专利名称：用于作业机械的最终传动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及作业机械，尤其涉及用于作业机械中的最终传动装置。
背景技术：
作业机械，例如农业拖拉机或建筑业拖拉机，可包括内燃(IC)发动机，其提供输 入功率给变速器，变速器又通过后部差速器连接并驱动后轴。后部差速器和后轴有时被称 为作业机械的“后部”。某些农业拖拉机配备有提供高车辆地隙的高作物后轴。高车辆地隙由位于高处的 差速器提供，具有位于高处的横向输出轴将差速器连接到最终传动装置。每个最终传动装 置具有一位于高处的输入以接收其中一个差速器输出轴和一低处的安装在后轴上的大齿 轮。每个横向差速器输出轴连接到两个最终传动装置中的一个最终传动装置内的小齿轮 轴。每个最终传动装置的小齿轮轴具有轮齿，该轮齿与两个惰轮上的齿相啮合。惰轮上的 齿啮合于连接到该后轴的大齿轮上的齿。尽管理论上每个惰轮从小齿轮传递一半扭矩到大齿轮，实际上，由于壳体小齿轮、 惰轮和大齿轮的制造公差，其中一个惰轮可以传递小齿轮的70%扭矩到大齿轮。因为扭矩 由齿轮上少数的啮合轮齿传递，并且因为每个齿轮的齿必须具有同样的齿距以相互啮合， 每个齿轮必须设有较大的齿以能传递小齿轮70%的扭矩。而且，较大的齿需要更大的壳体， 并且支撑齿轮的轴承必须足够大用来为传递小齿轮70%的扭矩提供充足的轴承寿命。因 此，最终传动装置内的所有部件必须大于理论上不同的需求。而且，更大的轮齿和更大的轴 承将限制齿轮最大的旋转速度，所以，后轴的最大速度和拖拉机的速度也将受到限制。因此，本领域需要一种具有有效最终传动装置的拖拉机，允许使用更小、更轻、更 少花费的部件，以及允许更高的拖拉机速度。
发明内容
第一种形式中，本发明涉及一种用于作业机械的最终传动装置。该最终传动装置 包括壳体、小齿轮、第一惰轮、第二惰轮和大齿轮。所述小齿轮被限制在所述壳体内。第一 惰轮和第二惰轮均可旋转地连接到所述壳体上并被定位以与所述小齿轮啮合。大齿轮可旋 转地连接到所述壳体上并被定位以与第一惰轮和第二惰轮啮合。所述壳体、小齿轮、第一惰 轮和第二惰轮均被构形以允许所述小齿轮在第一惰轮和第二惰轮之间浮动以均勻分配小 齿轮到第一惰轮和第二惰轮的负载。另一形式中，本发明涉及一种作业机械，其包括发动机和与该发动机连接的后部。 该后部包括后轴和附装到该后轴上的最终传动装置。该最终传动装置包括壳体、小齿轮、第 一惰轮、第二惰轮和大齿轮。所述小齿轮被限制在所述壳体内。所述第一惰轮和第二惰轮 均可旋转地连接到所述壳体上并被定位以与所述小齿轮啮合。大齿轮可旋转地连接到所述 壳体上并被定位以与第一惰轮和第二惰轮啮合。所述壳体、小齿轮、第一惰轮和第二惰轮均 被构形以允许所述小齿轮在第一惰轮和第二惰轮之间浮动以均勻分配小齿轮到第一惰轮
6和第二惰轮的负载。
图1是用于农业拖拉机中的本发明实施例所述的最终传动装置横截面的示意图；图2是包含图1中最终传动装置的本发明实施例所述的后轴和最终传动装置装置 的透视图；图3是图2中沿线3-3箭头方向的横截面视图，更加详细地示出了后轴和最终传 动装置的部件；图4是图3中部分横截面视图，更加详细地示出了最终传动装置的部件；图5是图3中部分横截面的放大视图，更加详细地示出了小齿轮和最终传动装置 壳体表面；图6是图2的部分分解透视图，更加详细地示出了小齿轮和其中一个惰轮；图7是图2的部分横截面透视图，更加详细地示出了小齿轮；及图8是图3的部分横截面视图，更加详细地示出了最终传动装置的后轴。
具体实施例方式根据本发明并现在参照附图1，示出了一种用于作业机械12的最终传动装置10。 所述最终传动装置10包括壳体14和限制在该壳体14内的小齿轮16。所述作业机械12可 以是如农业拖拉机或建筑车辆的形式。该最终传动装置10用于传递扭矩到所述作业机械 12。所述最终传动装置10进一步包括第一惰轮18，其可旋转地连接到所述壳体14上 并被定位以与所述小齿轮16啮合。所述最终传动装置10还包括第二惰轮20，其可旋转地 连接到所述壳体14上并被定位以与所述小齿轮16啮合。所述最终传动装置10还包括大 齿轮22。大齿轮22可旋转地连接到所述壳体14上并被定位以与第一惰轮18和第二惰轮 20啮合。壳体14、小齿轮16、第一惰轮18和第二惰轮20均被构形以允许小齿轮16在第一 惰轮18和第二惰轮20之间浮动，以使小齿轮16与第一惰轮18之间以及小齿轮16与第二 惰轮20之间的传动力彼此相等。壳体14可以具有能够容纳齿轮16，18，20和22的任何适宜形状。所述壳体14可 以由任何适宜的耐用材料制成，也可以是，例如，由铸件制成，如灰生铁铸件。所述壳体14 可以由多个部件制成，如图中所示，包括上部的内壳体部分24和与所述上部的内壳体部分 24相似的上部的外壳体部分(未画出)。所述壳体14还包括较低的壳体部分26。多个壳 体部分24和26提供入口给壳体14的内部部分以允许齿轮装置16，18，20和22进入所述 最终传动装置10内。小齿轮16、第一惰轮18、第二惰轮20和大齿轮22可以由任何适宜的耐用材料制 成，例如，由钢铁制成并可以由传统机器加工制造。齿轮16，18,20和22可以是，例如和简 化，具有轮齿形式的外齿的直齿轮形式。举例说明并如图1中所示，小齿轮16包括具有外部轮齿30的部分28。小齿轮16 在其中心限定其旋转轴32。小齿轮16在毗邻小齿轮16具有外部轮齿30的部分28的位置34处沿垂直于小齿轮16的旋转轴32方向可移动。小齿轮16可移动足够量以确保从小齿 轮16传递到第一惰轮18和从小齿轮16传递到第二惰轮20上的力大体上相等。这样相等 的力是可能实现的，因为小齿轮16被允许沿垂直于小齿轮16的旋转轴32方向移动足够量 以平衡第一惰轮18和第二惰轮20之间的力。小齿轮16的垂直移动所需的量取决于最终传动装置10的部件的精度。例如，沿 垂直于小齿轮16的旋转轴32方向的移动需求量取决于第一惰轮18和第二惰轮20的精度 以及用于将第一惰轮18和第二惰轮20安装到壳体14上的壳体孔径、轴承和轴的精度。举例说明，所述小齿轮16可以移动，例如，在毗邻所述小齿轮16的轮齿30的位置 28处沿垂直于小齿轮16的旋转轴32方向移动至少0. 10-1. 0毫米。例如，小齿轮16可以 可选择地沿垂直于小齿轮16的旋转轴32方向移动大约0. 2-0. 8毫米，或可选择地沿垂直 于小齿轮16的旋转轴32方向移动至少0. 50毫米。小齿轮16、第一惰轮18、第二惰轮20和大齿轮22中每一个都包含外部轮齿30。 优选地，所述齿轮16，18，20和22的轮齿30具有相同的齿距以使齿轮16，18，20和22可以 相互啮合并作为齿轮系旋转。第一惰轮18、第二惰轮20和大齿轮22以任何恰当的方式可 旋转地连接到所述壳体14上。举例说明并如图所示，所述齿轮18，20和22由旋转元件轴 承(下文更详细地描述)支撑，该元件轴承准确地并持久地支撑所述壳体14内的齿轮18， 20 和 22。现在参照附图2，本发明所述的最终传动装置10被显示出与差速器36连接以形 成后部38。所述后部38是作业机械12的一部分。作业机械12，如图2所示，包括发动机 40。发动机40可以是任何恰当的发动机，也可以是，例如，汽油或柴油往复式活塞发动机。 发动机40可以被涡轮增压或由若干各种发动机设备中的一个增强其动力。作业机械12，如图2所示，进一步包括与发动机40连接的变速器42。变速器42 可以是手动或自动变速器。所述变速器42，如图2所示，其连接或耦合到差速器36。差速 器36包括差速器壳体44。右侧中间的壳体46安装到差速器壳体44上并将所述差速器壳 体44连接到两个最终传动装置壳体14的右侧一个。类似的，左侧中间的壳体48安装到差速器壳体44上并将所述差速器壳体44连接 到两个最终传动装置壳体14的第二个。所述左侧中间的壳体48与所述右侧中间的壳体46 相同。可选择地，所述左侧中间的壳体48与所述右侧中间的壳体46相似或大体上不相同。所述两个最终传动装置10，简单地说，是彼此相同的。其中一个最终传动装置10 用于作业机械12的右侧，而另一个最终传动装置10用于作业机械12的左侧。应该意识到 所述最终传动装置10可以在作业机械12的左右两边不相同。也可以是，例如，对称或彼此 有很大不同。现在参照附图3，横截面视图更详细地示出了所述作业机械12的后部38。差速器 壳体44支撑所述差速器36的部件。所述右侧中间的壳体46与所述左侧中间的壳体48以 恰当的方式固定到所述差速器壳体44上，例如，由帽螺钉52形式的紧固件固定。所述右侧 中间的壳体46包括右中间轴54，所述左侧中间的壳体48包括左中间轴56。中间轴54和 56从差速器36传递动力到所述最终传动装置10。现在参照附图4，更详细地示出了所述最终传动装置10。应该意识到所述最终传 动装置10，如图4所示，位于所述作业机械12的右侧并可以描述为右最终传动装置。左最终传动装置位于所述作业机械12的左侧且与所述右最终传动装置相同。最终传动装置10的小齿轮16包括第一端58和相对的第二端60。所述小齿轮16 支撑在第一端58上。举例说明并如图4中所示，小齿轮16的第一端58包括外部花键62， 外部花键62与右侧中间轴54的凹槽66内形成的内部花键64配合。所述右侧中间轴54 通过球型轴承形式的轴承68可旋转地固定到右侧中间壳体46。可以选择性使用其它类型 轴承。小齿轮16包括位于毗邻所述小齿轮16的第二端60的外部轮齿30。现在参照附图5，更加详细示出与最终传动装置壳体14合作的小齿轮16。最终传 动装置10包括部件69，其用来支撑小齿轮16的第二端60，同时允许所述第二端60垂直于 小齿轮16的旋转轴32移动。该部件69包括小齿轮16的第二端60内形成的小齿轮凹槽 70。该部件69还包括最终传动装置壳体14上向内延伸的突出部72。所述小齿轮16的凹 槽70配合接纳壳体16的突出部72。所述突出部72和凹槽70，如所示，通常是圆柱形。可以使用其它形状的突出部72 和凹槽70。可选择地，小齿轮可以设有突出部而所述壳体可以设有凹槽。所述突出部72由 突出部直径PD限定，所述凹槽70由凹槽直径RD限定。应该意识到所述突出部直径PD稍 小于小齿轮16的凹槽直径RD。凹槽直径RD和突出部直径PD之间的差形成小齿轮16和最 终传动装置壳体14之间的间隙，以允许小齿轮16沿垂直于小齿轮16的旋转轴32方向移 动。应该意识到，小齿轮16从小齿轮16的旋转轴32移动0. 050毫米，凹槽直径RD必须比 突出部直径PD大0. 10毫米。从小齿轮16的旋转轴32方向径向移动可以进一步由右侧中间轴54的内部花键 64和小齿轮16的外部花键62之间的间隙来限制。中间壳体轴承68的内部轴承间隙可进 一步影响小齿轮16偏转的能力。所述小齿轮16和壳体14，46的硬度可进一步影响小齿轮 16径向偏转的能力。所述最终传动装置10进一步包括止推轴承76，其固定到最终传动装置壳体14上。 所述小齿轮16包括表面78，其可旋转地配合止推轴承76。所述止推轴承76可具有一体化 结构。止推轴承可由软支承轴颈材料制成，如青铜，或由硬轴承材料制成，如坚硬的钢铁。所 述止推轴承76可以，可选择地，与所述最终传动装置壳体14构成整体。现在参照附图6，以分解示意图示出了所述第一惰轮18准备装配进入最终传动装 置壳体14。该惰轮18包括一对间隔开的轴承80，如图所示，其是笼状滚针轴承形式。所述 轴承80在惰轮轴84的轴颈82上旋转，惰轮轴84刚性地固定到最终传动装置壳体14上。 也可以使用其它类型轴承。所述小齿轮16包括所述小齿轮16的轴的第一端58上形成的 外部花键62和位于所述小齿轮16的第二端60上的外部轮齿30。如图7所示，第二惰轮20包括一对间隔开的滚针轴承80，其在惰轮轴84的轴颈 82上旋转。所述轴84刚性地固定到最终传动装置壳体14上。所述轴承80提供所述第二 惰轮20到最终传动装置壳体14的可旋转地固定。现在参照附图8，更加详细地示出了所述大齿轮22。所述大齿轮22通过内侧轴承 86和外侧轴承88可旋转地固定到所述最终传动装置壳体14上。所述内侧轴承86和外侧 轴承88是圆锥滚动轴承的形式。可选择地，所述轴承86和88可以是圆柱形轴承、球面滚 动轴承或球状轴承。而且，也可以使用其它的轴承。所述大齿轮22刚性地连接后轴90，所述内侧轴承86和外侧轴承88均固定到所述
9后轴90上。所述后轴90包括外侧轮毂92，轮94安装到轮毂92上。橡胶轮胎96安装在所 述轮94上。所述后轴90的轮毂92通过一对对置的角接触轴承98固定到所述最终传动装 置壳体14上。 已经说明了优选的实施例，显然，在不偏离如所附权利要求中限定的本发明的范 围的情况下可以进行各种变型。
权利要求
1.一种用于作业机械的最终传动装置，包括 一壳体；一小齿轮，其被限制在所述壳体内；一第一惰轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述小齿轮啮合； 一第二惰轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述小齿轮啮合；和 一大齿轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述第一惰轮和所述第二惰轮啮 合；所述壳体、所述小齿轮、所述第一惰轮和所述第二惰轮被构形以允许所述小齿轮在所述 第一惰轮和所述第二惰轮之间浮动，以均勻分配从所述小齿轮到所述第一惰轮和所述第二 惰轮的负载。
2.如权利要求1所述的最终传动装置，其中，所述小齿轮包括一第一端和一相对的第 二端，所述小齿轮在所述第一端可旋转地连接所述壳体，所述小齿轮包括设在毗邻所述第 二端的外部轮齿。
3.如权利要求1所述的最终传动装置，其中，所述小齿轮包括一具有外部轮齿的部分， 所述小齿轮限定一其旋转轴，所述小齿轮在毗邻具有所述外部轮齿的所述部分沿垂直于所 述旋转轴的方向可移动至少0. 50毫米。
4.如权利要求1所述的最终传动装置其中所述小齿轮包括一第一端和一相对的第二端，该小齿轮支撑在所述第一端，该小 齿轮包括设在毗邻所述第二端的外部轮齿，所述第二端在其中限定一凹槽；以及其中所述壳体包括一突出部，所述小齿轮的所述第二端的所述凹槽配合接纳所述壳体 的所述突出部。
5.如权利要求4所述的最终传动装置其中所述小齿轮的所述第二端的所述凹槽限定它的一圆柱形内边缘；以及 其中所述壳体的所述突出部限定它的一圆柱形外边缘。
6.如权利要求5所述的最终传动装置其中所述小齿轮第二端的凹槽的所述圆柱形内边缘限定它的一凹槽直径；及 其中所述壳体的所述突出部限定它的一突出部直径，所述凹槽直径至少大于所述突出 部直径0. 50毫米。
7.如权利要求1所述的最终传动装置其中，所述小齿轮包括一第一端和一相对的第二端，该小齿轮包括位于毗邻所述第一 端的一内部花键；以及进一步包括一轴，该轴在其中限定一凹槽，所述小齿轮的所述内部花键配合所述轴的 所述凹槽，所述轴可旋转地固定到毗邻所述轴的所述凹槽的所述壳体。
8.如权利要求1所述的最终传动装置，其中，所述小齿轮包括一具有外部轮齿的部分， 该小齿轮在其中限定它的一旋转轴，该小齿轮在毗邻具有所述外部轮齿的所述部分沿垂直 于所述旋转轴的方向可移动至少0. 50毫米。
9.如权利要求1所述的最终传动装置，其中所述小齿轮、所述第一惰轮、所述第二惰轮 和所述大齿轮中的至少一个包括一直齿轮。
10.如权利要求1所述的最终传动装置，其中所述小齿轮、所述第一惰轮、所述第二惰 轮和所述大齿轮中的至少一个通过齿轮滚铣刀和剃齿制成。
11.一种作业机械的后部，包括 一后轴；一最终传动装置，其与所述后轴连接，所述最终传动装置包括 一壳体；一小齿轮，其被限制在所述壳体内；一第一惰轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述小齿轮啮合； 一第二惰轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述小齿轮啮合；和 一大齿轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述第一惰轮和所述第二惰轮啮 合；所述壳体、所述小齿轮、所述第一惰轮和所述第二惰轮被构形以允许所述小齿轮在所述 第一惰轮和所述第二惰轮之间浮动，以均勻分配从所述小齿轮到所述第一惰轮和所述第二 惰轮的负载。
12.如权利要求11所述的后部，其中，所述小齿轮包括一第一端和一相对的第二端，所 述小齿轮在所述第一端可旋转地连接所述壳体，所述小齿轮包括设在毗邻所述第二端的外 部轮齿。
13.如权利要求11所述的后部，其中，所述小齿轮包括一具有外部轮齿的部分，所述小 齿轮限定一其旋转轴，所述小齿轮在毗邻具有所述外部轮齿的所述部分沿垂直于所述旋转 轴的方向可移动至少0. 50毫米。
14.如权利要求11所述的后部其中所述小齿轮包括一第一端和一相对的第二端，该小齿轮支撑在所述第一端，该小 齿轮包括设在毗邻所述第二端的外部轮齿，所述第二端在其中限定一凹槽；以及其中所述壳体包括一突出部，所述小齿轮的所述第二端的所述凹槽配合接纳所述壳体 的所述突出部。
15.如权利要求14所述的后部其中所述小齿轮的所述第二端的所述凹槽限定它的一圆柱形内边缘；以及 其中所述壳体的所述突出部限定它的一圆柱形外边缘。
16.如权利要求15所述的后部其中所述小齿轮第二端的凹槽的所述圆柱形内边缘限定它的一凹槽直径；及 其中所述壳体的所述突出部限定它的一突出部直径，所述凹槽直径至少大于所述突出 部直径0. 50毫米。
17.如权利要求11所述的后部其中，所述小齿轮包括一第一端和一相对的第二端，该小齿轮包括位于毗邻所述第一 端的一内部花键；以及进一步包括一轴，该轴在其中限定一凹槽，所述小齿轮的所述内部花键配合所述轴的 所述凹槽，所述轴可旋转地固定到毗邻所述轴的所述凹槽的所述壳体。
18.如权利要求11所述的后部，其中，所述小齿轮包括一具有外部轮齿的部分，该小齿 轮在其中限定它的一旋转轴，该小齿轮在毗邻具有所述外部轮齿的所述部分沿垂直于所述 旋转轴的方向可移动至少0. 50毫米。
19.如权利要求11所述的后部，其中所述小齿轮、所述第一惰轮、所述第二惰轮和所述 大齿轮中的至少一个包括一直齿轮。
20.如权利要求11所述的后部，其中所述小齿轮、所述第一惰轮、所述第二惰轮和所述 大齿轮中的至少一个通过齿轮滚铣刀和剃齿制成。、
21.—种作业机械，包括 一发动机；以及一后部，其与所述发动机连接，所述后部包括 一后轴；以及一最终传动装置，其与所述后轴连接，所述最终传动装置包括 一壳体；一小齿轮，其被限制在所述壳体内；一第一惰轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述小齿轮啮合； 一第二惰轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述小齿轮啮合；和 一大齿轮，其可旋转地连接到所述壳体并被定位以与所述第一惰轮和所述第二惰轮啮 合；所述壳体、所述小齿轮、所述第一惰轮和所述第二惰轮被构形以允许所述小齿轮在所述 第一惰轮和所述第二惰轮之间浮动，以均勻分配从所述小齿轮到所述第一惰轮和所述第二 惰轮的负载。
22.如权利要求21所述的作业机械，其中，所述小齿轮包括一第一端和一相对的第二 端，所述小齿轮在所述第一端可旋转地连接所述壳体，所述小齿轮包括设在毗邻所述第二 端的外部轮齿。
23.如权利要求21所述的作业机械，其中，所述小齿轮包括一具有外部轮齿的部分，所 述小齿轮限定一其旋转轴，所述小齿轮在毗邻具有所述外部轮齿的所述部分沿垂直于所述 旋转轴的方向可移动至少0. 50毫米。
24.如权利要求21所述的作业机械其中所述小齿轮包括一第一端和一相对的第二端，该小齿轮支撑在所述第一端，该小 齿轮包括设在毗邻所述第二端的外部轮齿，所述第二端在其中限定一凹槽；以及其中所述壳体包括一突出部，所述小齿轮的所述第二端的所述凹槽配合接纳所述壳体 的所述突出部。
25.如权利要求M所述的作业机械其中所述小齿轮的所述第二端的所述凹槽限定它的一圆柱形内边缘；以及 其中所述壳体的所述突出部限定它的一圆柱形外边缘。
26.如权利要求25所述的作业机械其中所述小齿轮第二端的凹槽的所述圆柱形内边缘限定它的一凹槽直径；及 其中所述壳体的所述突出部限定它的一突出部直径，所述凹槽直径至少大于所述突出 部直径0. 50毫米。
27.如权利要求21所述的作业机械其中所述小齿轮包括一第一端和一相对的第二端，该小齿轮包括位于毗邻所述第一端 的一内部花键；以及进一步包括一轴，该轴在其中限定一凹槽，所述小齿轮的所述内部花键配合所述轴的 所述凹槽，所述轴可旋转地固定到毗邻所述轴的所述凹槽的所述壳体。
28.如权利要求21所述的作业机械，其中，所述小齿轮包括一具有外部轮齿的部分，该小齿轮在其中限定它的一旋转轴，该小齿轮在毗邻具有所述外部轮齿的所述部分沿垂直于 所述旋转轴的方向可移动至少0. 50毫米。
29.如权利要求21所述的作业机械，其中所述小齿轮、所述第一惰轮、所述第二惰轮和 所述大齿轮中的至少一个包括一直齿轮。
30.如权利要求21所述的作业机械，其中所述小齿轮、所述第一惰轮、所述第二惰轮和 所述大齿轮中的至少一个通过齿轮滚铣刀和剃齿制成。
全文摘要
一种用于作业机械(12)的最终传动装置(10)，包括壳体(14)、小齿轮(16)、第一惰轮(18)、第二惰轮(20)和大齿轮(22)。小齿轮(16)被限制在壳体(14)内。第一惰轮(18)和第二惰轮(20)可旋转地连接到所述壳体(14)并被定位以与所述小齿轮(16)啮合。大齿轮(22)可旋转地连接到所述壳体(14)并被定位以与第一惰轮(18)和第二惰轮(20)啮合。壳体(14)、小齿轮(16)、第一惰轮(18)和第二惰轮(20)被构形以允许小齿轮(16)在第一惰轮(18)和第二惰轮(20)之间浮动。
文档编号B60K17/00GK102123881SQ200880130455
公开日2011年7月13日 申请日期2008年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者本杰明·L·波哥曼, 理查德·N·诺里斯, 维尔纳·斯特勒, 萨曼莎·汉森, 詹姆士·A·尼伯格, 马斯库玛·威利拉格姆 申请人:迪尔公司