用于行星齿轮系的托架的制作方法

1.本发明总体上涉及用于轴动力传递的齿轮系，并且更具体地涉及用于将行星齿轮托架联接到卡车最终驱动组件中的另一个齿轮上的花键。


背景技术：

2.已知齿轮系用于传递机械轴动力，并且用于调节通过其传递的轴动力的速度和/或扭矩属性。已知的齿轮系布置的一个示例是双减速行星齿轮系，其已经用于驱动轴和卡车的车轮之间的最终驱动组件中。双减速行星齿轮系可包括可操作地联接到第二行星齿轮布置的第一行星齿轮布置，其中第一和第二行星齿轮布置中的每一个包括太阳齿轮、环形齿轮和至少一个行星齿轮。
3.行星齿轮布置中的行星齿轮可通过相应齿轮齿的直接啮合直接联接到第一齿轮，并通过支撑行星齿轮的托架间接联接到第二齿轮。花键轴连接已经用于将托架-行星齿轮组件直接联接到齿轮系中的另一部件。
4.名称为“用于自卸卡车的行驶驱动装置”的美国专利第8,714,656号(以下称为
“‘
656专利”)旨在解决响应于增加现有卡车的负载能力的需求而增加行驶驱动装置中的花键强度的问题。
‘
656专利描述了将花键齿的轴向长度增加到尽可能大，以实现花键强度的期望改进。然而，对于可用于提高强度同时满足包装和成本约束的花键长度存在限制。因此，需要改进卡车推进传动系中的花键连接。
5.应当理解，该背景描述是为了帮助读者而创建的，并且不是对任何所指出的问题本身在本领域中是已知的限制。


技术实现要素：

6.在一个方面，本发明描述了一种用于将多个行星齿轮安装在行星齿轮系中的托架。该托架包括围绕旋转轴线布置的轮毂，该轮毂具有外圆柱形表面，该外圆柱形表面包括沿着纵向方向延伸的多个花键，该纵向方向平行于该旋转轴线；以及沿径向方向远离所述轮毂延伸的甲板，所述径向方向横向于所述纵向方向。该甲板限定了穿过其中的多个孔，该多个孔中的每个孔被配置为用于接纳该多个行星齿轮中的一个行星齿轮的轴。该轮毂沿该径向方向被布置在该多个孔与该旋转轴线之间。花键具有不小于2.5且不大于6.0的参数值(p)。参数(p)定义为
[0007][0008]
其中t＝多个花键的表面拉伸强度，gpa；
[0009]
ls＝多个花键沿纵向的总长度，mm；
[0010]
db＝多个花键的底部直径，mm；
[0011]
n＝多个花键中花键的总数；
[0012]dr
＝多个花键的根部直径，mm；以及
[0013]do
＝多个花键的外径，mm。
[0014]
在另一方面，本发明描述了一种用于卡车的最终驱动。所述最终驱动包括第一行星齿轮系，所述第一行星齿轮系包括第一太阳齿轮、第一环形齿轮和安装到第一托架的第一多个行星齿轮；以及第二行星齿轮系，所述第二行星齿轮系包括第二太阳齿轮、第二环形齿轮和安装到第二托架的第二多个行星齿轮。所述第一托架包括围绕旋转轴线布置的轮毂，所述轮毂具有外圆柱形表面，所述外圆柱形表面包括沿纵向方向延伸的多个花键，所述纵向方向平行于所述旋转轴线，所述第一托架的花键与所述第二太阳齿轮的内花键直接联接，使得所述第一托架和所述第二太阳齿轮固定成围绕所述旋转轴线旋转；以及沿径向方向远离所述轮毂延伸的甲板，所述径向方向横向于所述纵向方向，所述甲板限定穿过其中的多个孔。第一多个行星齿轮中的每个行星齿轮经由穿过相应孔布置的轴安装到第一托架的相应孔，使得第一多个行星齿轮中的每个行星齿轮绕相应轴相对于第一托架自由旋转。花键具有不小于2.5且不大于6.0的参数(p)值。参数(p)定义为
[0015][0016]
其中t＝多个花键的表面拉伸强度，gpa；
[0017]
ls＝多个花键沿纵向的总长度，mm；
[0018]
db＝多个花键的底部直径，mm；
[0019]
n＝多个花键中花键的总数；
[0020]dr
＝多个花键的根部直径，mm；以及
[0021]do
＝多个花键的外径，mm。
[0022]
在另一方面，本发明描述了一种矿用卡车。矿用卡车包括框架和联接到框架的推进传动系。该推进传动系包括原动机，该原动机通过最终驱动可操作地连接到推进轮，用于在它们之间传递机械轴功率。所述最终驱动包括经由驱动轴可操作地联接到所述原动机的第一行星齿轮系，所述第一行星齿轮系包括第一太阳齿轮、第一环形齿轮和安装到第一托架的第一多个行星齿轮；以及第二行星齿轮系，所述第二行星齿轮系包括第二太阳齿轮、第二环形齿轮和安装到第二托架的第二多个行星齿轮。推进轮旋转地固定到第二行星齿轮系的输出部件。
[0023]
所述第一托架包括围绕旋转轴线布置的轮毂，所述轮毂具有外圆柱形表面，所述外圆柱形表面包括沿纵向方向延伸的多个花键，所述纵向方向平行于所述旋转轴线，所述第一托架的花键与所述第二太阳齿轮的内花键直接联接，使得所述第一托架和所述第二太阳齿轮固定成围绕所述旋转轴线旋转；以及沿径向方向远离所述轮毂延伸的甲板，所述径向方向横向于所述纵向方向，所述甲板限定穿过其中的多个孔。第一多个行星齿轮中的每个行星齿轮经由穿过相应孔布置的轴安装到第一托架的相应孔，使得第一多个行星齿轮中的每个行星齿轮绕相应轴相对于第一托架自由旋转。
[0024]
多个花键的外径不小于250mm且不大于259mm，并且花键的总数不小于58且不大于64。花键具有不小于3.0且不大于5.2的参数(p)值。参数(p)定义为
[0025][0026]
其中t＝多个花键的表面拉伸强度，gpa；
[0027]
ls＝多个花键沿纵向的总长度，mm；
[0028]
db＝多个花键的底部直径，mm；
[0029]
n＝多个花键中花键的总数；
[0030]dr
＝多个花键的根部直径，mm；以及
[0031]do
＝多个花键的外径，mm。
附图说明
[0032]
图1是根据本发明的一个方面的机器的侧视图。
[0033]
图2是根据本发明的一个方面的机器的后视图。
[0034]
图3是根据本发明的一个方面的推进动力系的示意图。
[0035]
图4是根据本发明的一个方面的最终驱动的示意图。
[0036]
图5是根据本发明的一个方面的最终驱动的剖视图。
[0037]
图6是根据本发明的一个方面的最终驱动的剖视图。
[0038]
图7是根据本发明的一个方面的托架的透视图。
[0039]
图8是根据本发明的一个方面的托架的平面图。
[0040]
图9是根据本发明的一个方面的托架的剖视图。
[0041]
图10是根据本发明的一个方面的轮毂上的花键的平面图。
具体实施方式
[0042]
现在将参考附图详细描述本发明的各方面，其中除非另外指明，否则全文中相同的附图标记指代相同的元件。
[0043]
图1示出了由原动机104提供动力的机器100的侧视图，原动机104被配置为将储存的能量转换成机械动力。原动机104可以是配置为将化学能转换成机械能的内燃机，配置为将电能转换成机械能的电动机，它们的组合，或本领域已知的任何其它原动机。根据本发明的一个方面，原动机104不包括内燃机，并且根据本发明的另一个方面，原动机104不包括电动机。
[0044]
机器100可以是道路上的车辆，例如在运输中使用的卡车，或者可以是执行与诸如采矿、建筑、耕作、运输、林业的工业或本领域中已知的任何其他工业相关联的操作的任何其他类型的机器。例如，机器可以是非公路卡车；公路卡车；海上机器；运土机器，例如轮式装载机、挖掘机、自卸卡车、反铲挖土机或自动平地机；材料装卸装置；伐木归堆机；等等。图1所示的特定机器100是具有由致动器120操作的物料搬运床118的自卸卡车。
[0045]
机器100包括至少一个推进装置112，其相对于机器100的框架114旋转或平移以在工作表面110上推进机器100。至少一个推进装置112可包括车轮、连续履带组件、它们的组合，或本领域已知的任何其它地面推进装置。
[0046]
推进装置112可操作地联接到原动机104以在其间传递轴功率，从而实现推进功能。此外，最终驱动组件116可包括在原动机104和至少一个推进装置112之间的推进动力系中。
[0047]
图2示出了根据本发明的一个方面的机器100的后视图。最终驱动组件116可经由轴管132和心轴134联接到差速器130。此外，轴管132和心轴134可包围驱动轴(图2中未示出)，用于经由最终驱动组件116在差速器130和推进装置112之间传递机械轴动力。心轴134可以固定到轴管132，使得心轴134不相对于轴管132旋转。此外，最终驱动组件116的一些部分可固定到心轴134，使得这些部分不相对于心轴134旋转，而直接或间接联接到推进装置112的最终驱动组件的其它部分可相对于心轴134自由旋转。最终驱动组件116的部分可经由联接在它们之间的反作用轮毂固定到心轴。
[0048]
应当理解，图2中所示的差速器130和轴管132是非限制性的示例，并且可以用本领域中已知的其他安排来代替，例如电动机，该电动机具有固定到心轴134上的定子和/或壳体以及操作性地联接到最终驱动组件116上以用于在它们之间传递机械轴动力的输出转子轴。
[0049]
图3示出了根据本发明的一个方面的推进动力系140的示意图。在推进动力系140中，差速器130的输入经由传动齿轮箱142可操作地联接到原动机104，用于在它们之间传递机械轴动力。此外，每个推进装置112通过驱动轴144和最终驱动组件116可操作地连接到差速器130的输出，用于在它们之间传递机械轴动力。因此，每个推进装置112可经由推进动力系140从原动机104接收机械轴动力。
[0050]
根据本发明的一个方面，最终驱动组件116是减速齿轮系，使得推进装置112的旋转速度通过最终驱动组件116的操作而小于驱动轴144的旋转速度。进而，最终驱动组件可以不包括增速齿轮系。
[0051]
现在参见图4-6，图4示出了根据本发明的一个方面的最终驱动组件116的示意图；图5示出了根据本发明的一个方面的最终驱动组件116的剖视图；图6示出了根据本发明的一个方面的最终驱动组件116的剖视图。最终驱动组件116可包括双减速行星齿轮系，该双减速行星齿轮系包括第一级行星齿轮系200和可操作地联接到第一级行星齿轮系200的第二级行星齿轮系202。
[0052]
第一级行星齿轮系200的第一级太阳齿轮204可以通过驱动轴144与第一级太阳齿轮204的直接或间接联接从驱动轴144接收机械轴动力。例如，第一级太阳齿轮204可以经由花键连接、过盈配合、焊接连接、键连接、其组合或本领域中已知的用于将齿轮联接到轴的任何其他安排而直接联接到驱动轴144。结果，驱动轴144和第一级太阳齿轮204可以固定成围绕第一旋转轴线206旋转。
[0053]
第一级太阳齿轮204可以直接联接到一个或多个第一级行星齿轮210，例如通过第一级太阳齿轮204的齿轮齿与一个或多个第一级行星齿轮210的齿轮齿的相互啮合，用于在它们之间传递机械轴动力。此外，第一级行星齿轮210可安装在第一级托架212上，使得每个第一级行星齿轮210可围绕其自身的第二轴线214自由旋转，该第二轴线214限定每个第一级行星齿轮210相对于第一级托架212的旋转轴线。
[0054]
每个第一级行星齿轮210还可以例如通过每个第一级行星齿轮210的齿轮齿与第一级环形齿轮216的齿轮齿的相互啮合而直接联接到第一级环形齿轮216，用于在它们之间
传递机械轴动力。根据本发明的一个方面，第一级环形齿轮216可以机械地接地到心轴134上，使得第一级环形齿轮216被固定成与心轴134一起旋转。第一级环形齿轮216可以经由联接在其间的反作用轮毂250机械地接地到心轴134。
[0055]
通过螺栓连接、焊接连接、花键连接、过盈连接、它们的组合或本领域已知的任何其他合适的连接将第一级环形齿轮216直接联接成与心轴134接触，可以实现第一级环形齿轮216到心轴134的机械接地。可替代地，第一级环形齿轮216可以经由固定到第一级环形齿轮216和心轴134两者的中间结构(例如反作用轮毂250)间接地联接到心轴134。
[0056]
因此，第一级托架212可围绕第一旋转轴线206旋转，同时每个第一级行星齿轮210相对于第一级托架212围绕其相应的第二轴线214旋转。然而，应当理解，第一级行星齿轮系200的其它布置在本发明的范围内。例如，第一级环形齿轮216可绕第一旋转轴线206自由旋转，而第一级太阳齿轮204或第一级托架212中的一个机械地连接到心轴134，或者第一级太阳齿轮204可固定成与第一级托架212一起旋转。
[0057]
第二级行星齿轮系202的第二级太阳齿轮230可以通过轮毂218与第二级太阳齿轮230的直接联接从第一级托架212的轮毂218接收机械轴动力。例如，第二级太阳齿轮230可以经由花键连接直接联接到第一级托架212的轮毂218上。结果，第一级托架212和第二级太阳齿轮230可以固定成围绕第三旋转轴线232旋转。根据本发明的一个方面，第三旋转轴线232可以与第一旋转轴线206同轴。
[0058]
第二级太阳齿轮230可以直接联接到一个或多个第二级行星齿轮234上，例如通过第二级太阳齿轮230的齿轮齿与一个或多个第二级行星齿轮234的齿轮齿的相互啮合，用于在它们之间传递机械轴动力。此外，第二级行星齿轮234可安装在第二级托架236上，使得每个第二级行星齿轮234可围绕其自身的第四轴线238自由旋转，第四轴线238限定每个第二级行星齿轮234相对于第二级托架236的旋转轴线。
[0059]
每个第二级行星齿轮234还可以例如通过每个第二级行星齿轮234的齿轮齿与第二级环形齿轮240的齿轮齿的相互啮合而直接联接到第二级环形齿轮240，用于在它们之间传递机械轴动力。根据本发明的一个方面，第二级环形齿轮240可以机械地接地到心轴134上，使得第二级环形齿轮240被固定成与心轴134一起旋转。第二级环形齿轮240可以经由联接在其间的反作用轮毂250机械地接地到心轴134。
[0060]
通过螺栓连接、焊接连接、花键连接、过盈连接、它们的组合或本领域已知的任何其他合适的连接将第二级环形齿轮240直接联接成与心轴134接触，可以实现第二级环形齿轮240到心轴134的机械接地。可替代地，第二级环形齿轮240可以经由固定到第二级环形齿轮240和心轴134两者的中间结构(例如反作用轮毂250)间接地联接到心轴134。
[0061]
因此，第二级托架236可以围绕第三旋转轴线232旋转，同时每个第二级行星齿轮234相对于第二级托架236围绕其对应的第四轴线238旋转。推进装置112又可直接或间接地联接到第二级托架236以驱动推进装置112相对于心轴134围绕第三旋转轴线232旋转。
[0062]
然而，应当理解，第二级行星齿轮系202的其它布置在本发明的范围内。例如，第二级环形齿轮240可以围绕第三旋转轴线232自由旋转，而第二级太阳齿轮230或第二级托架236中的一个机械地接地到心轴134，或者第二级太阳齿轮230可以固定成与第二级托架236一起旋转。
[0063]
图6中所示的横截面的切割平面是包括第一旋转轴线206和第三旋转轴线232的平
面，并且该平面切割穿过第一级托架212和第二级托架236，但不切割穿过第一级行星齿轮210或第二级行星齿轮234中的任一个。图5中所示的横截面的切割平面是包括第一旋转轴线206、第三旋转轴线232、用于布置在第一级托架212的相对侧上的两个第一级行星齿轮210的第二轴线214，以及用于布置在第二级托架236的相对侧上的两个第二级行星齿轮234的第四轴线238的平面。因此，在图5和图6所示的非限制性方面中，第一旋转轴线206与第三旋转轴线232同轴。
[0064]
参照图5和图6，推进装置112可包括轮辋260，轮辋260配置为接收轮胎并保持轮胎固定成与轮辋260一起旋转，以便与工作面110推进接合。轮辋260可经由输出轮毂262固定到第二级托架236，使得轮辋260、输出轮毂262和第二级托架236均固定成围绕第三旋转轴线232旋转。输出轮毂262可以与第二级托架236集成为一体组件，或者输出轮毂262可以是通过本领域已知的任何适当的紧固装置紧固到第二级托架236的单独部件。输出轮毂262可以通过螺栓、铆钉、焊接、它们的组合或本领域已知的任何其他合适的紧固装置紧固到轮辋260上。
[0065]
参见图7-9，图7是根据本发明的一个方面的第一级托架212的透视图；图8是根据本发明的一个方面的第一级托架212的平面图；图9是根据本发明的一个方面的第一级托架212的剖视图。在图7-9的每一个中，轴向方向300平行于第一旋转轴线206延伸；径向方向302横向于轴向方向300延伸；并且周向方向304围绕轴向方向300周向地延伸。图9的切割平面是如图8所示的剖面线9-9，其沿着径向302穿过第一旋转轴206。
[0066]
第一级托架212可包括轮毂218和沿径向方向302远离轮毂218延伸的第一甲板310。第一级托架212可以进一步包括第二甲板312，该第二甲板沿着轴向方向300与第一甲板310间隔开，并且沿着径向方向302远离轮毂218延伸。第一甲板310可以通过一个或多个沿轴向方向300延伸的腹板314固定到第二甲板312。第一甲板310可以沿着轴向方向300位于第二甲板312与轮毂218之间。第一甲板310和第二甲板312中的一个或两个的外周表面318可以是围绕第一旋转轴线206围绕周向方向304延伸并且沿着轴向方向延伸的圆柱形表面。
[0067]
轮毂218具有围绕第一旋转轴线206沿圆周方向304延伸的外表面316。外表面316可包括限定多个花键322的圆柱形表面320。每个花键322沿着轴向方向300延伸，并且相邻的花键322沿着圆周方向304围绕轮毂218分布。多个花键322可以围绕圆周方向304均匀地分布，使得在可应用的制造公差内，相邻花键322之间的距离在整个多个花键322中是均匀的。此外，多个花键322可以具有沿着轴向方向300延伸的总长度324(见图9)。多个花键322中的每个花键可以在适用的制造公差内具有相同的标称总长度324。
[0068]
根据本发明的一个方面，多个花键322中的花键总数有利地在58至64的范围内。根据本发明的另一方面，花键322的总数等于60。然而，应当理解，多个花键322可以包括任何数量的花键以适合特定的应用。
[0069]
轮毂218还可以具有围绕第一旋转轴线206沿着圆周方向304延伸的内表面326。外表面316和内表面326可以限定轮毂218沿径向方向302的厚度。可替代地，轮毂218可以不具有内表面326，而是替代地从第一旋转轴线206实心地延伸到外表面316。
[0070]
第一甲板310可以限定穿过其中的第一多个孔330，并且第二甲板312可以限定穿过其中的第二多个孔332。第一多个孔330中的每个孔和第二多个孔332中的相应孔可以以
第二轴线214为中心，该第二轴线限定了经由相应孔安装到第一级托架212上的行星齿轮的旋转轴线，其中每个第二轴线214平行于轴向方向300。结果，第一多个孔330中的每个孔可以沿着轴向方向300直接面向第二多个孔332中的相应孔。
[0071]
第一多个孔330中的孔的总数可以等于第二多个孔332中的孔的总数，使得第一多个孔330中的各个孔沿着相应的第二轴线214与第二多个孔332中的相应孔唯一地配对。
[0072]
参照图5，每个第一级行星齿轮210可经由轴340联接到第一级托架212，轴340延伸穿过第一多个孔330和第二多个孔332中的相应孔。此外，每个第一级行星齿轮210可以通过布置在其间的轴承342与每个轴340旋转地接合，使得每个第一级行星齿轮210相对于其相应的轴340围绕相应的第二轴线214自由旋转。
[0073]
根据本发明的一个方面，第一级行星齿轮系200包括总共四个第一级行星齿轮210。根据本发明的另一方面，第一级行星齿轮系200包括至少两个第一级行星齿轮210。然而，应当理解，第一级行星齿轮系200可包括任意数量的第一级行星齿轮210以适合特定应用。
[0074]
每个第二级行星齿轮234可以经由轴346联接到第二级托架236，并且每个第二级行星齿轮234可以经由布置在其间的轴承348旋转地接合每个轴346。接着，每个第二级行星齿轮234相对于其各自的轴346围绕相应的第四轴线238自由旋转。
[0075]
图10是根据本发明的一个方面的轮毂218上的花键322的平面图。每个花键齿322可以至少部分地由根部表面400、第一侧表面402、尖端表面404，以及第二侧表面406限定。根据本发明的一个方面，第一侧表面402、第二侧表面406或这两者可以在仅由径向方向302和圆周方向304限定的平面中体现渐开线曲线。然而，应当理解，第一侧表面402和第二侧表面406可以体现为适合特定应用的任何轮廓。尽管图10示出了包括圆角的尖端表面404和根部表面400，但是应当理解，尖端表面404、根部表面400或两者可以是平坦的并且没有圆角。
[0076]
尖端表面404可以限定外径410(do)，根部表面400可以限定根部直径(dr)412。尽管外径410和根部直径412在图10中相对于第一旋转轴线206的尺寸明显为半径，但是应当理解，直径可以限定为图10中的表观半径的两倍。根据本发明的一个方面，外径410是在制造公差内在由径向方向302和周向方向304专门限定的平面围绕多个花键322的圆的直径。根据本发明的另一方面，根部直径412可以是在制造公差内在仅由径向方向302和圆周方向304限定的平面中内切根部表面400的圆的直径。
[0077]
对于花键的设计和分析，根据等式1根据节圆直径416(d
p
)和压力角来限定底部直径414(db)可能是有用的。
[0078][0079]
此外，节圆直径d
p
可以根据等式2以花键的总数(n)和花键的模数(m)来定义。
[0080]dp
＝n
·mꢀꢀꢀ
等式2
[0081]
模块(m)可以定义为花键节圆的倒数(1/节圆)。
[0082]
此外，根据等式3的参数(p)也可用于花键的设计和分析。
[0083]
[0084]
其中：t＝多个花键的表面拉伸强度，吉帕斯卡(gpa)；
[0085]
ls＝多个花键沿纵向的总长度，毫米(mm)；
[0086]
db＝多个花键的底部直径，mm；
[0087]
n＝多个花键中花键的总数；
[0088]dr
＝多个花键的根部直径，mm；以及
[0089]do
＝多个花键的外径，mm。
[0090]
可以在尖端表面404、第一侧表面402、第二侧表面406、根部表面400或其组合上评估多个花键的拉伸强度。根据本发明的一个方面，在尖端表面404上评估多个花键的拉伸强度。
[0091]
根据本发明的一个方面，轮毂218和花键322的材料是球墨铸铁。根据本发明的另一方面，轮毂218和花键322的材料是根据astm国际标准astm a536的球墨铸铁。根据本发明的另一方面，轮毂218和花键322的材料是根据astm国际标准astm a536的球墨铸铁，具有100-70-03的等级。然而，应当理解，其它合适的材料在本发明的范围内。
[0092]
对于轮毂218和定位片322的给定材料，可应用热处理、表面硬化或其组合来调整花键322的最终表面拉伸强度。根据本发明的一个方面，花键322的热处理可以通过旋转硬化来执行，其中花键322可以在热源的前面旋转以实现花键322的目标表面拉伸强度。根据本发明的另一方面，花键322的热处理可通过逐齿方法来执行，其中感应加热源围绕周向方向304设置在相邻花键齿的齿侧之间，以实现花键322的目标表面拉伸强度。表面硬化方法的非限制性实例包括氮化、渗碳和硼化。然而，可以理解的是，其它合适的热处理或表面硬化方法也在本发明的范围内，用于调整花键322的表面拉伸强度。
[0093]
工业实用性
[0094]
本发明总体上适用于齿轮系，并且更具体地适用于最终驱动的行星齿轮系中的行星齿轮架的花键。
[0095]
最终驱动组件116在强度、寿命、包装尺寸、可操作性和成本方面受到苛刻和竞争的限制。在矿井的示例性应用中，可能需要矿用卡车以最大有效负载向上操作陡坡，以将矿石从矿井底部向上运输到矿井边缘。在这种应用中，工作表面的陡峭和连续的升高与重的有效负载相结合会对推进传动系施加极端的应力，并且在最终驱动的部件寿命方面以及在根据最终驱动扭矩限制的可用档位选择方面的可操作性方面施加特殊的挑战。
[0096]
可用于包装最终驱动的容积受到最终驱动大部分封闭在相应车轮的轮辋内的事实的限制。因此，使最终驱动部件更大以延长部件寿命并拓宽卡车可操作性的能力可能受到轮辋内可用的包装体积的限制，更不用说实际成本的限制。此外，应用特殊材料以增加包装限制内的强度和寿命可能是成本过高的。此外，热处理过程中的尺寸变形可能对通过硬化可实现的表面拉伸强度施加实际限制。
[0097]
本技术人通过应用上述等式3中定义的参数(p)，本技术人已经确定了在最终驱动中优于传统方法的托架花键的设计。这些优越的设计在增加的负载下增加了部件寿命，在陡峭的爬升过程中加宽了可用的齿轮比，符合常规的包装和成本限制，并且有利地在参数(p)的临界范围值内确定。
[0098]
根据本发明的第一方面，这些优越的设计对应于在2.5与6.0之间的参数(p)的值的范围。具有低于2.5的参数值(p)的设计可能不能提供足够的部件寿命和齿轮选择可操作
性，而具有高于6.0的参数值(p)的设计可能不适合包装和成本限制。
[0099]
根据本发明的第二方面，有利的设计对应于上述第一方面中的条件，并且花键322的外径处于从250mm至259mm的范围内，并且花键齿的总数(n)在从58至64的范围内。
[0100]
根据本发明的第三方面，有利的设计对应于上述第一方面或第二方面中任一方面的条件，并且多个花键的总长度在35mm至140mm的范围内。
[0101]
根据本发明的第四方面，有利的设计对应于上述第一至第三方面中任一方面的条件，并且多个花键的表面拉伸强度在0.6gpa至2.5gpa的范围内。
[0102]
根据本发明的第五方面，有利的设计对应于上述第一至第四方面中任一方面的条件，并且参数(p)在3.0至5.2的范围内。具有低于3.0的参数值(p)的设计可能不能提供足够的部件寿命和齿轮选择可操作性，而具有高于5.2的参数值(p)的设计可能不适合包装和成本限制。
[0103]
根据本发明的第六方面，有利的设计对应于上述第一至第五方面中任一方面的条件，并且多个花键的总长度在35mm至95mm的范围内。
[0104]
根据本发明的第七方面，有利的设计对应于上述第一至第六方面中任一方面的条件，并且多个花键的表面拉伸强度在1.0gpa至2.5gpa的范围内。
[0105]
根据本发明的第八方面，有利的设计对应于上述第一至第七方面中任一方面的条件，并且参数(p)在3.2至4.0的范围内。具有低于3.2的参数值(p)的设计可能不能提供足够的部件寿命和齿轮选择可操作性，而具有高于4.0的参数值(p)的设计可能不适合包装和成本限制。
[0106]
根据本发明的第九方面，有利的设计对应于上述第一至第八方面中任一方面的条件，并且多个花键的总长度在60mm至80mm的范围内。
[0107]
根据本发明的第十方面，有利的设计对应于上述第一至第九方面中任一方面的条件，并且多个花键的表面拉伸强度在1.0gpa至2.0gpa的范围内。
[0108]
应当理解，前面的描述提供了所公开的系统和技术的示例。然而，可以设想，本发明的其他实现在细节上可以不同于前述示例。对本发明或其示例的所有引用旨在引用在该点所讨论的特定示例，而并非旨在更一般地暗示对本发明的范围的任何限制。所有关于某些特征的区别和不一致的语言旨在表示对这些特征缺乏偏好，但并非将其完全排除在本发明的范围之外，除非另外指明。
[0109]
在替代方案中列出特征被认为是通过权利要求中的负面限制来提供对放弃任何替代特征的支持。
[0110]
除非本文另有说明，本文中对数值范围的叙述仅旨在用作单独提及落入该范围内的每个单独值的速记方法，并且每个单独值被并入说明书中，如同其在本文中被单独叙述一样。本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序进行，除非本文另有说明或与上下文明显抵触。