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齿轮传动机构

阅读:990发布:2020-05-11

专利汇可以提供齿轮传动机构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种锥 齿轮 传动机构(1),包括具有输入‑ 锥齿轮 (23)的、单侧受支承的 输入轴 (21)、具有与输入‑锥齿轮(23)直接地处于齿嵌合状态下的输出‑锥齿轮(24)的 输出轴 (22)和传动机构壳体(29),其中支承了所述两个轴(21、22)。输入轴(21)在轴末端上具有驱动端口(27),并且在输入‑锥齿轮(23)的背离驱动端口(27)的一侧上支承在 轴承 (25)中。输出轴(22)在其背离输出‑锥齿轮(24)的末端上具有输出端口(28)。在此,输出轴(22)悬浮地受支承,并且所述输入轴(21)在运行时垂直地布置。,下面是齿轮传动机构专利的具体信息内容。

1.一种锥齿轮传动机构(1),包括具有输入-锥齿轮(23)的、单侧受支承的输入轴(21)、具有与所述输入-锥齿轮(23)直接地处于齿嵌合状态下的输出-锥齿轮(24)的输出轴(22)和传动机构壳体(29),在所述传动机构壳体中支承了所述两个轴(21、22),-其中,所述输入轴(21)在轴末端上具有驱动端口(27)并且在输入-锥齿轮(23)的背离驱动端口(27)的一侧上支承在轴承(25)中,并且
-其中,所述输出轴(22)在所述输出轴的背离所述输出-锥齿轮(24)的末端上具有输出端口(28),其特征在于,
所述输出轴(22)悬浮地受支承,并且所述输入轴(21)在运行时垂直地布置。
2.根据权利要求1或2所述的齿轮传动机构,其中,所述输入-锥齿轮(23)的齿部的锥尖朝向驱动端口(27)。
3.根据以上权利要求中任一项所述的锥齿轮传动机构,其中,所述驱动端口(27)垂直朝上指向,并且所述输出轴(22)在运行时平地布置。
4.根据权利要求3所述的锥齿轮传动机构,其中,所述传动机构壳体(29)在所述锥齿轮传动机构运行时被填充液体的润滑剂(40)直至水平布置的输出轴(22)的轴承(26)。
5.根据以上权利要求中任一项所述的锥齿轮传动机构,其中,所述输入轴(21)在轴承(25)的背离输入-锥齿轮(23)的一侧上支撑至少一个安接部件。
6.根据权利要求5所述的锥齿轮传动机构,其中,所述至少一个安接部件是以下安接部件的其中一个或者多个:、回流障碍(31)、通机(32)、制动器、用于为所述输入轴(21)确定位置传感器
7.根据权利要求5或6所述的锥齿轮传动机构,其中,所述至少一个安接部件布置在传动机构壳体(29)以外。
8.一种传动机构(3),包括根据以上权利要求中任一项所述的锥齿轮传动机构(1)和接在所述锥齿轮传动机构后方的主传动机构(2),其中,所述主传动机构(2)经由锥齿轮传动机构(1)的输出端口(28)与所述锥齿轮传动机构(1)耦联。
9.根据权利要求8所述的传动机构(3),其中,所述主传动机构(2)是行星齿轮传动机构。
10.一种传动达,包括马达(4)和根据权利要求8或9所述的传动机构(3),其中,所述马达(4)经由驱动端口(27)与所述锥齿轮传动机构(1)耦联。
11.根据权利要求10所述的传动马达,其中,所述马达(4)的转子轴(61)通过离合件(63)与所述锥齿轮传动机构(1)的输入轴(21)的垂直上方末端相连。
12.一种用于运行根据权利要求1至7中任一项所述的锥齿轮传动机构的方法,其中,所述传动机构壳体(29)在所述锥齿轮传动机构运行时被填充润滑剂(40)直至水平朝向的输出轴(22)的轴承(26)。

说明书全文

齿轮传动机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种锥齿轮传动机构。

背景技术

[0002] 公知的是,实现一种悬浮支承输入轴的锥齿轮级作为主传动装置的预备级,其中,输入轴的轴承布置在输入轴的被驱动的轴末端上,也就是靠达一侧。在谢夫勒科技公司的公司手册《滚动轴承的构造-机器、车辆和设备制造的构造例》出版号WL 00 200/5 DA,出版日2011年7月,在第45页的第29条中示出了正齿轮传动装置的锥齿轮预备级。
[0003] 图1中示出了这种公知的锥齿轮级的示意图。被输入轴11和与轴末端17共轴地相连的驱动马达(未示出)占据的构造空间比较大。此外,正如在图1中所示的那样,如果锥齿轮级的由马达驱动的输入轴11竖立起来布置时,例如为了将由马达和传动机构组成的驱动件的平构造空间保持得尽可能小,就必须为了润滑轴承15而让输入轴11或者采用脂润滑,或者通过以下措施确保油润滑:或者设计了增加成本的压油润滑,或者提升锥齿轮级中的油位,直到输入轴11的最上面的轴承15也可靠地浸在油池中。因为锥齿轮级的构造的原因,在后一种情况下,整个传动机构壳体19都必须被填满油,这会因为搅油损失而使传动机构的效率下降。
[0004] DE 102007061017 A1(Schaeffler KG)25.06.2009被视为最新的现有技术,它在图2中描述了机动车的全齿轮驱动系中传动机构5。在这里,小齿轮3由锥齿轮13驱动,这个锥齿轮抗扭地坐落在空心轴12上。该空心轴12经由插式齿部70与前轴-差速传动装置的输出端相连。通过小齿轮3的旋转,也驱动了抗扭地与一体式地支撑小齿轮3的小齿轮轴2连接的凸缘4,该凸缘因此又可以驱动能够与此相连的、并且向后轴引导的输出轴,例如万向轴。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于,提供一种更好的锥齿轮传动机构,它可以用作接在后方的主传动机构的预备级。
[0006] 该目的通过权利要求1所述的特征得以解决。
[0007] 根据本发明的锥齿轮传动机构可以用作工业主传动机构的预备级。所述锥齿轮传动机构包括具有驱动锥齿轮的、单侧受支承的输入轴以及具有输出-锥齿轮的、悬浮支承的输出轴,所述锥齿轮传动机构此外还包括传动机构壳体,其中支承了两个轴。输入轴在轴末端上具有用于与驱动马达相连的驱动端口。所述输入轴在输入-锥齿轮的背离驱动端口的一侧上支承在轴承中。所述输出轴在其背离输出-锥齿轮的末端上具有用于与主传动机构相连的输出端口。
[0008] “锥齿轮”这个概念不仅包括锥齿轮,而且还包括冠齿轮。于是例如有可能的是,输入轴支撑着锥齿轮,输出轴支撑着冠齿轮,或者反过来。
[0009] 在传动单元,例如单级或多级的行星齿轮传动机构或正齿轮传动机构,前方可以连接传动机构-预备级。如果将由预备级和传动单元构成的变速器装置被称为“传动机构”,那么就可以将传动单元-就与连接在前方的传动机构-预备级的关系而言-称为“主”传动机构。在本发明中,传动机构-预备级以锥齿轮传动机构的形式构成。所述主传动机构可以是任一个传动机构,例如是单级的或者多级的行星齿轮传动机构或者正齿轮传动机构。
[0010] 类似于在开头提及的公知的、正齿轮传动机构的锥齿轮预备级,即使在本发明中,用作传动机构-预备级的锥齿轮传动机构的输入轴的支承方式也是悬浮的;但是,与现有技术相反,锥齿轮传动机构的输入轴的支承移到了齿嵌合的另一侧上。通过将输入轴的支承移到输入-锥齿轮的背离驱动端口的一侧上,可以让马达明显更近地被压向输入-锥齿轮;由此使得靠马达一侧的、在轴向上需要的构造空间相对于传统的传动机构-锥齿轮预备级明显减少。
[0011] 除了减少构造空间这个优点以外,所述锥齿轮传动机构不仅在驱动侧而且在输出侧都分别配有端口解决方案。这就允许在驱动件上适配各种各样的、具有仅仅一个输入轴的马达,以及在输出件上利用同样仅仅具有一个输出轴的、接下来的传动级的各种各样的变速比。这两个端口都显著降低了在传动机构组内利用锥齿轮级的零部件多样性,并且因此也显著降低了驱动解决方案的成本。
[0012] 根据本发明的锥齿轮传动机构优选地是工业传动机构,也就是按照工业要求设置的。
[0013] 本发明的有利构造方案是从属权利要求的对象。
[0014] 根据一种优选的构造方案,输入轴的轴承包括两个滚动轴承,也就是说输入轴被双重支承。于是,输入轴被稳定地支承住。有可能的是,输入轴在轴承套内利用两个轴承被支承住。
[0015] 所述输入轴的轴承可以被构造成X布局的双锥形滚轮轴承。由此实现以下优点,即,通过锥形滚轮轴承的挤压角将虚拟轴承部位在轴上的位置更近地压向齿轮嵌合部。这就减小了轴变形,这能减少噪音产生,并且提升锥齿轮齿部的安全性。
[0016] 根据一种优选的构造方案,输入-锥齿轮的齿部的锥尖朝着驱动端口的方向。由此得以实现的是,因为输入-锥齿轮在输出-锥齿轮中的齿嵌合形成的、并且作用于输入轴的轴向力是朝着输入轴的轴承的方向,所以可以在输入轴的就输入-锥齿轮而言相对于驱动端口布置的支承系统中承受住这个轴向力。
[0017] 根据一种优选的构造方案,输入轴在运行时垂直地布置,并且所述输出轴在运行时水平地布置。在这种情况下特别有利的是,驱动端口垂直地朝上指向,也就是水平地位于输入-锥齿轮的上方。由此使得输入轴的轴承在马达垂直竖立时垂直地位于输入-锥齿轮下方,并且因此浸在油池内,于是对于总传动机构的正常油位就已经确保了润滑效果。这降低了传动机构的损耗,并且因此提升了驱动件的经济效率。只有在马达朝下布置时,输入轴支承系统的润滑剂供给问题可能再次形成;然而,这种构造方式对于实际应用几乎是无关的。
[0018] 根据一种优选的构造方案,传动机构壳体在输入轴垂直布置时在锥齿轮传动机构运行时直至水平布置的输出轴的轴承都被填充液体的润滑剂,尤其是润滑油。通过锥齿轮预备级中相比迄今公知的锥齿轮预备级显著减少的油位,减少搅油损失,并且提升传动效率。
[0019] 根据一种优选的构造方案,输入轴在运行时垂直朝向,驱动端口垂直向上,并且输入-锥齿的齿部垂直朝上指向。在这种情况下,当锥齿轮预备级中的油位选择得很高,以至于水平延伸的输出轴的轴承浸入油池时,不仅输入轴和输出轴的轴承而且还有输入-锥齿轮在输出-锥齿轮中的齿嵌合部被润滑。
[0020] 根据一种优选的构造方案,输入轴在轴承的背离输入-锥齿轮的一侧上支撑至少一个安接部件,尤其是以下安接部件中的一个或者多个:、回流障碍、通机、制动器、用于为输入轴确定位置的传感器。由此利用自由的轴末端来装配安接部件,也就是附加的构造元件,这个轴末端具有根据本发明的锥齿轮传动机构的输入轴;在此,由输入轴提供的旋转能量可以被用来驱动这些安接部件。因为涉及传动机构的输入轴,在其上施加最高的转数和最小的扭矩,所以可以将安接部件的尺寸设计得相应地比在中间轴上的情况下可能的更小。
[0021] 根据一种优选的构造方案,所述安接部件布置在传动机构壳体以外。由此也能够装配构造空间比较大的安接部件,或者必须与外界接触的安接部件,像例如通风机。
[0022] 本发明的一种有利的构造方案通过一种传动机构构成,该传动机构包括根据本发明的锥齿轮传动机构作为预备级和接在锥齿轮传动机构后方的主传动机构,其中,所述主传动机构经由锥齿轮传动机构的输出端口与锥齿轮传动机构耦联。在这里,输出端口可以如下地构成,即,传动机构壳体的包围输出轴的部件在正侧具有一个用于装配主传动机构的装配凸缘。优选地,所述主传动机构直接连接在锥齿轮传动机构的后方,也就是说锥齿轮传动机构的输出轴在没有接在中间的传动级的情况下与主传动机构的输入轴相连。
[0023] 根据所述传动机构的一种优选的构造方案,所述主传动机构构造成一个单级或多级的行星齿轮传动机构。
[0024] 有利的是,为一个包含马达和传动机构在内的传动马达装备一个传动机构,如上所述,其中,所述马达经由驱动端口与锥齿轮传动机构耦联。在此,驱动端口可以如下地构造,即,让传动机构壳体的包围输入轴的部分在正侧上具有用于装配马达的装配凸缘。
[0025] 根据传动马达的一种优选的构造方案,马达的转子轴通过离合件与锥齿轮传动机构的输入轴的垂直上方末端相连。
[0026] 有利的是,为了如上所述地运行锥齿轮传动机构,也就是在输入轴在运行时垂直布置的情况下,在锥齿轮传动机构运行时为传动机构壳体填充润滑剂,尤其是润滑油,直至水平的输出轴的轴承。因为相比迄今已知的锥齿轮预备级显著降低了锥齿轮传动机构中的油位,所以搅油损失减少并且传动机构效率提升。附图说明
[0027] 下面结合对结合附图详尽阐述的实施例的说明使得本发明的上述属性、特点和优点以及实现这些特点和优点的方法变得更加清楚明白。图中示出:
[0028] 图1示意性地用剖面图示出了一种公知的锥齿轮传动机构作为主传动机构的锥齿轮预备级,
[0029] 图2示意性地用剖面图示出了锥齿轮传动机构作为主传动机构的锥齿轮预备级的一种优选的构造方案,
[0030] 图3示意性地用剖面图示出了具有安接的通风机的锥齿轮传动机构,[0031] 图4示意性地示出了具有用作预备级的锥齿轮传动机构的行星齿轮传动机构,[0032] 图5示意性地示出了传动马达,以及
[0033] 图6示出了驱动端口的剖面图。

具体实施方式

[0034] 图1示出了传动机构的锥齿轮预备级,正如其由现有技术中公知的那样。所述锥齿轮预备级具有一个悬浮支承的、具有输入-锥齿轮13的输入轴11、一个具有与输入-锥齿轮13处于齿嵌合状态的输出-锥齿轮14的输出轴12和一个传动机构壳体19,所述两个轴11、12支承其中。在此,所述锥齿轮预备轮在其运行期间如下地布置,即,使得输入轴11垂直地布置,并且输出轴12水平地布置。
[0035] 所述输入轴11在其垂直上方末端17上与驱动马达相连。下面布置了输入轴11的轴承15,并且在轴承15的垂直下方,驱动锥齿轮13布置在输入轴11上。在这里,输入-锥齿轮13的齿部的锥尖垂直朝下。所述输出轴12在两个末端处支承在轴承16A、16B中,也就是在输出-锥齿轮14的两侧。在它的一个末端18处,输出轴12与主传动级相连。
[0036] 为了确保充分润滑锥齿轮预备级的所有润滑部位,也就是说包括输入轴的布置在输入轴11的马达一侧末端上的轴承15,传动机构壳体19中的润滑油位40必须达到直至垂直方向最上面的轴承15。
[0037] 图2示出了一种根据本发明的锥齿轮传动机构,该传动机构用作主传动机构的锥齿轮预备级。所述锥齿轮预备级具有一个带有输入-锥齿轮23的、悬浮支承的输入轴21、一个具有与输入-锥齿轮23处于齿嵌合状态下的输出锥齿轮24的输出轴22和一个传动机构壳体29,所述两个轴21、22都支承在其中。在此,所述锥齿轮传动机构在其运行期间如下地布置,即,使得输入轴21垂直地布置,并且输出轴22水平地布置。
[0038] 所述输入轴21在其垂直上方末端27上具有驱动端口27,输入轴可以经由驱动端口与驱动马达相连。在此,驱动马达具有垂直的转子轴位置。下面有输入-锥齿轮23布置在输入轴21上。在输入-直齿轮23下方布置了输入轴21的轴承25。在这里,输入-锥齿轮23的齿部的锥尖垂直地朝上。在其背离驱动锥齿轮23的末端上,输出轴22具有用于与主传动机构、例如行星齿轮传动机构连接的输出端口28。输出轴22悬浮地支承在布置在输出-锥齿轮24和输出端口28之间的轴承26中。借助密封件可以完成输入轴的垂直下方末端上的轴承部位25的油密封,正如对于专业技术人员充分已知的那样,例如借助堵塞管。
[0039] 为了确保锥齿轮传动机构的所有润滑部位的充分润滑,在根据本发明的锥齿轮传动机构中,当传动机构壳体29中的润滑油位40达到水平放置的输出轴22的轴承26的水平下方边沿上时,就足够了。通过将输入轴21的轴承25根据本发明地移动到输入-锥齿轮23的垂直下方位置上,相对于在图1中所示的情况更低的油位40是可能的。
[0040] 图3示出了根据本发明的、作为主传动机构的预备级的锥齿轮传动机构的一种优选的改进方案。在此,在输入轴21的与驱动端口相对置的末端上,它越过轴承25垂直向下延伸,直到创造出足够的安装空间,用于在传动机构壳体29内布置一个回流障碍31,以及在传动机构壳体29以外在输入轴21上布置一个通风机轮32。
[0041] 图4示出了一个行星传动机构3,包括行星齿轮主传动机构2和锥齿轮传动机构1作为锥齿轮预备级。在这里,行星齿轮-主传动机构2经由输出端口28与锥齿轮传动机构1离合。所述行星齿轮-主传动机构2可以具有一个或者多个共轴支承的行星级,它们支承在独有的、优选地圆柱形的壳体内。
[0042] 有可能的是,离合器构造成齿离合器。主齿轮传动机构的输出轴22构造成空心轴,在其靠行星齿轮一侧的末端上安接了一个内齿部。所述行星齿轮-主传动机构2具有带有相应的外齿部的输入轴。
[0043] 图5示出了一个传动马达,包括马达4、锥齿轮预备级1和行星齿轮-主传动机构2。在这里,马达4经由驱动端口与锥齿轮预备级1耦联。正如在图6中所示的那样,驱动端口制造出马达4的转子轴61和锥齿轮预备级1的输入轴21之间的抗扭连接。在这里,输入轴21构造成外配齿的实心轴,转子轴61构造成内配齿的空心轴。在输入轴21上,正侧上安接了一个外配齿的螺栓62,并且通过一个插套在外面的、内配齿的、套筒形式的离合件63抗扭地与输入轴21连接。螺栓62又利用它的外齿部嵌入马达空心轴61的内齿部中。通过不同尺寸的螺栓62,能够简单地制造锥齿轮预备级和不同类型马达之间的抗扭连接。
[0044] 作为替选也可以使用一个市场上常见的、具有滑键槽的轴颈,正如在IEC马达中常见的那样。在这种情况下,只需要为了离合件63设计另一种形式。然后它就在马达一侧具有滑键连接件,并且在输出一侧又具有内齿部。
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