[发明专利]具有双螺旋齿的行星齿轮变速器

说明书

技术领域

本发明总体上涉及动力变速器，具体地涉及具有螺旋齿轮齿的行星齿轮组。

背景技术

由于关联于正齿轮(spur gear)操作的噪音，通常汽车变速器的齿轮总成包括螺旋齿轮装置以提供更安静的操作。然而，关联于螺旋行星齿轮组的认识到的一个设计约束是在配合的齿轮齿之间传递扭矩的切向载荷(tangential loads)的轴向推力分力。轴向分力由配合的齿轮齿的螺旋角造成。

在行星齿轮单元中，太阳轮和环齿轮与每个行星小齿轮啮合。由于行星小齿轮的两个啮合处在接触线上的相反的轴向上施加到每个行星小齿轮的推力载荷会在每个行星小齿轮上引起倾覆力矩。倾覆力矩的反作用造成附加的轴承载荷，以及增加了滚针的端部载荷的可能性，在滚针上每个小齿轮支撑在其小齿轮轴上。附加的载荷减少了轴承寿命。在一些情况中，即使齿轮寿命是足够的，也附加小齿轮到总成中以提高轴承寿命。

轴向力造成行星齿轮总成的内部和外部的其他构件的不必要的载荷。在总成中，倾覆力矩造成的轴向/力矩载荷对轴承、垫圈、小齿轮轴、齿轮架表面、小齿轮孔产生不利影响。附加到大多数变速器总成上以反作用于推力载荷的多个推力轴承增加了总成所要求的装配空间。

此外，必须在总成的外部对推力载荷施加反作用，从而要求使用昂贵的外部推力轴承。这些要求增加了变速器总成的制造和装配成本且增加了总成的长度，变速器总成的长度在具有前轮驱动的车辆中尤为重要，在前轮驱动的车辆中变速器和发动机相对于车辆的纵轴是在横向上设置的。

在汽车工业中，众所周知人字齿轮可以用来处理关联于常规的螺旋齿轮装置的推力载荷。因为人字齿轮/双螺旋齿轮制造困难且成本较高，以及难于装配，在汽车传动系、变速器或分动箱中很少使用。

需要一种技术，在变速器总成中能够限制和避免使用推力轴承并消除推力载荷在行星齿轮变速器行星小齿轮中引起的倾覆力矩，还能保持关联于螺旋齿轮齿的安静的齿轮操作。

发明内容

行星齿轮组包括太阳轮，太阳轮包括具有第一螺旋角的第一组齿轮齿和与第一组齿轮齿形成一体且具有相对于第一螺旋角方向相反的第二螺旋角的第二组齿轮齿；环齿轮，环齿轮包括具有第三螺旋角的第三组齿轮齿，及具有相对于第三螺旋角方向相反的第四螺旋角的第四组齿轮齿；及行星小齿轮，每个行星小齿轮包括具有第五螺旋角的第五组齿轮齿，及与第五组齿轮齿形成为一体且具有相对于第五螺旋角方向相反的第六螺旋角的第六组齿轮齿。

在行星小齿轮上每个啮合处形成的轴向分力或推力大小相等且方向相反。在一个啮合处在每个行星小齿轮上形成的推力分力在相应的行星小齿轮中被在相应的行星小齿轮上的另一个啮合处形成的推力分力抵消。因此，在任何行星小齿轮上基本上没有不平衡的净推力分力，这样的力要求使小齿轮保持结构平衡的反作用力，且在小齿轮上不需要提供反作用力。

类似地，在每个啮合处形成的轴向分力引起的倾覆力矩在相应的小齿轮中被在相应的行星小齿轮上的另一个啮合处形成的倾覆力矩抵消。因此，在任何行星小齿轮上基本上没有不平衡的净倾覆力矩，这样的力矩要求使小齿轮保持结构平衡的反作用力矩。从而，由于消除了啮合螺旋角的轴向载荷分量造成的倾覆力矩，在小齿轮轴上支撑相应小齿轮的轴承减少了载荷，也减少了端部载荷的风险。

相比较于具有相同最大扭矩的那些常规行星齿轮组，该齿轮组的尺寸较小且重量较轻，此外噪音、振动、不平稳性也优于常规行星齿轮组。而制造和装配该齿轮组的成本低于那些常规行星齿轮组。

参考本文的详细说明、权利要求、及附图，优选实施例的应用范围将是显而易见的。应理解说明和具体的示例，尽管指示了本发明的优选的实施例，但仅给出用于演示。对描述的实施例和示例的改变和修改对于本领域技术人员是显而易见的，如简单和复杂的拉威挪式(Ravigneaux)齿轮架。

参考附图，根据优选实施例的详细说明，这些和其他的优点对于本发明技术人员将是显而易见的。

附图说明

图1是行星齿轮变速器齿轮组的局部截面图；

图2是具有两个螺旋齿轮齿组的太阳轮的侧视图；

图3是示出围绕太阳轮的轴彼此偏置的齿轮齿组的图2的太阳轮的侧视图；

图4是示出围绕小齿轮的轴彼此偏置的小齿轮齿组的行星小齿轮和小齿轮轴的侧视图；

图5是示出与太阳轮和环齿轮的齿接合的小齿轮齿的透视图；

图6是环齿轮的第一部分的透视侧视图；

图7是环齿轮的第二部分的透视侧视图；及