技术领域
背景技术
[0002] 在美国
专利号6,544,140中披露了一种带有定向圆锥滚子
轴承安排的小齿轮安装件。
发明内容
[0003] 在至少一个
实施例中，提供了一种小齿轮组件。该小齿轮组件可以具有一个小齿轮、一个套环、以及一个轴承。该小齿轮可以沿一条轴线延伸并且可以具有一个小齿轮部分和一个毂形件部分。该套环可以具有一个套环孔，该套环孔可以接纳该毂形件部分。该轴承可以具有一个轴承孔，该轴承孔可以接纳该套环。该套环可以被固定地布置在该毂形件部分上，并且该轴承可以被固定地布置在该套环上。
[0004] 在至少一个实施例中，提供了一种小齿轮组件。该小齿轮组件可以包括一个小齿轮、一个套环、一个轴承、以及一个套环卡环。该小齿轮可以沿一条轴线延伸。该小齿轮可以具有一个齿轮部分以及邻近该齿轮部分布置的一个毂形件部分。该套环可以具有一个套环孔和一个套环卡环槽。该套环孔可以接纳该毂形件部分。该轴承可以限定一个轴承孔，该轴承孔可以接纳该套环。该套环卡环可以被布置在该套环卡环槽中并且可以防止该轴承相对于该套环而移动。
[0005] 在至少一个实施例中，提供了一种小齿轮组件。该小齿轮组件可以包括一个小齿轮、一个套环、一个毂形件卡环、以及一个轴承。该小齿轮可以具有一个齿轮部分以及邻近该齿轮部分布置的一个毂形件部分。该毂形件部分可以从一个小齿轮末端表面延伸并且可以具有一个毂形件卡环槽。该套环可以限定一个套环孔，该套环孔可以接纳该毂形件部分。该毂形件卡环可以被接纳在该毂形件卡环槽中并且可以接合该套环以防止该套环相对于该小齿轮而移动。该轴承可以限定一个轴承孔，该轴承孔可以接纳该套环。该轴承可以被固定地布置在套环上。
附图说明
[0006] 图1是一个示例性小齿轮组件的透视图。
[0007] 图2是图1的小齿轮组件的分解视图。
[0008] 图3是该小齿轮组件沿图1中的截面线3-3的截面。
[0009] 图4至图10是不同小齿轮组件构形的截面图。
具体实施方式
[0010] 如所要求的，在此披露了本发明的多个详细的实施例；然而，应该理解的是这些披露的实施例仅仅是本发明的可以通过不同形式和替代形式来实施的示例。这些附图不必是按比例的；某些特征可以被夸大或最小化以便示出具体部件的细节。因此，在此披露的具体结构的和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于传授本领域普通技术人员不同地应用本发明的一个代表性
基础。
[0011] 参见图1和图2，示出了一个示例性小齿轮组件10。小齿轮组件10可以被配置成用于车辆中，如一种
机动车辆，像
卡车、客车、农机设备，或者用于陆地、空中、或海洋
船舶的货物装载设备。例如，该小齿轮组件10可以是一个车桥组件或
差速器的一部分，该车桥组件或差速器可以被配置成将
扭矩传递到多个车辆
驱动轮组件并且允许这些驱动轮组件以不同的速度转动。在一个差速器中，小齿轮组件10可以由一个或多个轴承可旋转地
支撑并且可以围绕一条轴线12旋转。小齿轮组件10可以被联接到一个扭矩源上，例如像
马达一样的一个车辆动
力传动系部件。提供至该小齿轮组件10的扭矩可以被传递到另一个部件、如一个环齿轮。扭矩可以从该环齿轮传递到至少一个车轴并且从一个车轴传递到至少一个相对应的
车轮轮毂和/或驱动轮组件。
[0012] 小齿轮组件10可以包括一个小齿轮20、一个套环22、以及一个轴承24。
[0013] 该小齿轮20可以沿轴线12延伸。小齿轮20可以由任何适合的材料制成，例如一种金属
合金。小齿轮20可以具有一个轴部分30、一个齿轮部分32、以及一个毂形件部分34。小齿轮20可以具有一种
单体构造或一件式构造，在这种构造中该轴部分30、齿轮部分
32和一个毂形件部分34是整体地形成的。
[0014] 轴部分30可以从小齿轮20的一个第一小齿轮末端表面36朝向小齿轮20的一个第二小齿轮末端表面38延伸。例如，轴部分30可以从该第一小齿轮末端表面36延伸至齿轮部分32。在至少一个实施例中，该轴部分30可以总体上是圆柱形的或者可以具有一个或多个基本上圆柱形的外部表面。轴部分30可以被联接到一个扭矩源上并且可以由一个或多个轴承组件来可旋转地支撑。
[0015] 齿轮部分32可以被布置成邻接轴部分30并且可以从该轴部分向
外延伸。齿轮部分32可以包括一组齿40。这些齿40可以被安排成围绕轴线12并且是以一种重复的模式提供的。在至少一个实施例中，齿轮部分32可以被配置为一个准双曲面齿轮或
锥齿轮，例如一个正锥齿轮或一个螺旋锥齿轮。如此，齿轮部分32可以具有一种总体上锥形的或截头圆锥形的形状，这种形状可以在从第一小齿轮末端表面36朝向第二小齿轮末端表面38延伸的一个方向上逐渐变窄（例如被布置成更接近轴线12）。在小齿轮20中可以通过从齿轮部分32切削或移除材料来提供这些齿40。
[0016] 毂形件部分34可以被布置成邻接齿轮部分32。例如，毂形件部分34可以从齿轮部分32延伸至小齿轮20的第二小齿轮末端表面38。如此，毂形件部分34可以被布置在小齿轮20的一个末端处。毂形件部分34可以具有总体上圆柱形的形状并且可以定中心而围绕轴线12。如此，毂形件部分34可以具有一个外毂形件表面42，该外毂形件表面可以从第二小齿轮末端表面38朝向齿轮部分32延伸并且可以至少部分地限定该毂形件部分34的一个圆周。除此之外，毂形件部分34或外毂形件表面42可以具有与轴部分30和齿轮部分32相比的一个更小的直径以便提供额外的间隙以用于一个如将在以下详细讨论的齿
轮齿切削刀具。
[0017] 在至少一个实施例中，毂形件部分34还可以包括一个毂形件键孔44。毂形件键孔44可以被布置在第二小齿轮末端表面38与齿轮部分32之间并且可以从外毂形件表面42朝向轴线12延伸。在一个或多个实施例中，毂形件键孔44可以被构型成一个
盲孔。
[0018] 齿轮部分32和/或毂形件部分34可以包括一个或多个台肩。在图2中，提供了一个第一台肩50和一个第二台肩52。该第一台肩50和第二台肩52可以帮助
定位并且如以下将详细讨论的那样防止套环22和轴承24轴向移动。第一台肩50可以配备有毂形件部分34或者可以被布置成与其邻接。例如，第一台肩50可以从外毂形件表面42相对于轴线12径向向外延伸。第二台肩52可以是与第一台肩50间隔开的并且可以被布置成较靠近小齿轮20的第一小齿轮末端表面36。第二台肩52也可以相对于轴线12径向向外延伸。第二台肩52可以被定位成与第一台肩50相比更远离轴线12。除此之外，在一个或多个实施例中，第一台肩50和/或第二台肩52或它们的多个部分可以是不连续的或者是由多个布置在相邻齿轮齿40之间的槽来中断的。
[0019] 套环22可以被固定地布置在小齿轮20上。在至少一个实施例中，套环22可以被构型为可以围绕轴线12延伸的一个环或空心圆柱体。套环22可以包括一个第一末端表面60、一个第二末端表面62、一个外表面64、一个内表面66、一个套环键孔68、以及一个套环卡环槽70。在至少一个实施例中，套环22可以由一种金属或金属合金制成并且可以被硬化以经受负荷力。
[0020] 第一末端表面60可以面向第一台肩50并且可以与其接合。在至少一个实施例中，第一末端表面60可以被布置成基本上相对于轴线12垂直。
[0021] 第二末端表面62可以是与第一末端表面60间隔开的并且被布置成与其相反。第二末端表面62也可以基本上相对于轴线12垂直延伸并且可以被布置成邻近第二小齿轮末端表面38。在不同的实施例中，第二末端表面62可以与第二小齿轮末端表面38对齐或者偏离该第二小齿轮末端表面。
[0022] 外表面64可从第一末端表面60延伸到第二末端表面62或朝向其延伸。外表面64可以是套环22的一个外圆周表面。
[0023] 内表面66可以被布置成与外表面64相反。内表面66可以是套环22的一个内圆周表面并且可以至少部分地限定一个套环孔72。套环孔72可以从第一末端表面60延伸到第二末端表面62并且可以接纳毂形件部分34。内表面66可以接合外毂形件表面42。
[0024] 套环键孔68可以从外表面64延伸到内表面66。套环键孔68可以与毂形件键孔44对齐并且可以被构型成用于接纳一个键74。该键74可以被压力装配到毂形件键孔44和/或套环键孔68中以防止套环22相对于小齿轮20而移动。除此之外，可以在将轴承24定位在套环22上之前安装键74。该键74可以具有任何合适的构形。例如，在一个或多个实施例中，键74可以具有一种实心的或空心的构形并且可以被配置为一个销。
[0025] 套环卡环槽70可以被提供在套环22上。套环卡环槽70可以被布置在套环键孔68与第二末端表面62之间。除此之外，套环卡环槽70可以围绕轴线12连续地延伸并且可以从外表面64朝向内表面66延伸并且可以是与套环孔72间隔开的。
[0026] 套环卡环槽70可以被构型成用于接纳一个套环卡环78。该套环卡环78可以被布置在套环卡环槽70中以防止轴承24相对于套环22而轴向移动。例如，套环卡环78可以与轴承24接合以防止从套环22上移除轴承24。
[0027] 轴承24可以被固定地布置在套环22上。在至少一个实施例中，轴承24可以是一个可旋转地支撑小齿轮20的轴承组件的一个内座圈。轴承24可以包括一个第一轴承末端表面80、一个第二轴承末端表面82、一个外轴承表面84、以及一个内轴承表面86。
[0028] 第一轴承末端表面80可以面向小齿轮20的一个部分并且可以与其接合，该部分例如第二台肩52。在至少一个实施例中，第一轴承末端表面80可以被布置成基本上相对于轴线12垂直。第一轴承末端表面80可以至少部分地限定一个凸缘90，该凸缘从外轴承表面84向外延伸。在一个或多个实施例中，凸缘90可以接合一组滚子或滚子轴承并且帮助其定位，这组滚子或滚子轴承可以配备有一个轴承组件。
[0029] 第二轴承末端表面82可以是与第一轴承末端表面80间隔开的并且被布置成与其相反。第二轴承末端表面82可以基本上相对于轴线12垂直延伸并且可以被布置成邻近第二小齿轮末端表面38。在不同的实施例中，第二轴承末端表面82可以与第二小齿轮末端表面38对齐或者偏离该第二小齿轮末端表面。套环卡环78可以接合第二轴承末端表面82以防止轴承24轴向移动。
[0030] 外轴承表面84可以从凸缘90延伸到第二轴承末端表面82。在一个或多个实施例中，外轴承表面84可以是轴承24的一个外圆周表面并且可以接合且支撑一组滚子或滚子轴承。外轴承表面84可以具有与凸缘90相比更小的直径。
[0031] 内轴承表面86可以被布置成与外轴承表面84相反。内轴承表面86可以是轴承24的一个内圆周表面并且可以至少部分地限定一个轴承孔92。轴承孔92可以从第一轴承末端表面80延伸到第二轴承末端表面82并且可以接纳套环22和/或毂形件部分34。内轴承表面86可以接合套环22的外表面64和/或小齿轮20。
[0032] 参见图4至图10，示出了多个另外的小齿轮组件构形。在这些图中的每个图中的小齿轮组件都可以共用以上描述的小齿轮组件10的多个部件或特征。例如，每个以下说明的小齿轮组件都可以包括一个小齿轮、一个套环、以及一个轴承。
[0033] 参见图4，该小齿轮组件100包括一个小齿轮120、一个套环122、以及一个轴承124。小齿轮120可以包括一个轴部分30、一个齿轮部分32、以及一个毂形件部分34，这些部分可以是与先前描述的这些相似或类似的。该毂形件部分34可以包括一个毂形件卡环槽136，该毂形件卡环槽可以延伸成连续地围绕轴线12。毂形件卡环槽136可以被布置在第二小齿轮末端表面38与第一台肩50和/或套环122的第一末端表面60之间。毂形件卡环槽136还可以从外毂形件表面42朝向轴线12延伸。毂形件卡环槽136可以接纳一个毂形件卡环138。该毂形件卡环138可以接合套环122的第二末端表面62以防止套环122相对小齿轮120而移动。如先前所描述的，套环122可以包括一个套环卡环槽70，该套环卡环槽接纳一个套环卡环78，该套环卡环防止轴承124轴向移动。套环122可以被压力装配到毂形件部分34上以防止套环122相对于轴线12而转动。
[0034] 参见图5，该小齿轮组件140具有一种与图4中所示出的相似的构形。在此实施例中，毂形件卡环槽136被定位在套环122内。套环122可以具有一个内卡环槽142，该内卡环槽可以从内表面66朝向外表面64延伸。毂形件卡环138可以被接纳在毂形件卡环槽136和内卡环槽142中以防止套环122轴向移动。套环122可以被压力装配到毂形件部分
34上以防止套环122相对于轴线12而转动。
[0035] 参见图6，该小齿轮组件150具有一种与图4中所示出的相似的构形。在这个实施例中，轴承124可以被压力装配到套环122和毂形件部分34上以防止124的旋转运动和轴向移动。套环122可以不配备有一个套环卡环槽70，并且可以省略套环卡环78。这种构形可以适用于以下应用，在这些应用中施加在内轴承表面86上的
摩擦力在不使用套环卡环78的情况下足以防止轴承124轴向移动。
[0036] 参见图7，该小齿轮组件160具有包括匹配的
螺纹部分的一个小齿轮120和一个套环122。更确切地说，小齿轮120的毂形件部分34可以包括一个毂形件螺纹部分162并且套环122可以包括一个套环螺纹部分164，该套环螺纹部分可以被提供在内表面66上。毂形件螺纹部分162可以与套环螺纹部分164相匹合以便将套环122固定地联接到小齿轮
120上。在毂形件螺纹部分162和套环螺纹部分164上的这些螺纹可以被配置成用于对抗施加在套环122和/或轴承124上的旋转力。例如，可以使用抵抗旋转力的左旋螺纹或右旋螺纹以帮助防止套环122绕小齿轮120旋出。套环122和轴承124可以如先前所讨论地接合不同的台肩50、52或者可以如图7中所示出地接合一个共用的台肩50。轴承124可以被压力装配到套环122上以防止轴承124移动，并且可以或者可以不提供一个套环卡环78来防止轴承124轴向移动。任选地，小齿轮120和套环122可以包括有助于装配和对齐的多个匹配特征和/或表面。例如，小齿轮120可以包括一个第一对齐特征166，该第一对齐特征可以与套环122上的一个第二对齐特征168相接合。这些第一和第二对齐特征166、168可以具有任何适合的构形。在图7中，第二对齐特征168可以从第一末端表面60延伸到套环122的内表面66并且可以相对于内表面66以一个
角度布置，而第一对齐特征166可以从外毂形件表面42延伸到第一台肩50。如此，这些第一和第二对齐特征166、168可以帮助套环122、并且进而帮助轴承124相对于轴线12定中心或定位和对齐。此外，第一和第二对齐特征166、168可以配备有在此申请中所描述的任何其他小齿轮组件。
[0037] 参见图8，该小齿轮组件170可以具有一个套环122和毂形件部分34，该套环和毂形件部分可以是锥形的以防止套环122移动。例如，毂形件部分34的外毂形件表面42可以是成锥地或扩大地靠近第二小齿轮末端表面38。如此，毂形件部分34的直径可以在从齿轮部分32朝向第二小齿轮末端表面38的一个方向上增大。例如，直径D1可以小于直径D2。套环122可以是用一种类似的方式来成锥的以使得内表面66在第一末端表面60处或在该表面附近具有比在第二末端表面62处或在该表面附近的更小的直径。套环122可以被压力装配到毂形件部分34上，并且外毂形件表面42和内表面66的这些锥形构形可以协作而防止套环122轴向移动。如先前所描述的，套环122可以配备有一个套环卡环槽70，该套环卡环槽接纳一个套环卡环78以防止轴承124轴向移动。轴承124可以被压力装配到套环122上以防止轴承124移动，并且可以或者可以不提供一个套环卡环78来防止轴承124轴向移动。此外，套环122和毂形件部分34的这些锥形构形可以配备有在此申请中所描述的任何其他小齿轮组件。
[0038] 参见图9，该小齿轮组件180具有一种相似于图8中所示出的锥形构形。除此之外，提供了一个轴向键182以防止套环122围绕轴线12而旋转。轴向键182可以与套环122或毂形件部分34整体形成或者可以是一个分开的部件。在一个或多个实施例中，该轴向键182可以偏离轴向12并且总体上平行于轴线12延伸。例如，作为一个分开的部件提供的一个轴向键182可以被接纳在毂形件部分34中的一个第一轴向开口或第一轴向槽184中并且被接纳在套环122中的一个第二轴向开口或第二轴向槽186中。与套环122整体成形的一个轴向键182可以被接纳在第一轴向槽184中。类似地，在毂形件部分34上整体成形的一个轴向键182可以被接纳在第二轴向槽186中。替代地，毂形件部分34可以具有一个平台，这个平台可以使得毂形件部分34的总体上圆柱形的构形中断。如此，毂形件部分
34在沿轴线12观察时可以具有一种总体上D形的构形，该构形可以接合一个轴向键182以防止套环122旋转。
[0039] 参见图10，该小齿轮组件190可以使用一个
紧固件来组装小齿轮120和套环122。例如，小齿轮120可以具有可沿轴线12延伸的一个小齿轮紧固件孔192。套环122可以具有可沿轴线12延伸的并且穿过套环122的一个套环紧固件孔194。小齿轮紧固件孔192和/或套环紧固件孔194可以是有螺纹的。一个紧固件196可以被接纳在小齿轮紧固件孔192和套环紧固件孔194中以将套环122紧固到小齿轮120上并且防止套环122轴向移动和/或旋转运动。紧固件196可以具有任何适合的类型。例如，该紧固件196可以是一个螺纹紧固件，如一个
螺栓。如先前所讨论的，可以在紧固件196上提供左旋螺纹或右旋螺纹并且在小齿轮紧固件孔192和/或套环紧固件孔194上提供相对应的螺纹以便对抗可能施加在小齿轮组件190上的旋转力。在一个或多个实施例中，小齿轮120可以包括一个凹陷198，该凹陷可以接纳套环122。此外，套环紧固件孔194可以是沉孔或者是具有可以接纳紧固件
196的头部的一个扩大的直径。如先前所描述的，轴承124可以被压力装配到套环122上以防止轴承124移动，并且可以或者可以不提供一个套环卡环78来防止轴承124轴向移动。
[0040] 以上描述的这些小齿轮组件与一种类似构形的一件式小齿轮设计相比可以产生多种不同优点。例如，不包括分开的套环的一种一件式小齿轮设计会具有一个具有较大直径的毂形件部分。一个具有较大直径的毂形件部分在切削小齿轮上的这些齿轮齿时会由于齿轮齿切削刀具的构形和行程路径而受到实质性的材料去除。这种从扩大的毂形件部分去除材料会降低该毂形件部分的强度并且切过在该毂形件部分上提供的任何卡环槽的至少一部分，由此降低了相对于轴向负荷力的强度和耐久性。以上描述的这些小齿轮组件允许一个毂形件部分配备有一个较小的直径，由此在切削齿轮齿的过程中减少或者消除从该毂形件部分去除材料，由此提高该毂形件部分的强度和耐久性，从而降低小齿轮机加工时间、减少机加工废物，并且提高切削刀具寿命。增大齿轮部分的直径（即移动齿轮齿而进一步远离轴线）以减少或避免在切削齿轮齿过程中切削该毂形件部分会增大该小齿轮的整体组装空间和重量。同样，减小齿轮齿的
齿面宽度或长度以减少或避免在切削齿轮齿过程中从毂形件部分去除材料会降低该小齿轮的弯曲强度、表面强度、以及耐久性。如此，以上描述的这些小齿轮组件可以提供一种较紧凑的设计并且允许增大齿轮齿的齿面宽度，由此提高弯曲强度、表面强度、以及负荷力分布并且增加齿轮寿命。增大的齿面宽度还可以增大小齿轮齿与一个
配对齿轮的齿之间的
接触面积，由此提高齿轮组
接触比，这进而可以降低该齿轮组在运行期间的噪声特性。
[0041] 虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不旨在描述本发明的所有可能的形式。而是，在本
说明书中使用的这些词语是说明性的而不是限制性的，并且应该理解的是可以做出不同的改变而不背离本发明的精神和范围。另外，可以组合不同实现的实施例的特征以便形成本发明的另外的实施例。
