差速齿轮组装置 100 的紧凑性有所贡献。这可进 一步增加行星差速齿轮组装置 100 的刚度。 0052 不使用紧固件可增加行星差速齿轮组装置100的与额定扭矩成比例的径向和/或 轴向的紧凑性, 因此对行星差速齿轮组装置 100 的径向紧凑性有所贡献。特别地, 紧固件 ( 如铆钉、 螺纹紧固件等 ) 及它们相关的。
35、孔、 套筒、 凸缘等通常会占据径向和轴向的空间。 0053 如图所示, 绕着差速齿轮组 100 及太阳齿轮 130A、 130B 的中心线 CL, 第一组 200A 的行星齿轮 220A 和第二组 200B 的行星齿轮 220B 的中心线 CLP以共同的半径 RP定位, 这可 增加与额定扭矩成比例的径向和 / 或轴向紧凑性, 并因此对行星差速齿轮组装置 100 的径 向紧凑性有所贡献 ( 见图 4 和 20)。通过以共同的半径 RP定位所有行星齿轮 220 的中心线 CLP, 该共同的半径 RP可以是与行星差速齿轮组装置 100 所需的额定扭矩兼容的最小半径。 在一些现有技术的行星差速齿轮组中。
36、, 第一行星齿轮组的中心线半径不同于第二行星齿轮 说 明 书 CN 102979879 A 8 6/9 页 9 组的中心线半径, 并因而导致径向空间被消耗用于容纳较大的中心线半径。 然而, 在一些其 他的行星差速齿轮组装置 100 的实施方式中, 第一组 200A 的行星齿轮 220A 及第二组 200B 的行星齿轮 220B 的中心线 CLP能够定位在不同的半径处。 0054 根据本发明的原理, 行星差速齿轮组装置 100 可配置为包括至少四个相互啮合的 行星齿轮对 2101-4( 见图 5, 8, 10 和 11)。通过本文所公开的紧凑特征, 可以至少部分地实现 这样的构造。至少部分地由于。
37、对空间的无效利用, 一些现有技术的行星差速齿轮组仅包括 三对行星齿轮。由于包含多于三对行星齿轮, 行星差速齿轮组装置 100 便可获得额外的额 定扭矩。 0055 更具体地, 每一相互啮合的行星齿轮对210包括与第一太阳齿轮130A啮合的一个 第一行星齿轮 220A、 以及与第二太阳齿轮 130B 啮合的一个第二行星齿轮 220B。如图所示, 第一行星齿轮 220A 与第一太阳齿轮 130A 沿着大体上与第一太阳齿轮 130A 的齿 T 的宽度 对应的轴向区域 ZA啮合, 且第二行星齿轮 220B 与第二太阳齿轮 130B 沿着大体上与第二太 阳齿轮 130B 的齿 T 的宽度对应的轴向区域 。
38、ZB啮合。每一互相啮合的行星齿轮对 210 啮合 于轴向区域 ZC中, 该轴向区域 ZC大体上对应于第一太阳齿轮 130A 的齿 T 和第二太阳齿轮 130B 的齿 T 之间的轴向空间。特别地, 相互啮合的行星齿轮对 210 的第一行星齿轮 220A 与 同一相互啮合的行星齿轮对 210 的第二行星齿轮 220B 啮合。沿着其齿 T 的宽度以及轴向 区域 ZA和 ZC, 第一行星齿轮 220A 的齿距、 节圆、 齿形等可保持相同。类似地, 沿着其齿 T 的 宽度以及轴向区域 ZB和 ZC, 第二行星齿轮 220B 的齿距、 节圆、 齿形等可保持相同。 0056 现在转到图 12 和 13, 将。
39、对齿圈 190 进行详细说明。如图所示, 齿圈 190 在第一侧 192A 和第二侧 192B 之间延伸。第一侧 192A 和第二侧 192B 大体上相互平行并垂直于差速 齿轮组 100 和太阳齿轮 130A 和 130B 的中心线 CL及行星齿轮 220 的中心线 CLP。如图所示, 齿圈 190 的齿 T 大体上在第一侧和第二侧 192A 和 192B 之间延伸, 且为斜齿。齿圈 190 的 齿 T 也从齿圈 190 的外周 194 延伸到齿轮基部 196。齿轮基部 196 在齿圈 190 的齿 T 和齿 圈 190 的最内侧表面 198 之间径向地延伸。如图所示, 最内侧表面 198 定。
40、位成超出由行星 齿轮 220 所占据的最外圈 ( 即, 环状区域 AP 的外圈 )。 0057 齿轮基部 196 可用作齿圈 190 的齿 T 的结构支承, 用作第一构件 170A 和第二构件 170B 的定位和止挡特征, 用作第一构件 170A 和第二构件 170B 的连接件, 以及用作防止齿 圈 190 的齿 T 焊接变形、 以及将齿圈 190 的齿 T 与焊缝 W 的热影响区隔开的焊接垫。如图 所示, 齿轮基部 196 包括第一圆筒状表面 250A 和第二圆筒状表面 250B。第一圆筒状表面 250A 可以是第一高精度圆筒状表面, 且第二圆筒状表面 250B 可以是第二高精度圆筒状表 面。
41、。高精度圆筒状表面 250A 和 250B 能够保持压配合。圆筒状表面 250A, 250B 可彼此同心 和 / 或与齿圈 190 的最内表面 198 同心。如图所示, 齿轮基部 196 包括第一止动肩 252A 和 第二止动肩 252B。止动肩 252A, 252B 径向向内地分别从圆筒状表面 250A, 250B 延伸到齿 圈 190 的最内表面 198。止动肩 252A, 252B 可通过凹陷区 254 相互隔开。凹陷区 254 可包 括第三圆筒状表面 254, 其具有与圆筒状表面 250A, 250B 大体上相同的直径。圆筒状表面 250A 和 / 或 250B 可与第三圆筒状表面 2。
42、54 同心。止动肩 252A, 252B 可绕着齿圈 190 沿着 差速齿轮组 100、 太阳齿轮 130A、 130B 以及齿圈 190 的中心线 CL对称地定位。齿圈 190 可 包括槽 256。槽 256 可定位在第二侧 192B 上, 并可用作第二侧 192B 的指示器, 并可因此用 作行星差速齿轮组装置 100 的朝向指示器。 说 明 书 CN 102979879 A 9 7/9 页 10 0058 现在转到图 14 和 15, 将对太阳齿轮 130 详细说明。如图所示, 太阳齿轮 130 在第 一侧 132 和第二侧 134 之间延伸。第一侧 132 和第二侧 134 大体上相互平。
43、行, 且与太阳齿 轮 130 的中心线 CL和行星齿轮 220 的中心线 CLP垂直。如图所示, 太阳齿轮 130 的齿 T 大体 上在第一侧 132 和中间平面 136 之间延伸。太阳齿轮 130 的齿 T 大体上在太阳齿轮 130 的 外周 140 和齿轮基部 138 之间径向延伸。直径减小部分 142 在中间平面 136 和第二侧 134 之间延伸。每个太阳齿轮 130A, 130B 的直径减小部分 142 形成大约一半的轴向区域 ZC, 并 允许行星齿轮 220 的齿 T 在不与太阳齿轮 130 的齿 T 啮合的情况下于由外周 140 限定的圆 柱体内延伸。齿轮基部 138 在太阳齿轮。
44、 130 的齿 T 和太阳齿轮 130 的最内表面 144 之间径 向地延伸。如图所示, 最内表面 144 包括于阴花键 146 上, 该阴花键 146 适于可旋转地与车 辆传动链轴 ( 如车桥、 驱动桥等 ) 的阳花键耦联。 0059 现在转到图 16 和 17, 将对行星齿轮 220 进行详细说明。如图所示, 行星齿轮 220 在第一侧 222 和第二侧 224 之间延伸。第一侧 222 和第二侧 224 大体上相互平行, 且垂直 于太阳齿轮 130 的中心线 CL和行星齿轮 220 的中心线 CLP。如图所示, 行星齿轮 220 的齿 T 大体上在第一侧 222 和中间平面 226 之间。
45、延伸。行星齿轮 220 的齿 T 大体上在行星齿轮 220 的外周 230 和齿轮基部 228 之间径向地延伸。直径减小部分 232 在中间平面 226 和第 二侧 224 之间延伸。行星齿轮 220 的直径减小部分 232 延伸超过轴向区域 ZA或 ZB, 并允许 太阳齿轮 130A 或 130B 的齿 T 分别在不与行星齿轮 220A 或 220B 的齿 T 啮合的情况下于由 外周 230 限定的圆柱体内延伸。齿轮基部 228 在行星齿轮 220 的齿 T 和行星齿轮 220 的最 内表面 234 之间径向地延伸。如图所示, 最内表面 234 包括适于可旋转地安装到销 260 上 的支承表。
46、面。 第一行星齿轮220A的直径减小部分232可不接触第二太阳齿轮130B, 且第二 行星齿轮 220B 的直径减小部分 232 可不接触第一太阳齿轮 130A。 0060 现在转到图 18-23, 将对托架构件 170 进行详细说明。如图所示, 托架构件 170 在 第一侧 172 和第二侧 174 之间延伸。第一侧 172 和第二侧 174 大体上相互平行, 且垂直于 太阳齿轮 130 和托架构件 170 的中心线 CL及行星齿轮 220 的中心线 CLP。如图所示, 托架构 件 170 包括第一圆筒状表面 240 和第二圆筒状表面 180。第一圆筒状表面 240 可以是第一 高精度圆筒状。
47、表面, 而第二圆筒状表面 180 可以是第二高精度圆筒状表面。高精度圆筒状 表面 180, 240 可保持压配合。圆筒状表面 180, 240 可彼此同心。如图所示, 托架构件 170 包括第一止动件 242( 如止动肩 ) 和第二止动件 182( 如止动肩 )。止动件 242 从圆筒状表 面 240 径向向内延伸。止动件 182 从圆筒状表面 180 径向向外延伸。止动件 182, 242 可彼 此隔开一个距离 DC( 见图 23)。距离 DC可以是一高精度的距离。第一构件 170A 的止动件 182、 242 可相对于第二构件 170B 的止动件 182, 242 绕着齿圈 190 沿着差。
48、速齿轮组 100、 太 阳齿轮 130A, 130B 及齿圈 190 的中心线 CL对称地定位。第一构件 170A 的止动件 182, 242 可相对于第二构件 170B 的止动件 182, 242 绕着行星差速齿轮组装置 100 沿着中心线 CL对 称地定位。 0061 如图所示, 托架构件 170 可由单片原材料通过冲压、 旋压和 / 或锻造成型。原材料 可以是板、 坯料、 管件等。冲压、 旋压和 / 或锻造可加工硬化托架构件 170。在其他实施方式 中, 托架构件 170 可以是铸件、 机加工件等。在一些实施方式中, 托架构件 170 的一部分或 者整体可以 ( 如通过加热 ) 消除应力。
49、和 / 或应变。在一些实施方式中, 托架构件 170 的一 部分或整体可喷丸处理。如图所示, 托架构件 170 大体上限定一具有壁厚 tw的壁 178。壁 说 明 书 CN 102979879 A 10 8/9 页 11 厚 tw可以改变、 或壁厚 tw可基本保持不变。壁 178 可形成为圆筒状表面 180, 240 和止动件 182, 242 的至少一部分。此外, 壁 178 可形成托架构件 170 的侧向部分 186 和 / 或径向部分 176 的至少一部分。第一构件 170A 的径向部分 176 可形成第一侧 162A, 而第二构件 170B 的径向部分 176 可形成毂的第二侧 162B( 见图 1)。圆筒状表面 180 的至少一部分可形成鼻 部 184, 轴承 270 可安装在鼻部上 ( 见图 21)。轴承 270 底部可抵接止动件 182, 并因而由 止动件 182 定位。通过将托架构件 170 焊接到齿圈 190 并在托架构件 170 上形成侧向部分 186, 行星齿轮 220 可与齿圈 190 分开 ( 即, 。