本发明涉及一种锥齿轮传动机构。

在车辆例如汽车中，最终(末级)减速齿轮装置(减速器)被设在发动机与车轮之间的转动传送路径中，以使得通过与最终减速齿轮装置相连接的转动轴在发动机侧与车轮侧之间传送转动。该最终减速齿轮装置被形成为锥齿轮传动机构。所述转动轴通过两个轴承以可转动的方式支承在最终减速齿轮装置中。参照图7说明用于最终减速齿轮装置中的转动轴的支承结构。图7示出最终减速齿轮装置中的其中支承转动轴的部分的放大剖视图。
如图7中所示，转动轴91与最终减速齿轮装置92的小锥齿轮93相连接。因此，当转动通过转动轴91在发动机侧与车轮侧之间传送时，小锥齿轮93被接合并转动，并且在该转动基础上产生的反作用力作为径向载荷和推力载荷(轴向载荷)作用在转动轴91上。而且，由于该径向载荷和推力载荷而在转动轴91中产生偏转。
因此，用以支承转动轴91的轴承需要具有用于承受径向载荷和推力载荷的载荷抵抗能力、克服由所述两种载荷引起的疲劳的耐久性(在下文中称之为“耐疲劳性”)，以及用于抑制由所述两种载荷引起的转动轴91的偏转的刚度。为此，圆锥滚子轴承(圆锥滚柱轴承)94适于用作支承转动轴91以确保所需的载荷抵抗能力、耐疲劳性以及刚度的轴承。
在圆锥滚子轴承94中，在滚子(滚柱)95的轴线相对于转动轴91倾斜的状态中，滚子95以可转动的方式夹持在内环96与外环97之间。在圆锥滚子轴承94中，滚子95和内环96，以及滚子95和外环97分别在基本线接触的状态下相互接触以使得整个线接触部分承受径向载荷和推力载荷。因此，可将用以承受径向载荷和推力载荷的载荷抵抗能力以及克服由于所述两种载荷引起的疲劳的耐久性保持在所需的水平。
另外，圆锥滚子轴承94通常成对地使用。两个圆锥滚子轴承94沿相对的方向被安装在支承转动轴91的最终减速齿轮装置92上，以使得圆锥滚子轴承在垂直于转动轴91的平面F的对面是对称的。此外，在圆锥滚子轴承94被安装的状态下，预定压力从内环96和外环97处施加到滚子95上，从而使得轴承的刚度增加到所需的水平。
对于这两个圆锥滚子轴承94，一个(图中左侧上的那个)承受当车辆正向(向前)行驶时沿图中向右的方向作用的径向载荷和推力载荷，另一个(图中右侧上的那个)承受当车辆反向(向后)行驶时沿图中向左的方向作用的径向载荷和推力载荷。在径向载荷和推力载荷被承受的状态中，当转动轴91转动时，圆锥滚子轴承94的滚子95在内环96与外环97之间滚动。滚子95的滚动由设在内环96的外圆周表面的边缘部分上的轴环部分96a导引。
圆锥滚子轴承94用密封在最终减速齿轮装置92的外壳92a中的润滑油(未示出)润滑。换句话说，当最终减速齿轮装置92的齿轮等被转动轴91的转动所驱动时，最终减速齿轮装置92的外壳92a中的润滑油被搅动、被舀起并被供应到圆锥滚子轴承94上。润滑油分别进入到圆锥滚子轴承94中的内环96和滚子95，以及外环97和滚子95之间以便于形成油膜，并润滑可应用到的部分。转动轴91能够以与发动机速度相同的速度或比发动机速度高的速度转动。因此，其中支承转动轴91的圆锥滚子轴承94所使用的环境比用于用在其它部分的其它轴承的环境要求更严格。因此，内环96和滚子95，以及外环97和滚子95之间的润滑极为重要。
为了提高车辆内的发动机等的燃料效率，期望减小传动系诸如最终减速齿轮装置92或转动轴91的转动阻力。为了满足这种要求，作为一种可行的解决方案，已经考虑通过减少密封在最终减速齿轮装置92的外壳92a中的润滑油的量或降低润滑油的粘度来减小转动轴91转动时润滑油的搅动阻力。
然而，在圆锥滚子轴承94中，在预定压力从内环96施加到滚子95上的情况下，滚子95的滚动由内环96的轴环部分96a导引。为此，当滚子95滚动时，在轴环部分96a压在滚子95上时，轴环部分96a与滚子95相互摩擦。
因此，如果以上述方式减少润滑油的量并降低其粘度，则对于两个圆锥滚子轴承94，用以在润滑要求更严格的条件下支承转动轴的一部分的至少一个轴承具有以下问题：-如果减少润滑油的量，则润滑油难以到达轴环部分96a与滚子95之间，并且在该位置可能易于发生胶合。
-如果降低润滑油的粘度，则当转动轴91的低速转动期间存在高载荷时，由润滑油产生的油膜难以形成在轴环部分96a与滚子95之间，因此在该位置中可能诱发胶合。
当在最终减速齿轮装置92从冷态下开始被驱动后，例如，仅仅圆锥滚子轴承94的内环96或外环97的温度增加并且该内环96或外环97热膨胀，并且内环96与外环97之间的热膨胀差异增大施加在轴环部分96a与滚子95之间的压力使得油膜难于形成时，尤其容易发生轴环部分96a与滚子95之间的胶合。
为了抑制这种胶合，可想到的是使用具有高润滑性能的其它轴承来取代圆锥滚子轴承94而作为用于支承转动轴91的轴承。然而，用具有高润滑性能的轴承简单取代该圆锥滚子轴承可能在除润滑性能以外的方面例如载荷抵抗能力、耐疲劳性以及刚度的方面不适于用作支承转动轴91的轴承。例如，即使取代圆锥滚子轴承94使用的轴承在润滑性能方面达到所需的水平，除非它在耐疲劳性方面也达到所需的水平，否则就存在轴承使用寿命缩短的缺点。

鉴于上述问题，本发明的一个目的在于提供一种锥齿轮传动机构，其中即使减少润滑油的量且降低其粘度，也可降低传动损失并且可抑制轴承处的胶合，而且，可使得诸如轴承不足的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度等问题最小化。
在下文中，将说明用于实现上述目的的结构及其作用。
为了实现该目的，提供一种依照本发明第一方面的锥齿轮传动机构，尤其作为汽车中的最终齿轮装置使用，所述锥齿轮传动机构包括：与小锥齿轮相啮合的锥齿轮；支承所述小锥齿轮的转动轴，所述转动轴被多个轴承支承，其中，靠近所述小锥齿轮布置的一个轴承是圆锥滚子轴承，所述圆锥滚子轴承被布置成当所述转动轴沿正向转动时所述转动轴的推力载荷由所述圆锥滚子轴承承受，并且远离所述小锥齿轮布置的另一个轴承被布置成当所述转动轴沿反向转动时所述转动轴的推力载荷由所述另一个轴承承受，并且所述另一个轴承是球轴承(滚珠轴承)。
使用该球轴承，其中内环与滚动体(球)之间的接触部分以及外环与滚动体(球)之间的接触部分基本为点接触的接触表面较小。因此，由润滑油所产生的油膜可容易地形成在这些部分之间，并且即使减少润滑油的量并且降低其粘度，也易于确保所需的润滑性能。因此，如果用以支承转动轴的多个轴承中的一些为球轴承(第二轴承)并且转动轴中难于润滑的部分由这些轴承支承，则即使减少最终减速齿轮装置的润滑油的量并且降低其粘度，也可显著降低转动轴的转动阻力并抑制轴承处的胶合。另外，第二轴承(球轴承)具有用于支承转动轴所需的耐疲劳性。因此，即使用以支承转动轴的多个轴承中的一些为第二轴承，也不会发生诸如所述轴承的使用寿命变短等问题。
而且，依照本发明的第一方面，第二轴承可为具有用于内环与外环之间的球(滚珠)的多个滚道的角接触球轴承(径向止推球轴承)。
一种单排类型的角接触球轴承与相同尺寸的滚子轴承等相比较在耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度等方面较差。因此，在不增加轴承尺寸的情况下难于确保用于支承转动轴所需的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度。
然而，如果将一种多排类型的角接触球轴承用作作为球轴承的第二轴承，则作用在转动轴上的径向载荷和推力载荷由多排球承受。因此，在不增加轴承尺寸的情况下可将用于支承转动轴的轴承的耐疲劳性和载荷抵抗能力保持在所需的水平或更高水平。另外，在角接触球轴承中，由内环和外环将预定压力压在球上，使得刚度增加。因此，在不增加轴承尺寸的情况下可将作为支承转动轴的轴承的刚度保持在所需的水平或更高水平。
在本发明的第二方面中，其中转动轴与设在车辆最终减速齿轮装置中的齿轮相连接的支承结构由多个轴承支承，所述多个轴承包括圆锥滚子轴承，以及具有用于内环与外环之间的球的多个滚道的角接触球轴承。
使用该角接触球轴承，球与内环之间以及球与外环之间分别在基本点接触的状态下接触，使得这些接触面积都较小。因此，在接触部分之间容易形成油膜，并且易于确保润滑性能。另外，圆锥滚子轴承显示出优越的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度，因此，可确保支承结构的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度。
依照本发明的第二方面，在由多个轴承支承的部分中，其中润滑条件比其它部分严格的部分可由具有用于内环与外环之间的球的多个滚道的角接触球轴承支承，而其它部分可由圆锥滚子轴承支承。
根据这种结构，其中转动轴的润滑条件严格的部分可由易于确保润滑性能的角接触球轴承支承，而其中润滑条件不是非常严格的部分可由显示出优越的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度的圆锥滚子轴承支承。因此，当最终减速齿轮装置的润滑油的量和粘度刚好被减少到在圆锥滚子轴承中不会发生胶合的那一点时，可显著降低转动轴的转动阻力。这样，可显著降低转动轴的转动阻力，并且同时可抑制轴承处的胶合。而且，角接触球轴承利用球承受作用在转动轴上的径向载荷和推力载荷，并且那些球被内环和外环以预定压力挤压，使得作为轴承的刚度增加。因此，在不增加轴承尺寸的情况下可将作为支承转动轴的轴承的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度保持在所需的水平或更高水平。而且，在耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度方面没有问题。
另外，在由多个角接触球轴承支承的转动轴的部分中，角接触球轴承可支承其中润滑条件比其它部分严格的部分并且所承受的载荷小于该其它部分处的载荷。
通常，使用球轴承难于确保载荷抵抗能力。然而，根据上述结构，在转动轴中的由角接触球轴承支承的部分中，润滑条件比其它部分处更为严格，并且所承受的载荷小于其它部分处的载荷。因此，当角接触球轴承用作支承转动轴的轴承时在载荷抵抗能力方面不会出现问题。
而且，在本发明的上述第二方面中，在由多个轴承支承的转动轴的部分中，其中所需的偏转刚度高于其它部分的部分可由圆锥滚子轴承支承，而其它部分可由具有用于内环与外环之间的球的多个滚道的角接触球轴承支承。
使用该角接触球轴承，球与内环之间以及球与外环之间分别在基本点接触的状态下接触，使得这些接触面积都较小。因此，在接触部分之间容易形成油膜，并且易于确保润滑性能。另外，角接触球轴承利用球承受作用在转动轴上的径向载荷和推力载荷，并且那些球被内环和外环以预定压力挤压，使得作为轴承的刚度增加。因此，在不增加轴承尺寸的情况下可将角接触球轴承的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度保持在预定水平或更高水平。根据上述结构，其中所需的偏转刚度高于转动轴其它部分的部分由显示出优越刚度的圆锥滚子轴承支承，而其中不是非常需要高偏转刚度的部分由易于确保润滑性能的角接触球轴承支承。这样，如果使用角接触球轴承，则即使减少最终减速齿轮装置的润滑油的量并且降低其粘度，也可显著降低转动轴的转动阻力，并且可抑制轴承处的胶合。而且，如上所述，其中需要高刚度的转动轴的部分由圆锥滚子轴承支承，而其它部分由其中刚度增加的角接触球轴承支承。因此，支承转动轴的轴承的刚度从不会变得不足。
而且，在本发明的第二方面中，在由多个轴承支承的转动轴的部分中，其中所承受的载荷大于其它部分的部分可由圆锥滚子轴承支承，而其它部分可由具有用于内环与外环之间的球的多个滚道的角接触球轴承支承。
使用该角接触球轴承，球与内环之间以及球与外环之间分别在基本点接触的状态下接触，使得这些接触面积都较小。因此，在接触部分之间容易形成油膜，并且易于确保润滑性能。另外，角接触球轴承利用球承受作用在转动轴上的径向载荷和推力载荷，并且那些球被内环和外环以预定压力挤压，使得作为轴承的刚度增加。因此，在不增加轴承尺寸的情况下可将角接触球轴承的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度保持在预定水平或更高水平。根据该结构，其中所承受的载荷大于其它部分的部分由显示出优越载荷抵抗能力的圆锥滚子轴承支承，而其中所承受的载荷不是非常大的部分由易于确保润滑性能的角接触球轴承支承。这样，如果使用角接触球轴承，则即使减少最终减速齿轮装置的润滑油的量并且降低其粘度，也可显著降低转动轴的转动阻力，并且可抑制轴承处的胶合。而且，如上所述，其中所承受的载荷较大的转动轴的部分由圆锥滚子轴承支承，而其它部分由其中确保润滑性能的角接触球轴承支承。因此，支承转动轴的轴承的载荷抵抗能力从不会变得不足。
在本发明的第二方面中，在由多个轴承支承的转动轴的部分中，至少最靠近小锥齿轮的部分可由圆锥滚子轴承支承，而其它部分可由具有用于内环与外环之间的球的多个滚道的角接触球轴承支承。
在靠近最终减速齿轮装置的齿轮的转动轴的部分中，由转动轴的转动所引起的用作反作用力的径向载荷和推力载荷变大，并且当施加这些载荷时转动轴的偏转也变大。使用该角接触球轴承，球与内环之间以及球与外环之间分别在基本点接触的状态下接触，使得这些接触面积都较小。因此，在接触部分之间容易形成油膜，并且易于确保润滑性能。另外，角接触球轴承利用球承受作用在转动轴上的径向载荷和推力载荷，并且那些球被内环和外环以预定压力挤压，使得作为轴承的刚度增加。因此，在不增加轴承尺寸的情况下可将角接触球轴承的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度保持在预定水平或更高水平。根据上述结构，靠近转动轴的齿轮的部分由显示出优越耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度的圆锥滚子轴承支承，而远离上述齿轮的部分由易于确保润滑性能的角接触球轴承支承。这样，如果使用角接触球轴承，则即使减少最终减速齿轮装置的润滑油的量并且降低其粘度，也可显著降低转动轴的转动阻力，并且可抑制轴承处的胶合。而且，如上所述，靠近转动轴的齿轮的部分由圆锥滚子轴承支承，而其它部分由其中确保耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度的角接触球轴承支承。因此，支承转动轴的轴承的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度从不会变得不足。
附图说明
图1是车辆最终减速齿轮装置的内部结构的剖视图，所述最终减速齿轮装置是其上应用有一个实施例所涉及的转动轴的支承结构的锥齿轮传动机构；图2是安装在最终减速齿轮装置中的圆锥滚子轴承的放大剖视图；图3是安装在最终减速齿轮装置中的角接触球轴承的放大剖视图；图4是时间表，用以解释其中将圆锥滚子轴承的性能与角接触球轴承的性能相比较的实验1的执行实施例；图5是示出其中将圆锥滚子轴承的性能与角接触球轴承的性能相比较的实验2的结果的图表；图6是示出其中将圆锥滚子轴承的性能与角接触球轴承的性能相比较的实验3的结果的时间表；以及图7是其上应用有本发明相关技术的转动轴的支承结构的车辆最终减速齿轮装置的内部结构的剖视图。

在下文中，将参照图1到图6说明其中本发明应用于车辆最终减速齿轮装置的一个实施例。
如图1中所示，设在锥齿轮传动机构1中的小锥齿轮2与转动轴3相连接，所述转动轴3在发动机与车轮之间传送转动。转动轴3以可转动的方式由两种类型的轴承支承：即锥齿轮传动机构1中的圆锥滚子轴承5和多排类型的角接触球轴承6。而且，由于发动机的驱动引起的转动轴3的转动通过与小锥齿轮2相啮合的锥齿轮7被传送到车轮侧。
润滑油被密封在锥齿轮传动机构1中的外壳1a中。当锥齿轮7随着转动轴3的转动而转动时，积存在锥齿轮7下部中的润滑油在外壳1a中被搅动并被舀起。如图1中的箭头所示，被舀起的润滑油通过外壳1a中的通道8被供应到圆锥滚子轴承5和角接触球轴承6中并润滑圆锥滚子轴承5和角接触球轴承6。
当转动轴3转动时，它和与小锥齿轮2相啮合的锥齿轮7一起转动。通过所述啮合所产生的反作用力作为径向载荷和推力载荷作用在转动轴3上。因此，转动轴3的较靠近小锥齿轮2的部分承受较大的径向载荷和推力载荷，并且由于那些载荷，转动轴3的偏转变大。因此，需要高的偏转刚度。另外，转动轴3的较远离小锥齿轮2的部分承受较小的径向载荷和推力载荷，并且所需的偏转刚度量较小。然而，转动轴3的较远离小锥齿轮2的部分离外壳1a中的其中积存润滑油的锥齿轮7下部较远。因此，当转动轴3转动时润滑油不易于扩散并且润滑条件变得严格。
在转动轴3中，对于由圆锥滚子轴承5和角接触球轴承6支承的两部分，较靠近小锥齿轮2的部分在转动时比远离小锥齿轮2的部分承受较大的径向载荷和推力载荷，因此，需要高偏转刚度。然而，远离小锥齿轮2的部分比靠近小锥齿轮2的部分的润滑条件更严格。为此，对于上述两部分，靠近小锥齿轮2的部分由作为轴承显示出优越的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度等的圆锥滚子轴承5支承，而远离小锥齿轮2的部分由易于确保润滑性能的角接触球轴承6支承。
在此，参照图2和图3详细说明圆锥滚子轴承5和角接触球轴承6。
图2是示出圆锥滚子轴承5的内部结构的放大剖视图。
圆锥滚子轴承5具有设置在内环10和外环11之间的多个滚子12(在图中只示出一个滚子)和形成于内环10的外圆周表面中的滚道槽(滚道)10c，以使得滚子12沿转动轴3的圆周方向滚动。滚子12倾斜，即，滚子12的轴线L2相对于转动轴3的轴线L1(图1)倾斜，并且轴线L2与转动轴3的外圆周表面之间的距离朝向远离小锥齿轮2的一侧(朝向图2中的右侧)变短。而且，滚子12的外圆周表面呈其中远离小锥齿轮2的方向直径较短的锥形。
在圆锥滚子轴承5安装在支承转动轴3的锥齿轮传动机构1上的状态中，如果预定压力从内环10和外环11施加到滚子12上，则圆锥滚子轴承5的刚度增加到作为轴承用以支承转动轴3所需的水平。
滚子12的外圆周表面在基本线接触的状态下接触内环10的内圆周表面(滚道槽10c的底表面)和外环11的内圆周表面。另外，在内环10的外圆周表面中，轴环部分10a被形成于小锥齿轮2侧(图2中的左侧)的边缘部分上，且轴环部分10b被形成于小锥齿轮2相对侧(图2中的右侧)的边缘部分上。因此，在圆锥滚子轴承5安装在支承转动轴3的锥齿轮传动机构1上的状态中，轴环部分10a压靠在滚子12的大直径侧上的端面12a上。
当转动轴3转动时，内环10与转动轴3整体转动并相对外环11转动，且滚子12在内环10和外环11之间滚动。然后，当转动轴3转动以使得车辆向前运行时，圆锥滚子轴承5分别在滚子12与内环10之间、以及滚子12与外环11之间的接触部分处承受作用在转动轴3上的径向载荷和沿图2中向右的方向作用的推力载荷。这样，载荷都在线接触部分处被承受，因此圆锥滚子轴承5可承受较大的径向载荷和推力载荷，并且防止由于承受这些载荷引起的疲劳的耐久性优越。
如上所述，根据随着转动轴3的转动所发生的锥齿轮7的转动(图1)使得润滑油被供应到圆锥滚子轴承5。当圆锥滚子轴承5被供以润滑油时，润滑油分别进入到滚子12与内环10之间、以及滚子12与外环11之间，并且在那里形成油膜，以便润滑圆锥滚子轴承5。然而，在圆锥滚子轴承5中，内环10的轴环部分10a压靠在滚子12的端面12a上，因此润滑油难于进入到轴环部分10a和端面12a之间。因此，在那里不会像在其它部分那样容易地形成油膜。
图3是示出角接触球轴承6的内部结构的放大剖视图。
角接触球轴承6具有设置在内环13和外环14之间的多个球15和形成于内环13的外圆周表面与外环14的内圆周表面中的滚道槽16至19，以使得球15沿转动轴3的圆周方向滚动。在角接触球轴承6中，滚道槽16和18以及滚道槽17和19分别相互相对。而且，多个球15分别由滚道槽16和18以及滚道槽17和19之间的保持架20保持。因此，在角接触球轴承6中，多排(两排)球15在内环13和外环14之间在转动轴3的圆周方向上沿滚道槽16到19滚动。
在角接触球轴承6装在支承转动轴3的锥齿轮传动机构1上的状态中，预定压力从内环13和外环14被施加到球15上。因此，滚道槽16至19的内表面接触球15的外表面。角接触球轴承6中的球15与内环13之间的接触部分以及球15与外环14之间的接触部分分别基本点接触。而且，该接触面积小于相同尺寸的圆锥滚子轴承的滚子与内环及外环之间的接触部分的接触面积。因此，内环13相对于外环14转动并且球15滚动时的角接触球轴承6的阻力小于滚子12在圆锥滚子轴承5中滚动时的阻力。
与圆锥滚子轴承5中的方式相同，根据随着转动轴3的转动所发生的锥齿轮7的转动(图1)使得润滑油被供应到角接触球轴承6。另外，当角接触球轴承6被供以润滑油时，润滑油分别进入到球15与内环13之间、以及球15与外环14之间，并且形成油膜，以便润滑角接触球轴承6。在诸如角接触球轴承6的球轴承中，其中球与内环之间、以及球与外环之间的接触部分基本是点接触的接触表面较小。因此，在该接触部分之间易于形成油膜，并且在其中具有严格润滑条件下使用的环境中易于确保润滑性能。
在角接触球轴承6中，当转动轴3转动时，内环13与转动轴3整体转动并相对于外环14转动，并且球15在内环13和外环14之间滚动。然后，当转动轴3转动以使得车辆向后运行时，角接触球轴承6分别在球15与内环13之间、以及球15与外环14之间的点接触部分处承受作用在转动轴3上的径向载荷和沿图3中向左的方向作用的推力载荷。因此，在不增加轴承尺寸的情况下，使用支承转动轴3的多排类型的角接触球轴承6可确保支承转动轴3所需的耐疲劳性和载荷抵抗能力。而且，至少耐疲劳性的水平可与相同尺寸的圆锥滚子轴承5的耐疲劳性的水平相同。
而且，在角接触球轴承6中，内环13和外环14将预定压力压在球15上，因此刚度增加。因此，可在不增加轴承尺寸的情况下将作为支承转动轴3的轴承的刚度水平保持在所需的水平或更高水平。
接下来，在下文中将说明执行圆锥滚子轴承的性能与角接触球轴承的性能之间的比较的实验1至3以及其结果。
[实验1]在该实验中，将具有相同外径和内径的圆锥滚子轴承和角接触球轴承分别安装在转动轴上，并将转动轴的转速设定为例如5000rpm，同时将相同量的推力载荷施加到圆锥滚子轴承和角接触球轴承两者上。在这种状态下，润滑油在例如每分钟50立方厘米的速度下被供应到两种轴承中预定时间。然后，停止润滑油供应预定时间。将润滑油的供应时间与其停止时间的比率设定为例如3∶1。从润滑油供应的启动时间到其停止时间为一个周期。将该周期总共重复10次。图4示出在上述一个周期期间流入到两种轴承中的润滑油量的变化。
接着，将转动轴的转速相继增加到6000rpm、7000rpm、8200rpm以及8800rpm，并且根据上述程序在每个转速下执行实验。此外，在以预定值的增量改变润滑油的量的情况下执行相同的实验，并将圆锥滚子轴承与角接触球轴承比较，以便得出在哪种转速以及润滑油流量水平下会出现胶合。
作为上述实验的结果，使用圆锥滚子轴承，当在每分钟100立方厘米的速度下执行润滑油供应并且转动轴的转速为8800rpm时出现胶合。另一方面，使用角接触球轴承，甚至当在例如每分钟10立方厘米的低速下执行润滑油供应时，也不会出现胶合，而不管转动轴的转速。因此，与相同尺寸的圆锥滚子轴承相比较，角接触球轴承6显示出优越的润滑性能。
[实验2]在该实验中，将具有相同外径和内径的圆锥滚子轴承和角接触球轴承分别安装在转动轴上，并将相同量的推力载荷施加到圆锥滚子轴承和角接触球轴承两者上。同时，将相同量的润滑油供应到两种轴承中，并且在逐渐增加转动轴的转速时测量由两种轴承引起的转动轴的相应转动阻力。
图5的图表中示出该实验的结果。在该图中，虚线示出由圆锥滚子轴承引起的转动轴的转动阻力(转矩损失)相对于转速的增加如何变化。实线示出由角接触球轴承引起的转动轴的转动阻力(转矩损失)相对于转速的增加如何变化。
从这些结果可以看出，显然，在遍及整个转速范围中由角接触球轴承引起的转动阻力比由圆锥滚子轴承引起的转动阻力的低50％或更多。因此，显然，使用角接触球轴承作为转动轴的轴承可减小转动轴的转动阻力。
[实验3]在该实验中，将具有相同外径和内径的圆锥滚子轴承和角接触球轴承分别安装在转动轴上，并将相同量的推力载荷施加到圆锥滚子轴承和角接触球轴承两者上。在这种状态下，将转动轴的转速保持在恒定速度下，并且在不改变用以润滑所述轴承的润滑油的供应量的情况下只改变动力粘度。然后在润滑油的每种动力粘度下测量由两种轴承引起的转动轴的转动阻力。
图6的图表中示出该实验的结果。在该图中，虚线示出由圆锥滚子轴承引起的转动轴的转动阻力(转矩损失)相对于润滑油的动力粘度中的改变如何变化。实线示出由角接触球轴承引起的转动轴的转动阻力(转矩损失)相对于润滑油的动力粘度中的改变如何变化。
从这些结果可以看出，当润滑油的动力粘度较大时，由圆锥滚子轴承引起的转动轴的转动阻力过度增加。另一方面，由角接触球轴承引起的转动轴的转动阻力不易受润滑油的动力粘度影响。无论润滑油的动力粘度是小或是大，转动阻力都不会过多改变，并且被保持在较低状态下。因此，显然，与使用圆锥滚子轴承相比较，使用角接触球轴承作为转动轴的轴承可显著减小润滑油的粘度。
接下来，将说明由圆锥滚子轴承5和角接触球轴承6以上述方式支承转动轴3时的优点。
使用角接触球轴承6，其中球15与内环13之间的接触以及球15与外环14之间的接触分别为基本点接触的状态，因此这些接触面积都较小。因此，在接触部分之间容易形成油膜，因此易于在严格润滑条件下确保润滑性能。另外，在角接触球轴承6中，作用在转动轴3上的径向载荷和推力载荷被在球15与内环13之间以及球15与外环14之间的点接触部分处承受。此时，内环13和外环14以预定压力挤压球15，使得刚度增加。因此，在不增加轴承尺寸的情况下，将径向球轴承6的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度保持在用于支承转动轴3所需的预定水平或更高水平。
在由转动轴3的轴承支承的两个部分中，远离小锥齿轮2的部分由角接触球轴承6支承。在该部分处，不需要像其它部分那么高的转动轴3的偏转刚度，并且所承受的载荷不大。然而，润滑条件处于严格环境下。另一方面，在上述两个部分中的其它处，润滑条件不严格，但是需要转动轴3的高偏转刚度，并且所承受的载荷大。因此，该部分由显示出优越耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度的圆锥滚子轴承5支承。
如上所述，在转动轴3中，难于润滑的部分由角接触球轴承6支承，而不难于润滑的其它由圆锥滚子轴承5支承。因此，当锥齿轮传动机构1的润滑油的量和粘度刚好被减少到在圆锥滚子轴承5中不会发生胶合的那一点以便于降低转动轴3的转动阻力时，可显著降低转动轴的转动阻力。另外，在转动轴3中，需要高偏转刚度并且承受较大载荷的部分由圆锥滚子轴承5支承。另一方面，不需要高偏转刚度并且不承受较大载荷的部分由角接触球轴承6支承。因此，支承转动轴3的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度从不会变得不足。
依照该实施例的详细说明获得以下效果。
(1)在转动轴3中，其润滑条件严格的远离小锥齿轮2的部分由易于确保润滑性能的角接触球轴承6支承，而其它由显示出优越耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度的圆锥滚子轴承5支承。因此，在圆锥滚子轴承5中，如果锥齿轮传动机构1的润滑油的量和粘度刚好被减少到在这些部分之间，即，润滑油难于进入使得油膜难于形成的内环10的轴环部分10a与滚子12的端面12a之间不会发生胶合的那一点，则可显著降低转动轴3的转动阻力。同时，可抑制轴承处的胶合。而且，与圆锥滚子轴承5中当滚子12转动时相比较，在角接触球轴承6中，当球15随着转动轴3的转动而转动时阻力显著降低，从而有助于转动轴3的转动阻力的降低。这样，可显著降低转动轴3的转动阻力，并且同时抑制用以支承转动轴3的轴承处的胶合。
(2)通常，使用一种在内环和外环中具有单排球的单排类型球轴承，内环与球之间以及外环与球之间分别在基本点接触的状态下接触，因此这些接触面积都较小。因此，与相同尺寸的滚子轴承相比较，耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度较差。为此，如果单排类型的球轴承用作支承转动轴3的轴承，则轴承尺寸必须较大，以便获得所需的耐疲劳性、载荷抵抗能力以及刚度，这并非是可以忽略的问题。然而，如果将一种在内环13和外环14之间设置有多个球15的多排类型的角接触球轴承6用作支承转动轴3的轴承，则来自于转动轴3的载荷在多个球15与内环13之间以及多个球15与外环14之间的接触部分处被承受。因此，在不增加轴承尺寸的情况下可确保所需的耐疲劳性、载荷抵抗能力和刚度。另外，在角接触球轴承6中，由内环13和外环14将预定压力压在球15上，使得刚度增加。因此，在不增加轴承尺寸的情况下可将用作支承转动轴3的轴承的刚度保持在所需的水平或更高水平。
(3)使用诸如角接触球轴承6的球轴承，难于确保载荷抵抗能力。然而，角接触球轴承6在转动轴3中远离小锥齿轮2，并且支承承受较小载荷的部分。为此，当角接触球轴承6用作支承转动轴3的轴承时，在轴承的载荷抵抗能力方面没有问题。
(4)圆锥滚子轴承5在转动轴3中支承靠近小锥齿轮2的部分，即，润滑条件不严格并且需要转动轴3的高偏转刚度的承受较大载荷的部分。因此，在上述部分中，转动轴3的偏转刚度、以及支承该部分的圆锥滚子轴承5的耐疲劳性和载荷抵抗能力从不会变得不足。另外，关于在转动轴3中远离小锥齿轮2的部分，耐疲劳性、载荷抵抗能力和刚度如上所述地增加。而且，该部分由具有至少与圆锥滚子轴承5相同的耐疲劳性的角接触球轴承6支承。因此，转动轴3的偏转刚度、以及轴承的耐疲劳性和载荷抵抗能力从不会变得不足。
(5)在转动轴3中，需要高偏转刚度的部分由显示出优越刚度的圆锥滚子轴承5支承，而不需要高偏转刚度的部分由显示出比圆锥滚子轴承5的刚度差的角接触球轴承6支承。为此，当由于转动轴3周围的温度升高等原因导致推力载荷作用在转动轴3上时，所述载荷可在角接触球轴承6一侧释放，并且该推力载荷抑制沿推力方向从轴承5和6中的内环和外环施加到滚子12和球15的压力过度增加。因此，可抑制胶合以及由上述增加的压力引起的轴承5和6中的转动阻力的增加。
另外，可对上述实施例进行如下修正。
-在上述实施例中，作为一个示例示出一种在内环13和外环14之间设置多个球15的多排类型的角接触球轴承6作为角接触球轴承6。然而，作为选择，可沿转动轴3的轴向以相互平行、邻接的方式布置一种在内环13和外环14之间设置多个球的单排类型的角接触球轴承。在这种情况中，必须精确形成和控制相互邻接的角接触球轴承的接合表面，但是也可获得与上述实施例相同的效果。另一方面，如果与上述实施例中一样使用一种多排类型的角接触球轴承6，则可消除精确地形成和控制上述接合表面的麻烦。
-在上述实施例中，作为转动轴3中润滑条件严格的部分，将远离转动轴3的小锥齿轮2的部分作为一个示例示出。然而，在诸如使得转动轴3倾斜成远离小锥齿轮2的部分逐渐降低的情况中，附着在转动轴3上的润滑油等沿远离小锥齿轮2的方向流动。因此，在较靠近小锥齿轮2的部分处的润滑条件可能变得更为严格。另外，根据锥齿轮传动机构1的外壳1a中的路径8的结构，在较靠近转动轴3的小锥齿轮2的部分处的润滑条件可能变得更为严格。在这些情况中，较靠近转动轴3的小锥齿轮2的部分可由角接触球轴承6支承。
-支承转动轴3的圆锥滚子轴承5可被改变为能够确保所需润滑性能、耐疲劳性、载荷抵抗能力和刚度等的另一种类型的轴承。
-在该实施例中，本发明适用于由两个轴承支承转动轴3的装置。然而，本发明还可适用于例如由三个或更多个轴承支承转动轴3的装置。
-本发明不局限于最终减速齿轮装置，而是可用于任何具有被限定为正向的主转动方向和被限定为反向的次转动方向的锥齿轮传动机构中。
-在本发明所涉及的锥齿轮传动机构1中，在与小锥齿轮2相连接的转动轴3中，润滑条件严格的远离小锥齿轮2的部分由易于确保润滑性能的角接触球轴承6支承，而其它部分由显示出优越的耐疲劳性、载荷抵抗能力和刚度的圆锥滚子轴承5支承。