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CN101493117A - 用于行星齿轮小齿轮的轴承组件 - Google Patents

用于行星齿轮小齿轮的轴承组件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于行星小齿轮的轴承组件，其中外滚针轴承圈和止推垫片组件提供用于行星齿轮组件的小齿轮的改进润滑。轴承圈和止推垫片组件成对用于布置在行星和小齿轮内的轴承圈，并且止推垫片靠近行星或小齿轮的端面布置。每个组件包括具有带冠(即凸起)的内表面的圆柱形轴承部分，内表面在一端处固定在止推垫片上。垫片的外侧面包括多个浅径向通道或凹槽。多个油通道从垫片的凹槽表面延伸到其圆柱形轴承部分内的相对表面。

Description

用于行星齿轮小齿轮的轴承组件
技术领域
本发明涉及一种用于行星齿轮组件的小齿轮的轴承组件，并且更特别是涉及一种用于行星齿轮组件的小齿轮或行星齿轮的外圈轴承和止推垫片组件。
背景技术
此段落的陈述只提供与本发明相关的背景信息，并且可以或不可以构成现有技术。
行星齿轮组件是许多机械传动装置的主要依靠。这种装置包括中央布置的太阳齿轮、围绕太阳齿轮布置并转动支承多个(通常是三个或四个)行星齿轮的行星齿轮架和外齿圈。行星齿轮与太阳齿轮和齿圈恒定啮合。根据何种元件被驱动和保持固定以及多个齿轮上的齿数量，可以通过这些装置实现大量的齿轮比。
在例如机动车辆自动传动装置的应用中，多个行星齿轮组件用来提供多个、顺序的齿轮比，补充马达的功率和扭矩输出，并提供特殊的性能和燃料经济性。
在某些多重行星齿轮组件自动传动装置中，某些行星或小齿轮的正常操作速度会非常高。高操作速度会对可靠性和寿命具有影响。影响可靠性和寿命的第二因素是载荷、扭矩或总功率，即速度乘以通过小齿轮承载和传递的扭矩。因此，许多努力针对确保总体行星齿轮组件以及特别受到高操作速度、扭矩和功率的行星齿轮的可接受的性能和寿命。
许多不同的方法集中在行星小齿轮、其安装轴和轴承组件。例如，已经改善了小齿轮孔口的表面光洁度和硬度及其直线度。小齿轮轴的型面以及滚针轴承的端部型面已经优化。已经在行星或小齿轮和行星齿轮架之间采用涂覆垫片。
从以上描述中，清楚的是希望改进这些技术，并且本发明由此针对这些改进。
发明内容
本发明提供用于行星齿轮组件的小齿轮的改进外轴承圈和止推垫片组件。轴承圈和止推垫片组件成对用于布置在行星或小齿轮内的轴承圈以及靠近行星或小齿轮的端面布置的止推垫片。每个组件包括具有在一端处固定在止推垫片上的带冠(即凸起)内表面的圆柱形轴承部分。止推垫片的外表面包括多个浅径向通道或凹槽。多个油排放孔从圆柱形轴承部分内部延伸经过垫片到带凹槽表面。圆柱形部分的凸起型面减小由于螺旋行星齿轮的转动力矩产生的局部端部应力。垫片上的表面凹槽用作离心泵，以便将润滑油拉离滚针轴承组件。垫片和行星齿轮架之间的油膜提供将这些表面分开的流体动力作用，由此减小磨损并改善滑动摩擦。
其它目的、优点和实用领域将从这里提供的描述中变得清楚。应该理解到这些描述和特定实例只用于说明目的，并且不打算限制本发明的范围。
附图说明
这里描述的附图只用于说明目的，并且不打算以任何方式限制本发明的范围。
图1是结合本发明的其部分剖去的行星齿轮组件的透视图；
图2是按照本发明的包括行星或小齿轮以及外圈和止推垫片组件的行星齿轮组件的架一部分的局部截面图；
图3是按照本发明的外圈和止推垫片组件的端部立视图；
图4是按照本发明的止推垫片的放大、局部侧立视图；
图5是按照本发明的外圈和止推垫片组件的放大的一半侧立视截面图。
具体实施方式
下面的描述本身只是示例性，并且不打算限制本发明、应用和使用。
现在参考图1和2，结合本发明的典型和示例性行星齿轮组件通过参考标号10表示并总体标示。行星齿轮组件10包括固定在轴14上的中央布置的太阳齿轮12。围绕太阳齿轮12和轴14同心布置的是行星或小齿轮架16。行星齿轮架16定位并支承多个(通常是三个或四个)行星或小齿轮20。通常，齿圈(未示出)围绕行星齿轮架16并包括接合每个行星或小齿轮20的轮齿。每个行星或小齿轮20可转动地支承在单个或双重滚针轴承组件22上，滚针轴承组件继而支承在通过例如打桩、点焊或干涉配合的任何适当装置固定在行星齿轮架16上的中空短轴或小齿轮轴24上。短轴或小齿轮轴24限定具有一对径向孔口28的轴向润滑通道26，一个孔口在短轴或小齿轮轴24中间开口，并且另一个孔口与行星齿轮架16内的润滑通道32对准。轴向润滑通道26通常通过钻削形成，因此密封塞或球34靠近轴向润滑通道26的端部布置，使其关闭。
围绕每个单个或双重滚针轴承组件22的周边的是按照本发明的一相对成对的外圈和止推垫片组件40。如这里使用那样，“相对”简单指的是对称或镜像布置在每个行星或小齿轮20的相对侧上的两个外圈和垫片组件40。如图2所示，如果采用两个滚针轴承组件22，分离环或垫片38最好定位在滚针轴承组件22以及该对外圈和止推垫片组件40之间。如果采用单个滚针轴承组件22，不采用分离环或垫片38，并且外圈和垫片组件40相互邻靠。
现在参考图2和3，每个外圈和止推组件40包括总体形成通常称为“顶帽”构造的较大直径垫片或盘42以及较小直径同轴圆柱形部分44。垫片或盘42包括通过与升高辐条48交错的凹槽46限定的多个径向波纹。发现十二个凹槽46(以及升高辐条48)提供良好润滑，但是例如6、8或10的较少凹槽46和辐条48或者例如14、16、18或20的较多凹槽46和辐条48可以在其它情况下提供良好性能。
如图4所示，凹槽46相对于止推垫片或盘42的升高辐条48的深度通常大约是0.5mm(0.0197英寸)，虽然考虑到略微较深或较浅的凹槽46可在其它情况和其它操作状态下提供良好性能。凹槽46汇合到围绕圆形开口56布置的凹入中央圆形区域52，接收中空短轴或小齿轮轴24。多个(最好是四个)轴向润滑开口58靠近圆形开口56延伸穿过垫片或盘42进入同轴圆柱形部分44的内部。
现在参考图5，同轴圆柱形部分44包括在与垫片或盘42相对的端部处位于其内部的第一斜切或倾斜表面62。第二斜切或倾斜表面64位于靠近第一倾斜表面62的圆柱形部分44的外部上。圆柱形部分44包括弯曲或凸起内表面66，其中凸起表面66的端部限定刚好略微大于表面66的轴向中间的直径的直径。最好是，弯曲或凸起表面66的半径是至少六或七英寸(152.4-177.8mm)或更多。采用整个凸起表面66(即在其中间具有较小直径而在其两端具有大直径的凸起表面)，如所示，具有双重或双倍的滚针轴承组件22和分离环或垫片38。在单个滚针轴承组件22用于行星或小齿轮20时，只有内端(如果圆柱形部分44，即包括斜切或倾斜表面62和64的端部)包括凸起、较大直径区域。此弯曲或凸起内表面66减小通过行星或小齿轮20的转动力矩产生的局部端部应力，如果它们具有螺旋齿。
外圈和垫片组件40可以是整体部件或者它可由在多个焊接部68处点焊在一起的较大直径垫片或盘42和较小直径同轴圆柱形部分44组装而成，焊接部之一在图5中表示。
将理解到外圈和垫片组件40提供行星齿轮组件10的行星或小齿轮20的改进润滑。首先，垫片或盘42上的表面凹槽46用作离心泵，以便将润滑流体抽吸离开滚针轴承22。其次，垫片或盘42和行星架16之间的流体膜提供将这些表面分开的流体动力作用，由此减小磨损并改善滑动摩擦。
本发明的描述本身只是示例性的，并且不偏离本发明宗旨的变型打算在本发明的范围内。这种变型不认为偏离了本发明或所附权利要求的精神或范围。

Claims (19)

1.一种用于行星齿轮组件的小齿轮的外圈和止推垫片组件，结合起来包括：
圆形盘，具有多个径向波纹，径向波纹具有升高和凹入部分，限定第一直径的中央开口以及靠近所述开口布置的多个孔口；以及
圆柱形主体部分，从所述圆形盘延伸，具有大于所述中央开口的所述直径的内直径以及弯曲的内表面。
2.如权利要求1所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述多个径向波纹包括十个和十二之间。
3.如权利要求1所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述凹入部分具有大约0.5mm的深度。
4.如权利要求1所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述多个孔口的数量是四个。
5.如权利要求1所述的外圈和止推组件，其特征在于，还包括与所述圆形盘相对的所述圆柱形主体部分的端部上的斜切表面。
6.如权利要求1所述的外圈和止推组件，其特征在于，还包括围绕所述圆形开口布置并与所述凹入部分汇合的凹入圆形区域。
7.一种用于支承齿轮的外圈和止推垫片组件，结合起来包括：
垫片，具有与类似多个凹入凹槽交错的多个升高凸肋、中央开口以及靠近所述开口布置的多个润滑孔口；
圆柱形主体，从所述垫片延伸，所述主体具有大于所述中央开口的直径的内直径以及具有与较大直径的区域汇合的较小直径的区域的内表面。
8.如权利要求7所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述多个径向波纹的数量在十个和十二之间。
9.如权利要求7所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述凹入凹槽具有大约0.5mm的深度。
10.如权利要求7所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述多个润滑孔口的数量是四个。
11.如权利要求7所述的外圈和止推组件，其特征在于，还包括与所述垫片相对的所述圆柱形主体的端部上的斜切表面。
12.如权利要求7所述的外圈和止推组件，其特征在于，还包括围绕所述圆形开口布置并与所述凹入凹槽汇合的凹入圆形区域。
13.如权利要求7所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述内表面是凸起的。
14.一种行星齿轮架组件，结合起来包括：
行星齿轮架；
安装在所述架内的多个短轴；
至少一个滚针轴承组件，布置在每个所述短轴上；
行星齿轮，布置在每个所述短轴和所述滚珠轴承组件上；
一对外圈和止推垫片组件，布置在所述滚针轴承组件和每个所述行星齿轮之间，所述外圈和止推垫片组件包括盘，盘具有与多个凹入表面交错的多个升高径向表面、中央开口以及靠近所述开口的多个孔口，以及圆柱形主体，圆柱形主体从所述盘延伸，具有限定大于所述中央开口的直径的凸起内表面。
15.如权利要求14所述的行星齿轮组件，其特征在于，所述多个升高径向表面的数量在十个和十二之间。
16.如权利要求14所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述凹入表面具有大约0.5mm的深度。
17.如权利要求14所述的外圈和止推组件，其特征在于，所述多个孔口的数量是四个。
18.如权利要求14所述的外圈和止推组件，其特征在于，还包括与所述盘相对的所述圆柱形主体的端部上的斜切表面。
19.如权利要求14所述的外圈和止推组件，其特征在于，还包括围绕所述中央开口布置并与所述凹入部分结合的凹入圆形区域。
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