圆柱齿轮式差速器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种圆柱齿轮式差速器。根据本发明，在其中一个输出圆柱齿轮上设置有带有在横截面上内凹齿面的圆柱齿轮啮合部，并且在另一个输出圆柱齿轮上设置有带有在横截面上外凸齿面的圆柱齿轮啮合部。所述内凹齿面啮合部的齿顶圆小于外凸齿面啮合部的齿根圆，并且在周转行星齿轮之间的嵌接区处于内凹齿面啮合部的轴向高度上。此外，所述行星齿轮嵌接区（EP）的轴向长度（LEP）大于第二输出圆柱齿轮嵌接区（EW2）的轴向长度（LEW2）。
【专利说明】圆柱齿轮式差速器
【技术领域】
[0001]本发明涉及圆柱齿轮式差速器，用于将通过驱动系统所产生的驱动转矩分配到第一输出圆柱齿轮和第二输出圆柱齿轮上，其中，所述圆柱齿轮式差速器具有行星架，其带有多个随着该行星架周转的周转行星齿轮，所述周转行星齿轮形成了第一周转行星齿轮组和第二周转行星齿轮组。所述第一周转行星齿轮组的周转行星齿轮在此与第一输出圆柱齿轮嵌接，并且第二周转行星齿轮组的周转行星齿轮与第二输出圆柱齿轮嵌接，此外，第一组的周转行星齿轮还与第二组的周转行星齿轮通过行星齿轮对嵌接区嵌接，从而使所述两个周转行星齿轮组的如此成对的周转行星齿轮反向(gegensinnig)转动，并且所述两个输出圆柱齿轮由此也反向联接。
【背景技术】
[0002]从文献DE102009032286A1中公知了开头所述类型的圆柱齿轮式差速器。在所述圆柱齿轮式差速器中，行星齿轮对嵌接区处在第一输出圆柱齿轮的轴向高度(Axialniveau)上。这是通过以下方法实现的，即，所述两个组的周转行星齿轮处于在其直径方面测量为不同大小的分度圆上，并且在第一输出圆柱齿轮上实现了负修形(Profilverschiebung),并且在第二输出圆柱齿轮上实现了正修形。
[0003]从文献DE102010047143A1中公知了开头所述类型的另一圆柱齿轮式差速器。在所述太阳轮和行星轮上设置有维尔特哈伯诺维柯夫圆弧啮合(Wildhaber/Novikov)类型的啮合部，在所述啮合部中，齿轮形成了带有在径向截面上的外凸齿面的轮齿，并且与其嵌合的其他齿轮形成了带有在径向截面上的内凹齿面的轮齿。尤其，在GB266，163A和SomerM.Nacy等人所著的《冠状抛物线诺维柯夫圆弧齿轮的生产》(Generation of CrownedParabolic Novikov gears-Engineering Letter, 15:，EL1514,)中描述了这种卩齿合部的理论基础。
【发明内容】
[0004]本发明的任务在于创造一种圆柱齿轮式差速器，所述圆柱齿轮式差速器的特征在于紧凑的结构形式、高的内部刚性和有利的机械运行性能。
[0005]根据本发明，所述任务通过圆柱齿轮式差速器解决，圆柱齿轮式差速器具有:
[0006]-设置为用于绕差速器轴线周转的行星架，
[0007]-第一输出圆柱齿轮,所述第一输出圆柱齿轮与差速器轴线共轴布置，
[0008]-第二输出圆柱齿轮，所述第二输出圆柱齿轮同样与差速器轴线共轴布置，
[0009]-第一组周转行星齿轮，所述第一组周转行星齿轮与第一输出圆柱齿轮分别通过第一输出圆柱齿轮嵌接区(EWl)嵌接，以及
[0010]-第二组周转行星齿轮，所述第二组周转行星齿轮与第二输出圆柱齿轮分别通过第二输出圆柱齿轮嵌接区(EW2)嵌接，
[0011]-其中，第一组的每一个周转行星齿轮分别与第二组的一个周转行星齿轮通过行星齿轮嵌接区(EP)嵌接，
[0012]-其中，所述第一输出圆柱齿轮形成了一种啮合部，啮合部的齿面在径向截面上内凹弯曲，
[0013]-其中，所述第二输出圆柱齿轮形成了一种啮合部，啮合部的齿面在径向截面上外凸弯曲，并且第一输出圆柱齿轮的齿顶圆小于第二输出圆柱齿轮的齿根圆，以及
[0014]-联接所述两个周转行星齿轮组的每个周转行星齿轮的行星齿轮嵌接区在第一输出圆柱齿轮嵌接区的轴向高度上延伸，并且
[0015]-所述行星齿轮嵌接区(EP)的轴向长度大于第二输出圆柱齿轮嵌接区(EW2)的轴向长度。
[0016]由此以有利的方式如下是可能的，即，降低在所述周转行星齿轮嵌接区范围内的周转行星齿轮的负载，并且平衡在第二输出圆柱齿轮上的输出圆柱齿轮嵌接区的负载。在周转行星齿轮上和在输出圆柱齿轮上实现的啮合部被实施为所谓的维尔特哈伯诺维柯夫圆弧啮合部。
[0017]通过根据本发明的方案，在所给出的轴向结构空间内部减小了在传动装置中出现的啮合部最大负载，并且由此实现了对维尔特哈伯诺维柯夫差速器的优化。现在，相对于在第二输出圆柱齿轮上和在行星齿轮之间具有相同嵌接区宽度的方案来说，在相同的外部负载情况下实现了明显更低的齿根压力，并且在更小的挤压的情况下进行行星齿轮-行星齿轮的齿轮接触。由此，在行星齿轮上还出现了明显更小的负载，从而使所述行星齿轮可以利用相对于传统结构形式提高 的安全间隔经受住应力。
[0018]通过根据本发明的方案，对一直以来不均匀分布的负载进行了补偿，并且齿根压力在行星齿轮-行星齿轮的齿轮接触情况下至少被进一步减小，直至所述行行星齿轮可靠地经受住应力。
[0019]所述发明的解决方案在于，所述行星齿轮之间的齿轮接触被拓宽，用以保持在第二输出圆柱齿轮上的齿轮接触，其中，所述差速器的整体宽度保持恒定。对此，狭窄的行星齿轮和必要时与其嵌合的太阳轮被拓宽。为了保持总体宽度恒定，相反将第二太阳轮设计得更薄，这是因为太阳轮，也就是说输出圆柱齿轮遭受明显更低的负载。
[0020]根据本发明，所述第二太阳轮在其宽度方面减小，但不破坏啮合规律，从而此外得到了可运转的啮合部。对于维尔特哈伯诺维柯夫圆弧传动装置可运转的啮合部的条件是重合度(SprungUberdeckung)大于I。其计算如下:
「 Ih ^ sin β
[0021]εβ=^
[0022]其中:b=齿接触宽度
[0023]β =倾斜角
[0024]m=模数
[0025]借助算式可以确定优化的倾斜角和模数。利用所述参数可以计算出最狭窄的齿接触宽度，在所述最狭窄的齿接触宽度的情况下还能满足啮合规律。以此给出了太阳轮的宽度比:
9.,
[0026]~ 土 20% ο[0027]根据本发明的带有维尔特哈伯诺维柯夫圆弧啮合部的圆柱齿轮式差速器尤其适合作为补偿传动装置用于轿车和拖车。
[0028]只要在所述第一输出圆柱齿轮嵌接区中也出现比在行星齿轮之间的负载更低的负载,那么第一输出圆柱齿轮的轴向长度和由此第一输出圆柱齿轮的轴向长度也可以被减小。由此如下是可能的，即，所述行星齿轮嵌接区被如此构造，从而使各周转行星齿轮对在其背对第二输出圆柱齿轮的端侧的区域内在轴向上凸出超过第一输出圆柱齿轮。
[0029]所述根据本发明的圆柱齿轮式差速器根据本发明的另一特别方面优选被这样设计，即，所述圆柱齿轮式差速器具有四个行星齿轮对，行星齿轮对的行星齿轮轴线彼此关于差速器轴线，轴线对称地(也就是说在径向截面中观察时径向地)对置。所述周转行星齿轮的行星齿轮轴线的位置被如此确定，从而使通过行星齿轮对的各轴线对所限定的平面彼此平行、或者垂直取向，并且由此在径向截面中显示为正方形。通过这种方案如下是可能的，即，利用适当的齿力和基本上切向作用在输出圆柱齿轮上的齿力来实现两个输出圆柱齿轮的动力联接。由此，相对于传统结构形式，尤其在行星齿轮-行星齿轮接触部中，也就是说在联接行星齿轮对的行星齿轮的行星齿轮嵌接区中也得到明显更低的齿根压力。
[0030]通过根据本发明的解决方案如下是可能的，S卩，通过两个彼此分别径向对置的行星齿轮对维持所述输出圆柱齿轮的动力联接，并且由此减小行星齿轮之间的接触压力，或者说降低行星齿轮的转矩，这导致更低的压力。
[0031]根据本发明的一个特别方面，所述输出圆柱齿轮被优选这样构造，从而使输出圆柱齿轮的齿数可通过行星齿轮对的数量来整除。由此如下是可能的，在相应角度(在此为90° )中绕输出圆柱齿轮均匀布置各行星齿轮对。所述设置为用于功率获取的两个输出圆柱齿轮具有相同的齿数。所述两个行星齿轮或者补偿齿轮同样具有相同的、然而相对于输出圆柱齿轮更低的齿数。
[0032]在输出圆柱齿轮与行星齿轮之间的传动比i优选在2.5 + 20%的范围中。优选地，所述行星齿轮设计成具有仅可被I或其自身整除的齿数(素数)。在此具体提出的齿数例如对于输出圆柱齿轮来说为32，并且对于行星齿轮来说为13。所述行星齿轮包络圆的总体直径与“长”行星齿轮的啮合部宽度的比值优选在3±20%的范围中，在所述比值情况下得到了结构空间需求和构件重量与差速器传动装置承载能力的特别有利的比值。
[0033]所述根据本发明的、带有四个维尔特哈伯诺维柯夫圆弧行星齿轮对的差速器可以以在组装技术上有利的方式由可成本低廉地制造的单独组件组装成，并且尤其适合于大批量生产。
[0034]根据本发明特别优选的实施方案，所述圆柱齿轮式差速器被如此构造，从而使第一周转行星齿轮组的行星轴线布置在第一分度圆上，并且第二周转行星齿轮组的行星轴线布置在第二分度圆上，并且所述第一分度圆和第二分度圆基本上具有相同的直径。
[0035]所述输出圆柱齿轮优选被这样设计，即所述输出圆柱齿轮具有形同的齿数。在组内部，周转行星齿轮实施为结构相同的组件，由此得到在行星齿轮的生产方面的成本优点和在行星齿轮组装上的简化。
[0036]只要在周转行星齿轮上设置有修形，那么这优选如此完成，S卩，第一周转行星齿轮组的周转行星齿轮具有正修形，并且第二周转行星齿轮组的周转行星齿轮具有负修形。通过所述措施如下是可能的，即，扩大第二周转行星齿轮组的周转行星齿轮的齿顶圆相对于第一输出圆柱齿轮的齿顶圆的径向间距。
[0037]根据本发明的特别优选的实施方案，所述行星架被这样设计，从而使所述行星架直接承载为导入驱动转矩而设置的驱动齿轮。所述驱动齿轮可以被实施为坚固的环形结构。在此优选地，所述驱动齿轮被这样设计，从而使所述驱动齿轮形成了内开口，其中，所述内开口被如此成型，从而使周转行星齿轮在内开口壁上得到齿顶圆引导部。在所述实施方案中，施加在驱动齿轮上的驱动转矩通过多个齿顶圆接触区直接作为横向力传递至周转行星齿轮上。所述行星架的结构机械负载由此被减小。
[0038]所述行星架优选被实施为板材件。所述行星架在此可以由两个片状的、杯状的或锅状的深冲板材壳组装成，所述板材壳从两侧放置到驱动齿轮上。对此替选地，所述行星架还可以被实施为周转壳体，所述周转壳体形成用于驱动齿轮的其他附着区，或形成用于驱动转矩导入的其他区。
[0039]根据本发明的另一方面，替选于上述通过齿顶圆接触将驱动转矩传递到行星齿轮凸缘中，如下也是可能的，即，将各周转行星齿轮支承在行星架上。所述支承可以要么通过栓结构完成，所述栓结构构造在周转行星齿轮上，并且所述栓结构嵌接在相应的行星架的孔中，要么(像优选方案那样)通过支承销完成，所述支承销锚固在行星齿轮架中，并且延伸穿过周转行星齿轮。
[0040]通过所述根据本发明的方案如下是可能的，S卩，创造被设置为车轴传动装置的圆柱齿轮式差速器，所述圆柱齿轮式差速器的特征在于特别短的轴向结构长度和相对低的齿面负载。
[0041]所述分别由四个行星齿轮组装成的、在各输出圆柱齿轮上作用的行星齿轮组能够实现将转矩导入输出圆柱齿轮，而无需在此利用显著的径向支承力来支撑输出圆柱齿轮。
【专利附图】
【附图说明】
[0042]从以下结合附图的描述中给出了本发明的其他独特性和特征。其中:
[0043]图1示出了根据本发明的圆柱齿轮式差速器在部分组装状态下的俯视图；
[0044]图2a示出了根据本发明的圆柱齿轮式差速器的彼此嵌接的圆柱齿轮的透视图；
[0045]图2b示出了根据图2a的根据本发明的圆柱齿轮式差速器的彼此嵌接的圆柱齿轮的轴向截面图；
[0046]图3示出了根据图1的圆柱齿轮式差速器传动装置的周转行星架的俯视图；
[0047]图4示出了根据图1的部分组装的圆柱齿轮式差速器传动装置结合驱动圆柱齿轮的俯视图。
【具体实施方式】
[0048]在图1中示出了根据本发明的圆柱齿轮式差速器。所述圆柱齿轮式差速器包括设置用于绕差速器轴线X周转的行星架3、第一输出圆柱齿轮1，所述第一输出圆柱齿轮与差速器轴线X共轴布置、以及在此仅在其齿凸缘方面上可被识别出的第二输出圆柱齿轮2，所述第二输出圆柱齿轮同样与差速器轴线X共轴布置。所述两个输出圆柱齿轮1、2通过周转行星齿轮P1、P2动力联接。所述周转行星齿轮P1、P2的行星轴线XG1、XG2平行于差速器轴线X取向。[0049]所述周转行星齿轮Pl形成了第一组Gl的部件，所述周转行星齿轮分别通过第一输出圆柱齿轮嵌接区EWl与第一输出圆柱齿轮I嵌接。所述周转行星齿轮P2形成第二组G2的部件，所述周转行星齿轮分别通过第二输出圆柱齿轮嵌接区EW2与第二输出圆柱齿轮2嵌接。所述第一组Gl的每一个周转行星齿轮Pl分别与第二组G2的一个周转行星齿轮P2通过行星齿轮嵌接区EP嵌接。
[0050]所述第一输出圆柱齿轮I如此设计，即，所述第一输出圆柱齿轮形成一种哨合部，该啮合部的齿面在径向截面上内凹弯曲，也就是说在横截面上呈球状。所述第二输出圆柱齿轮2如此设计，即，所述第二输出圆柱齿轮形成一种啮合部，该啮合部的齿面在径向截面上外凸弯曲，其中，此外，所述第一输出圆柱齿轮I的齿顶圆小于第二输出圆柱齿轮2的齿根圆。联接所述两个周转行星齿轮组Gl、G2的周转行星齿轮Pl、P2的每个行星齿轮嵌接区EP在第一输出圆柱齿轮嵌接区EWl的轴向高度上延伸。
[0051]所述周转行星齿轮P1、P2分别形成行星齿轮对Cl、C2、C3、C4。所述行星齿轮对Cl、C2、C3、C4被如此布置，即，所述行星齿轮对关于差速器轴线X径向对置。也就是说行星齿轮对C1/C3和行星齿轮对C2/C4径向对置。所述行星齿轮对Cl……C4的圆周间距为90。。
[0052]如从附图中示出的，所述第一周转行星齿轮组Gl的周转行星齿轮Pl与第一输出圆柱齿轮I嵌接。所述第二周转行星齿轮组G2的周转行星齿轮P2与第二输出圆柱齿轮2嵌接。
[0053]在所述两个周转行星齿轮组Gl、G2的周转行星齿轮P1、P2之间的嵌接区EP在轴向上和在第一行星齿轮组Gl的周转行星齿轮Pl与第一输出圆柱齿轮I之间的嵌接区EWl重叠，也就是说嵌接区EP处于与第一输出圆柱齿轮I的嵌接区EWl的相同轴向高度上。如开头所述的，由此能够实现扩大在所述两个周转行星齿轮组Gl、G2的周转行星齿轮P1、P2之间的嵌接区EP的轴向长度，并且减小周转行星齿轮G1、G2的啮合部负载。在所述第一组Gl的周转行星齿轮Pl上实际上得不到绕可能不平行于相应的行星齿轮轴线XGl的轴线的倾斜力矩。作用在所述第二组G2的周转行星齿轮P2上的倾斜力矩相对于传统的结构形式被减小。总体上得到了具有高的内部刚性的、在轴向上挨紧密集的机械结构。像以下进一步深入讨论的那样，所述圆柱齿轮式差速器被如此设计，即，经测定，在差速器轴线X的方向上测得的、行星齿轮嵌接区EP的轴向长度大于第二组G2的“长”周转行星齿轮P2与第二输出圆柱齿轮2之间的嵌接区EW2的轴向长度。
[0054]所述第一周转行星齿轮组Gl的行星轴线XGl被布置在第一分度圆Tl上，并且第二周转行星齿轮组G2的行星轴线XG2被布置在第二分度圆T2上。所述第一分度圆Tl和第二分度圆T2在此处所示出的实施例中具有相同的直径。所述第一输出圆柱齿轮I和第二组G2的行星齿轮P2的啮合部几何结构彼此如此地协调，即，第二周转行星齿轮组G2的周转行星齿轮P2的齿顶圆KG2没有和第一输出圆柱齿轮I的齿顶圆Kl重叠。
[0055]所述输出圆柱齿轮1、2在所述实施例中被如此设计，即，所述输出圆柱齿轮具有相同的齿数。所述第一输出圆柱齿轮I和第二组G2的行星齿轮P2按照维尔特哈伯诺维柯夫圆弧啮合形成内凹啮合部。所述第二输出圆柱齿轮2和第一组Gl的行星齿轮Pl按照维尔特哈伯诺维柯夫圆弧啮合形成外凸啮合部。所述周转行星齿轮PU P2自身在此如此设计，即，所述周转行星齿轮具有相同的齿数。[0056]所述行星架3被如此设计，即，该行星架直接承载了被设置用于导入驱动转矩的、在该附图中未表示出的驱动齿轮5 (比较图4)。所述驱动齿轮5可以被实施为坚固的环状结构。所述行星架3自身在此实施为板材成型件，并且由两个板材壳组合在一起，所述板材壳从两侧放置到未详细示出的驱动齿轮5的环段上。所述周转行星齿轮P1、P2的支承在此是通过支承销6G1、6G2完成的，所述支承销被锚固在行星齿轮架3中，并且穿过周转行星齿轮P1、P2而延伸，并可转动地支承行星齿轮。
[0057]所述在此示出的圆柱齿轮式差速器尤其作为车轴传动装置适合用于多轮辙式汽车。所述圆柱齿轮式差速器的特征在于特别短的轴向结构长度和相对低的齿面负载。
[0058]所述啮合部和支承可以如此构造，即，其提供充分的空隙，以便避免基于静态超定的可能的内部压力。所述圆柱啮合部自身优选被实施为倾斜啮合部。
[0059]在图2a中进一步阐明了根据本发明的圆柱齿轮式差速器的齿轮几何结构和嵌接方案。所述第二组G2的周转行星齿轮P2与第二输出圆柱齿轮2嵌接。所述输出圆柱齿轮2与轮毂衬套区段2a —起集成地，也就是说单件式地实施。所述轮毂衬套区段2a承载了内啮合部2b，并用于容纳在此未进一步示出的车轮驱动轴的插入区段。所述第一输出圆柱齿轮I也同样在在此仅部分可见的轮毂衬套区段Ia中构造有内啮合部。所述两个输出圆柱齿轮1、2被生产为成型构件、尤其是挤压成型件。
[0060]所述第二组G2的“更长”周转行星齿轮P2在其轴向长度方面被如此设计，即，所述周转行星齿轮在轴向上覆盖第一从动齿轮I的内凹齿面啮合部和第二从动齿轮2的外凸齿面啮合部。基于所述周转行星齿轮P2和第一输出圆柱齿轮I的设计和布置，第二组G2的周转行星齿轮P2的内凹齿面啮合部没有与第一输出圆柱齿轮I的内凹齿面啮合部嵌接。在所述输出圆柱齿轮I与第二组G2的周转行星齿轮P2之间的动力联接是在第一组Gl的、装备有外凸齿面啮合部的第一周转行星齿轮Pl (比较图1)的中间连接的情况下完成的。所述第一组Gl的周转行星齿轮Pl的外凸齿面圆柱齿轮啮合部的轴向长度基本上比第二组G2周转行星齿轮P2的内凹齿面圆柱齿轮啮合部的轴向长度更短。所述第一周转行星齿轮Pl的外凸齿面圆柱齿轮哨合部的每个轴向长度优选基本上与第一输出圆柱齿轮I的内凹齿面圆柱齿轮啮合部的轴向长度相当。
[0061]所述第一组Gl周转行星齿轮Pl被如此构造和支承，即，所述周转行星齿轮不可与第二输出圆柱齿轮2的外凸齿面圆柱齿轮啮合部嵌接。必要时，设置有穿孔或缺口的分隔板能够被安装在差速器传动装置上，所述分隔板将第一组Gl的周转行星齿轮Pl的端侧与第二输出圆柱齿轮2的啮合部遮蔽开。
[0062]在示出的实施例中，所述太阳轮1、2的齿数可被行星齿轮对的数量、也就是说“被4”整除。如已经实施的那样，由此能够实现如下，即，以相应的角度(此处为90° )将相应的行星齿轮对绕太阳轮1、2均匀布置。所述设置为用于功率获取的两个输出圆柱齿轮1、2具有相同的齿数。所述两个行星齿轮或者说补偿齿轮PU P2同样具有相同的齿数。
[0063]在所述输出圆柱齿轮1、2与相应的行星齿轮P1、P2之间的传动比i优选在
2.5±20%的范围中。所述行星齿轮P1、P2被设计成具有仅可被I及其自身整除的齿数(素数)。所述在此示出的齿数例如对于太阳轮1、2来说为“32”，并且对于行星齿轮P1、P2来说为“13”。所述行星齿轮P2的包络圆的整个直径与“长”行星齿轮P2的啮合部宽度B的比值优选在3±20%的范围中，在该比值情况下得到了结构空间需求和构件重量相对于差速器传动装置的承载能力的特别有利的比值。
[0064]在此在其圆柱齿轮方面的结构上被阐明的圆柱齿轮式差速器的特征在于，所述行星齿轮嵌接区EP的轴向长度LEP大于第二输出圆柱齿轮嵌接区EW2的轴向长度LEW2。所述LEP与LEW2的长度比的协调是如此完成的，即，啮合部负载被相互平衡，其方法是通过延长距离LEP减小在行星齿轮嵌接区EP中的、周转行星齿轮的啮合部的嵌接负载，并且提高在嵌接区EW2中的、在第二输出圆柱齿轮2与第二周转行星齿轮P2之间的啮合部的嵌接负载。在用于轴差速器的圆柱齿轮布置中得到了所述嵌接区EP的长度LEP与嵌接区EW2的长度LEW2的宽度比在1.3+/-20%的范围。
[0065]在图2b中，根据本发明地设置的嵌接区EP的长度LEP的延长和嵌接区EW2的长度LEW2的缩短被进一步阐明。所述第二输出圆柱齿轮2的外凸齿面啮合部因此具有比第一组Gl的、同样配备有外凸齿面啮合部的行星齿轮Pl的轴向长度更短的轴向长度。
[0066]在图3中示出了行星齿轮架。从所述附图中可看到行星齿轮轴线XG1、XG2的方位。所述根据本发明的圆柱齿轮式差速器被如此设计，即，所述圆柱齿轮式差速器具有四个行星齿轮对，行星齿轮对的行星齿轮轴线XGl、XG2彼此关于差速器轴线X轴线对称地(也就是说在径向截面上径向地)对置。所述周转行星齿轮的行星齿轮轴线XG1、XG2的位置在此被这样确定，即，通过行星齿轮对的相应的轴线对XGl、XG2所限定的平面El、E2、E3、E4相互平行或者垂直取向，并且因此像可识别的那样，在径向截面上示出为正方形。像前面所实施的那样，通过所述方案如下是可能的，即，利用适当的齿力和基本上切向作用的齿力实现两个输出圆柱齿轮1、2的动力联接。由此得到了相对于传统的结构形式明显更低的齿根压力。所述行星齿轮轴线XG1、XG2位于分度圆T1、T2上，所述分度圆在其直径方面是相同的。所述轴线对XG1、XG2的圆周间距为90°。
[0067]在图4中示出了在打开状态下根据本发明的圆柱齿轮式差速器。所述行星架3在此被生产为双壳式板材件，其形成了在此不可被详细识别出的连接区段。所述连接区段形成支承结构，在所述支承结构中，相应的两个输出圆柱齿轮1、2，确切的说其轮毂衬套区段被径向支承。因为从将行星齿轮对根据本发明地布置在两个从动齿轮1、2上而得出基本上补偿的横向力分布，所以不产生所述支承结构的、明显的、依赖于负载的径向负载。虽然在此未示出，但能够实现密封行星齿轮架3和轮毂衬套区段la、2a，且利用润滑剂填充行星架的内部空间，从而使所述差速器传动装置形成闭合的持续润滑的构件组。
[0068]所述支承销6G1、6G2的轴向固定在该实施例中是通过盖板件7完成的，所述盖板件从内部安装到行星架3的相应的孔中，并且搭接所述支承销6G1、6G2的端侧。所述驱动齿轮5被构造为倾斜啮合的圆柱齿轮，并且容纳在形成行星架3的两个板材壳之间，或安装在板材壳侧面。
[0069]所述输出圆柱齿轮1、2被这样设计和布置，S卩，输出圆柱齿轮的圆柱齿轮啮合部处在挨紧的相邻位置。所述两个输出圆柱齿轮1、2的齿顶圆直径如此地不同，S卩，第一输出圆柱齿轮I的齿顶圆直径基本上与第二输出圆柱齿轮2的齿根圆直径相当。总体上，所述两个输出圆柱齿轮1、2的啮合部几何结构被彼此协调，从而使与第二输出圆柱齿轮2嵌接的每个周转行星齿轮P2不可以嵌接到第一输出圆柱齿轮I的圆柱齿轮啮合部中，然而可以在其轴向高度上嵌接到第一周转行星齿轮Pl的圆柱齿轮啮合部中。
[0070]在根据本发明的圆柱齿轮式差速器中，在所述两个周转行星齿轮组Gl、G2的周转行星齿轮P1、P2之间的嵌接区EP在轴向上与在第一行星齿轮组Gl的周转行星齿轮Pl与第一输出圆柱齿轮I之间的嵌接区EWl重叠，也就是说嵌接区EP关于差速器轴线X处于第一输出圆柱齿轮I的圆柱齿轮啮合部的轴向高度上，而在此第二组G2的周转行星齿轮P2不会嵌接到第一输出圆柱齿轮I的哨合部中。
[0071]所述两个组G1、G2的周转行星齿轮P1、P2彼此反向转动。所述周转行星齿轮P1、P2形成总共四个单独对，所述单独对被如此布置，即，这些单独对关于差速器轴线X径向对置。
[0072]在所述圆柱齿轮式差速器的运行中，在驱动齿轮5上施加的驱动力矩被首先传递至行星架3上。在所述行星架3上放置周转行星齿轮P1、P2的支承销6G1、6G2。所述周转行星齿轮P1、P2形成了两个组G1、G2，其中，所述第一组Gl的周转行星齿轮Pl与第一输出圆柱齿轮I通过维尔特哈伯诺维柯夫圆弧啮合部嵌接，并且第二组G2的周转行星齿轮P2与第二输出圆柱齿轮2通过维尔特哈伯诺维柯夫圆弧啮合部齿轮嵌接，在所述维尔特哈伯诺维柯夫圆弧哨合部中，第一输出圆柱齿轮I具有内凹齿面圆柱齿轮哨合部，并且第二输出圆柱齿轮2具有外凸齿面圆柱齿轮啮合部。所述周转行星齿轮P1、P2在分别形成行星齿轮对的情况下通过嵌接区EP彼此嵌接。所述两个组G1、G2的周转行星齿轮P1、P2由此反向联接。所述轴线XG2的径向位置、第二组G2的周转行星齿轮P2的齿顶圆直径和第一输出圆柱齿轮I的齿顶圆直径被如此协调，即，仅第一组Gl的周转行星齿轮Pl嵌接到第一输出圆柱齿轮I上。所述第一组Gl的周转行星齿轮Pl具有圆柱齿轮啮合部区段，该圆柱齿轮哨合部区段的轴向长度基本上与第一输出圆柱齿轮I的圆柱齿轮哨合部的轴向长度相当。所述第二组的周转行星齿轮P2具有圆柱齿轮啮合部区段，该圆柱齿轮啮合部区段的轴向长度与第一组Gl的第一周转行星齿轮Pl的圆柱齿轮啮合部区段长度和第二输出圆柱齿轮2的啮合部的轴向长度的总和相当。所述第二组G2的周转行星齿轮P2由此在两个从动齿轮1、2的圆柱齿轮啮合部上轴向延伸，而未在此嵌接到第一输出圆柱齿轮I。
[0073]所述两个从动齿轮1、2通过总共四个行星齿轮对反向，也就是说以传动比“-1”联接。第一组Gl的周转行星齿轮Pl的、作用在第一输出圆柱齿轮I上的全部啮合部在自身的轴向高度上也嵌接到第二组的周转行星齿轮P2的啮合部中。基于出现在第一输出圆柱齿轮I的周边啮合部的轴向高度上的力量比，得到了特别有利的内部力平衡，并且由此得到了减小的齿面负载和周转行星齿轮P1、P2的支承装置的负载。
[0074]所述周转行星齿轮P1、P2和在此与所述周转行星齿轮嵌接的从动齿轮1、2的维尔特哈伯诺维柯夫圆弧啮合部实施为倾斜啮合部。所述行星齿轮嵌接区EP的轴向长度大于第二输出圆柱齿轮2的圆柱齿轮啮合部的轴向长度。
【权利要求】
1.一种圆柱齿轮式差速器，其带有: -行星架(3)，所述行星架被设置用于绕差速器轴线(X)周转， -第一输出圆柱齿轮(I )，所述第一输出圆柱齿轮与差速器轴线(X)共轴布置， -第二输出圆柱齿轮(2)，所述第二输出圆柱齿轮同样与差速器轴线(X)共轴布置， -第一组(Gl)周转行星齿轮(Pl )，所述第一组周转行星齿轮分别通过第一输出圆柱齿轮嵌接区(EWl)与所述第一输出圆柱齿轮(I)嵌接，以及 -第二组(G2)周转行星齿轮(P2)，所述第二组周转行星齿轮分别通过第二输出圆柱齿轮嵌接区(EW2)与所述第二输出圆柱齿轮(2)嵌接， -其中，所述第一组(Gl)的每一个周转行星齿轮(Pl)分别与所述第二组(G2)的一个周转行星齿轮(P2)通过行星齿轮嵌接区(EP)嵌接， -其中，所述第一输出圆柱齿轮(I)形成啮合部，啮合部的齿面在径向截面上内凹弯曲， -其中，所述第二输出圆柱齿轮(2)形成啮合部，啮合部的齿面在径向截面上外凸弯曲，并且所述第一输出圆柱齿轮(I)的齿顶圆(Kl)小于所述第二输出圆柱齿轮(2)的齿根圆，以及 -这两个周转行星齿轮组(G1、G2)的周转行星齿轮(P1、P2)的行星齿轮嵌接区(EP)在所述第一输出圆柱齿轮嵌接区(EWl)的轴向高度上延伸，以及` -所述行星齿轮嵌接区(EP)的轴向长度(LEP)大于所述第二输出圆柱齿轮嵌接区(EW2)的轴向长度(LEW2)。
2.根据权利要求1所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，所述行星齿轮嵌接区(EP)的轴向长度(LEP)与所述第二输出圆柱齿轮嵌接区(EW2)的轴向长度(LEW2)的比值在1.3+/-20%的范围中。
3.根据权利要求1或2所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，所述第二输出圆柱齿轮(2 )的外凸齿面啮合部的轴向长度(LEW2 )小于所述第一输出圆柱齿轮(I)的内凹齿面啮合部的轴向长度。
4.根据权利要求1至3中至少一项所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，所述第二组(G2)的周转行星齿轮(P2)的轴向长度与两个输出圆柱齿轮(1、2)的圆柱齿轮啮合部的长度总和相当。
5.根据权利要求1至4中至少一项所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，第一周转行星齿轮组(Gl)的行星轴线(XGl)布置在第一分度圆(Tl)上，并且第二周转行星齿轮组(G2)的行星轴线(XG2)布置在第二分度圆(T2)上，并且所述第一分度圆(Tl)和所述第二分度圆(T2)具有相同的直径。
6.根据权利要求1至5中至少一项所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，所述第一组(GD的每一个周转行星齿轮(Pl)分别与所述第二组(G2)的一个周转行星齿轮(P2)组合成一个周转行星齿轮对(Cl、C2、C3、C4)，并且总共设置有四个这样的周转行星齿轮对(Cl、C2、C3、C4)。
7.根据权利要求6所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，每两个周转行星齿轮对关于差速器轴线(X)径向对置。
8.根据权利要求7所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，所述周转行星齿轮(P1、P2)的轴线(XG1、XG2)布置成使行星齿轮对(Cl、C2、C3、C4)的每个轴线对限定出一平面(E1、E2、E3、E4)，并且这些平面(El、E2、E3、E4)在相对于差速器轴线X的径向截面中描述了与差速器轴线(X)同心的正方形。
9.根据权利要求1至8中至少一项所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，包含行星轴线(XG1、XG2)的分度圆(T1、T2)的直径、所述第二组(G2)的行星齿轮(Ρ2)的齿顶圆直径(KG2)和这些行星齿轮(Ρ2)的轴向长度(B)如此协调，从而使所述行星齿轮(Ρ2)的包络圆直径(D)与所提到的轴向长度(B)的比值在3:1+/-20%的范围中。
10.根据权利要求1至9中至少一项所述的圆柱齿轮式差速器，其特征在于，所述行星齿轮(P1、P2)的齿数为素数,并且/或者所述输出圆柱齿轮(1、2)具有相同的齿数。
【文档编号】F16H48/10GK103511583SQ201310256913
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年6月25日 优先权日:2012年6月25日
【发明者】托斯滕·比尔曼, 安雅·屈尔茨德费尔, 塞巴斯蒂安·韦尔克 申请人:谢夫勒科技股份两合公司