轴保持和润滑系统及方法
【技术领域】
[0001]本公开内容涉及齿轮和轴组件，并且具体地涉及齿轮轴的保持和润滑。
【背景技术】
[0002]齿轮和轴组件存在多种构造。例如，行星齿轮组典型地包括中心齿轮、环形齿轮、小齿轮托架和至少一个小齿轮(也称作行星齿轮)。简单的行星齿轮组可能具有一个可旋转安装在小齿轮托架上的小齿轮，而复杂的行星齿轮组可能具有多个可旋转安装在小齿轮托架上的小齿轮。每一小齿轮通过与小齿轮托架连接的小齿轮轴可旋转地安装在小齿轮托架上。小齿轮托架可绕中心齿轮的旋转轴线旋转，或可以静止。
[0003]行星齿轮组典型地是更大机械组件的一部分，如用于作业机器的传动装置。行星齿轮组允许设备通过调整输入轴与输出轴之间的传动比来调整输出轴的速度和扭矩。这可通过锁定齿轮之一使得它相对于它可旋转安装的轴静止，或通过选择堆叠式行星齿轮组中的第二组齿轮来实现。例如，中心齿轮可保持静止，而小齿轮和环形齿轮被允许自由旋转；小齿轮可保持静止，允许中心齿轮和环形齿轮旋转；或环形齿轮可保持静止，允许中心齿轮和小齿轮旋转。旋转齿轮和静止齿轮的每一组合导致在输入轴和输出轴之间的不同齿轮传动比。可选地，锁定两个齿轮，如中心齿轮和环形齿轮、环形齿轮和小齿轮、或小齿轮和中心齿轮，将使得整个行星齿轮组一起旋转。这导致输入轴和输出轴具有相同的转速。
[0004]行星齿轮组的常见问题是如何有效成本控制地限制小齿轮轴相对于小齿轮托架的轴向和转动移动。当润滑流体经由压力供给至小齿轮轴承时，对小齿轮轴的限制会尤其经受挑战。例如，高的润滑流体压力会在小齿轮轴上产生轴向的推力。欠润滑齿轮的旋转会将扭矩施加至齿轮轴，这会导致额外的磨损，如对齿轮、轴和轴承的磨损，和/或导致在小齿轮与环形齿轮和/或中心齿轮之间的对齐不准。高转速的应用进一步要求限制方法稳定可靠。也出现了更复杂的设计，行星齿轮组具有小的外形轮廓，它能够包装在小巧的封袋内。
【发明内容】
[0005]本发明公开了一种轴保持和润滑流体传递系统和方法，例如用于在行星齿轮组中将小齿轮轴安装至小齿轮托架，以阻止小齿轮轴相对于小齿轮托架的轴向和转动移动，并且向小齿轮和小齿轮轴承提供润滑流体。
[0006]根据本公开内容的一方面，齿轮安装在沿轴线延伸的齿轮轴上。齿轮轴具有第一轴径向孔，第一轴径向孔在径向方向上从齿轮轴的外表面延伸，至少部分地穿过齿轮轴。齿轮轴可具有第二轴径向孔，第二轴径向孔在径向方向上从齿轮轴的外表面延伸，至少部分地穿过齿轮轴，并且第二轴径向孔与齿轮轴向地对齐。齿轮轴具有轴轴向孔，轴轴向孔具有轴轴向孔直径，其中轴轴向孔在轴向方向上延伸，至少部分穿过齿轮轴，并且穿过第一轴径向孔和第二轴径向孔中的至少一个。安装表面具有至少部分沿轴向方向的开口，用来接收齿轮轴，并且安装表面具有第一安装表面径向孔，第一安装表面径向孔与第一轴径向孔同轴，并且从开口延伸穿过安装表面的至少一部分。固定件具有固定件头部和固定件杆，固定件至少部分置于轴轴向孔内。在径向方向上在轴轴向孔和固定件杆之间，以及在轴向方向上在第一轴径向孔和第二轴径向孔之间，形成有环形间隙通道。
[0007]根据本公开内容的另一方面，齿轮轴保持和润滑系统包括安装在沿一轴线延伸的齿轮轴上的齿轮。其中齿轮轴具有第一轴径向孔，第一轴径向孔在径向方向上从齿轮轴的外表面延伸，至少部分地穿过齿轮轴，并且齿轮轴具有第二轴径向孔，第二轴径向孔在外表面和轴轴向孔之间延伸。第二轴径向孔与齿轮轴向地对齐。齿轮轴具有轴轴向孔，轴轴向孔具有轴轴向孔直径，并且轴轴向孔在轴向方向上延伸，至少部分地穿过齿轮轴，并且穿过第一轴径向孔和第二轴径向孔中的至少一个。齿轮轴具有齿轮轴凹口，齿轮轴凹口具有大于轴轴向孔的直径。齿轮轴凹口在轴向方向上仅部分地延伸通过齿轮轴。安装表面具有至少部分沿轴向方向的开口，用来接收齿轮轴，并且安装表面具有第一安装表面径向孔，第一安装表面径向孔与第一轴径向孔同轴，并且从开口延伸穿过安装表面的至少一部分。提供有固定件，固定件具有固定件头部和固定件杆，其中固定件头部具有小于齿轮轴凹口直径并大于轴轴向孔直径的直径，固定件至少部分地置入轴轴向孔内。在径向方向上在轴轴向孔和固定件杆之间，以及在轴向方向上在第一轴径向孔和第二轴径向孔之间，形成有环形间隙通道。
[0008]根据本公开内容的另一方面，提供了一种润滑齿轮和齿轮轴承的方法。该方法包括:提供安装表面，安装表面具有第一安装表面径向孔。提供齿轮轴，齿轮轴安装至安装表面，齿轮轴具有第一轴径向孔、第二轴径向孔和轴轴向孔，其中第一轴径向孔与第一安装表面径向孔同轴，轴轴向孔具有轴轴向孔直径。将齿轮和齿轮轴承安装至齿轮轴。提供固定件，固定件具有固定件杆。其中固定件杆的直径小于轴轴向孔的直径。固定件杆至少部分地置于轴轴向孔内，在轴轴向孔和固定件杆之间形成环形间隙通道。流体连通第一安装表面径向孔、第一轴径向孔、环形间隙通道、第二轴径向孔、齿轮轴承和齿轮。向安装表面供应润滑流体。
[0009]通过阅读下面的详细描述并结合考虑附图，本领域技术人员可以清楚获知本公开内容的这些以及其他特征和优点。
【附图说明】
[0010]图1是具有传动装置的示例性作业机器的透视图，传动装置带有行星齿轮组，其中可以利用本公开内容的轴保持和润滑系统及方法；
[0011]图2是堆叠式行星齿轮组的透视图；
[0012]图3是沿图2中3-3线截取的剖视图；
[0013]图4是图2中的行星齿轮组的小齿轮和轴组件的放大的部分分解透视图；
[0014]图5是图2中的行星齿轮组的小齿轮和轴组件的的另一个部分分解透视图；
[0015]图6是图2中的行星齿轮组的小齿轮和轴组件的的侧面的分解剖视图；
[0016]图7是沿图3中的弧线7-7截取的放大的剖视图；和
[0017]图8是与图7相似的视图，示出了一种替代的轴保持布置方式。
[0018]附图中相同的附图标记表示相同的部件、部分或操作。
【具体实施方式】
[0019]如上面【附图说明】的附图所示出的，下面对本公开内容的轴保持和润滑流体传递系统及其方法的一个或多个示例性实施例进行描述。本领域技术人员能够预期对示例性实施例作出多种改变。
[0020]在某些应用中，齿轮和齿轮轴经受高转速，相应地这使得旋转部件经受潜在的大的离心力。离心力可被看作趋于使旋转体朝远离旋转中心方向移动的旋转体所产生的惯性力。作用在固定件上的离心力趋于迫使固定件朝远离旋转轴线方向移动。如果固定件以轴位于固定件和旋转中心之间的方式固定在轴上，离心力将使固定件朝远离旋转轴线的方向移动，并且因此远离轴。
[0021]因此，以最小化离心力和高流体压力的影响的方式保持齿轮轴是有用的，或者使用这种方式辅助保持齿轮轴。这种机制例如可包括保持销，该保持销插入齿轮轴的内部，并且结合在齿轮轴和安装表面之间。在其中一个实施例中，保持销具有保持销头部，使得作用在保持销上的离心力和压力将保持销相对齿轮轴和安装表面楔紧，但是保持销头部的定位能够阻止保持销退出齿轮轴。在其他实施例中，与保持销结合的安装表面上的孔具有末端，该末端限制销从齿轮轴和安装表面上退出的径向移动，消除对保持销头部的需求。
[0022]为了阻止保持销退出保持位置，可以使用阻挡机构，如帽螺钉。帽螺钉可以用来限制保持销的径向移动，以便即使当流体压力降低和/或没有旋转运动时保持销也能保持在保持位置。然而阻挡机构应设计为使得润滑流体的流动不受阻碍，并且使得流体压力能够作用于保持销上。
[0023]在某些齿轮和轴组件中，人们期望以紧凑和稳固的方式实现对齿轮轴的轴向和旋转限制。例如，在行星齿轮组的操作期间，润滑流体可在高流体压力下被供给到轴承和齿轮上，以降低移动部件间的磨损，并保证行星齿轮组的平滑操作。穿过齿轮轴流到小齿轮的高压润滑流体