专利名称：动力变速装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及通过两个轴之间的锥齿轮组传递动力的动力变速装置，更具体地涉及装配该动力变速装置的方法。
背景技术：
具有横置安装在车体前部中的发动机的机动车辆具有变速差速器，该变速差速器由改变来自发动机的动力的转速的变速传动装置和将经变速的动力传递到前轮的主动轴的前差速器装置组成。为了提供具有四轮驱动功能的这样横置安装发动机的车辆，已知例如在日本专利申请公开10-291424中描述，通过锥齿轮组将来自内置于变速差速器中的输出轴的动力传递到传动轴，该输出轴在车宽方向上延伸，该传动轴在车辆纵向上延伸到后差速器装置。在该日本专利申请公开中，在车宽方向上延伸的中空输出轴内置于变速差速器中。该输出轴配合到在车宽方向上从前差速器装置延伸的前轮驱动轴中的一个，并花键配合到前差速器装置的差速器齿轮箱。因此，当动力从变速传动装置的输出轴传递到前差速器装置的环形齿轮时，该输出轴和差速器齿轮箱一起受到旋转驱动。此外，主动锥齿轮耦合到该输出轴以将动力传递到后轮。特别是，使用多个螺栓将输出轴固定到设置在输出轴的外周表面上的法兰部。因此，存在减少部件数量和装置装配时间量的改进空间。
实用新型内容本申请的发明人对此进行了详尽地研究并出人意料地发现了一种动力变速装置， 该动力变速装置能够克服现有技术的缺点并提供进一步的优点。相应地，在本实用新型的一方面提供一种动力变速装置，其包括在第一方向上延伸的第一主动轴，在不同于所述第一方向的第二方向上延伸的第二主动轴，设置在所述第一主动轴上并与所述第一主动轴同轴的主动锥齿轮，设置在所述第二主动轴上并与所述第二主动轴同轴且与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮，在所述第一主动轴上形成的花键， 及在所述主动锥齿轮的内周表面中形成并与所述花键啮合的槽。该动力变速装置还包括在所述第一主动轴上形成并与所述第一主动轴一体且同轴的配合轴，在所述主动锥齿轮中形成并具有与所述配合轴的外表面配合的配合表面的配合孔，在轴向上在所述槽和所述配合孔之间在所述主动锥齿轮上形成的接触表面，所述接触表面接触所述第一主动轴以限制所述主动锥齿轮相对于所述第一主动轴在第一轴向上的运动，及卡环，所述卡环安装到所述第一主动轴和所述主动锥齿轮中的一个上并接触所述第一主动轴和所述主动锥齿轮中的另一个以限制所述主动锥齿轮相对于所述第一主动轴在相反于所述第一轴向的第二轴向上的运动。根据本实用新型的一方面，第一主动轴的花键和主动锥齿轮的槽可以提供可靠的动力传递。第一主动轴的配合轴和主动锥齿轮的配合孔的配合表面可以可靠地确保主动锥齿轮的径向定位精度。第一主动轴和卡环的接触表面可以可靠地确保主动锥齿轮的轴向定位精度。因此，可以可靠地确保主动锥齿轮的三维定位精度而不使用螺栓。结果，可以减少部件数量和装配该装置的时间而不增加由锥齿轮定位不精确造成的齿轮噪声。在各实施例中，可以提供在所述主动锥齿轮的配合孔中形成的圆周槽，所述圆周槽容纳所述卡环以在径向上向内偏置所述卡环并具有引导表面，所述引导表面倾斜以当在径向上偏置所述卡环时在所述第一轴向上引导所述卡环。当第一主动轴和主动锥齿轮在操作中旋转时，卡环也旋转并除偏置力之外还由离心力进一步将卡环压向圆周槽的引导表面。结果，还在第一轴向上将主动锥齿轮压向接触表面，从而获得主动锥齿轮的更加精确的轴向定位。又，在各实施例中，所述配合孔的直径大于所述花键的直径，且其中所述花键、所述接触表面和所述配合孔在轴向上从所述主动锥齿轮的齿侧以所述花键到接触表面再到配合孔的顺序设置。因此，由于位于配合孔一侧而不是花键一端，接触表面可以具有更大的直径。而且，接触表面可以接收更大的推力。此外，由于配合孔的较大直径，主动锥齿轮的定心精度得到提高。结果，可以进一步提高主动锥齿轮的定位精度。又，在各实施例中，所述配合表面配置为使得当将所述主动锥齿轮在轴向上装配到所述第一主动轴时，所述配合表面在所述花键和所述槽已开始啮合之后开始接触所述配合轴。因此，主动锥齿轮的轴向定位可以在角向定位开始之后开始以便易于装配该齿轮和轴ο
图1是示出根据本实用新型的第一实施例的动力变速装置的示意图。图2是图1所示动力变速装置的截面图。图3是示出图2所示动力变速装置的要部的放大截面图。图4是示出将主动锥齿轮配合到分动器输入轴上的过程的截面图。图5是图4中圆圈部分的放大示意图。[0018]图6是示出根据本实用新型的第二实施例的动力变速装置的示意图。图7A至图7C是示出根据本实用新型的其他实施例的卡环的安装位置的示意图。
具体实施方式
下面，参考附图描述本实用新型的实施例。第一实施例图1是示出根据本实用新型的第一实施例的四轮驱动车辆的动力传递路径的示意图。图1所示的三角形表示轴承。在图1所示的四轮驱动车辆中，横置或东西向(east-west)发动机1安装在位于车体前部的发动机室中。发动机1具有在车宽方向上延伸的曲轴2。变矩器3串联地耦合到曲轴2。自动变速器6串联地耦合到变矩器3的涡轮轴4。 变速器6的输出轴7在车宽方向上延伸，且输出齿轮8设置在输出轴7上。由变速器6减速的原动力通过输出齿轮8传递到前轮的差速器10 (前差速器)。虽然在该实施例中将自动变速器用作变速器6，但变速器6不限于自动变速器且可以是手动变速器或无级变速器。[0025]参考图1和图2描述前差速器10的构造。前差速器10具有差速器壳体11。装配到差速器壳体11上的环形齿轮12与变速器6的输出齿轮8啮合。左轴插入部18L和右轴插入部18R设置在差速器壳体11上以便对应于差速器壳体11中容纳的左侧齿轮13L和右侧齿轮13R。前轮的主动轴14L和14R在车宽方向上延伸，并插入左轴插入部18L和右轴插入部18R。左主动轴14L和右主动轴14R的每个的一个端部分别花键配合到侧齿轮13L和 13R。前轮的轮轴16L和16R分别通过万向节15L和15R耦合到左主动轴14L和右主动轴 14R的另一端部。前轮(未示出)分别与前轮的轮轴16L和16R的顶端连接。由变速器6和前差速器10组成的变速差速器5及变矩器3都容纳在变速差速器壳体9中。在车宽方向上延伸的中空输出轴22 (第一主动轴)花键配合到前差速器10的右轴插入部18R。由于输出轴22兼具前差速器10的输出轴(即，输出轴22)的功能和分动器 (transfer) 20的输入轴的功能，因此在本文中也可称为“分动器输入轴22”。分动器20包括分动器输入轴22、设置在分动器输入轴22上的主动锥齿轮27、在车辆的前后方向上延伸的分动器输出轴25 (第二主动轴)，及设置在分动器输出轴25前端部的从动锥齿轮观。主动锥齿轮27形成为环状，且耦合并配合到分动器输入轴22上。在该实施例中，将齿轮轴心在上下方向上偏移的双曲面齿轮用作主动锥齿轮27和从动锥齿轮观。因此，这在减少齿轮噪声和提高结构强度方面是有利的。然而，在该实施例中，也可以将双曲面齿轮之外的锥齿轮用作主动锥齿轮27和从动锥齿轮观。组成分动器20的各种构件容纳在分动器壳体21中。传动轴32通过万向节31耦合到分动器输出轴25的后端部，且因此通过传动轴32 将分动器20的输出传递到后轮侧。参考图3所示的放大图详细描述主动锥齿轮27到分动器输入轴22的安装结构。主动锥齿轮27通过花键部40和配合部42配合到分动器输入轴22上。在花键部40中，由于主动锥齿轮27和分动器输入轴22为花键配合，原动力可靠地从分动器输入轴22传递到主动锥齿轮27。配合部42包括在主动锥齿轮27的内圆周表面上形成的配合孔部44，及在分动器输入轴22的外圆周表面上形成的配合轴部46。配合孔部44的内径在其位于轴向上的基本上整个宽度上是均勻的。鉴于此，配合孔部44在制造主动锥齿轮27时适合用作主动锥齿轮27的各种尺寸的基准。配合轴部46由在分动器输入轴22的外圆周表面上形成的法兰形凸出部形成。配合轴部46在轴向上从花键部40 —侧的端部到其中央部分的一部分的外径做得稍小于配合孔部44的内径，且因此形成其中配合轴部46松配合到配合孔部44中的松配合部48。此外，配合轴部46的一部分在轴向上从中央部分到相反于花键部40的一端的外径做得基本上等于或稍大于配合孔部44的内径，且因此形成其中配合轴部46压配合到配合孔部44中的压配合部50。如上所述，由于在配合部42中形成压配合部50，可以合适地确保主动锥齿轮27在直径方向上的定位精度。配合部42在直径上大于花键部40。因此，可以在制造中提高配合孔部44和配合轴部46的定心精度，并提高配合孔部44和配合轴部46的直径精度。因此，可以进一步提高主动锥齿轮27在直径方向上的定位精度，且可以在直径方向上连接主动锥齿轮27而没有任何游隙。在花键部40和配合部42之间，形成接触表面52，分动器输入轴22和主动锥齿轮 27在该处彼此接触，以阻止分动器输入轴22和主动锥齿轮27之间在轴向上的相对位移。 接触表面52基本上垂直于轴向形成。此外，沿着轴向，花键部40和配合部42从主动锥齿轮27的齿面侧以该顺序设置。 鉴于此，可以在配合部42 —侧上的接触表面52接收来自主动锥齿轮27的推力。因此，与其中在花键部40 —侧上的接触表面52接收推力的情况相比，可以可靠地接收推力并获得主动锥齿轮27的高安装强度。用与分动器输入轴22接触的卡环M安装锥齿轮27以阻止分动器输入轴22和主动锥齿轮27之间在接触表面52的相反侧在轴向上的相对位移。鉴于此，由接触表面52和卡环M阻止分动器输入轴22和主动锥齿轮27之间在轴向上的相对位移，且因此也可以在轴向上合适地确保主动锥齿轮27的定位精度。相应地，可以合适地保持主动锥齿轮27和与其啮合的从动锥齿轮观的齿面接触，并抑制齿轮噪声。在配合孔部44的内圆周表面上形成安装卡环M到其中的圆周槽56。圆周槽56 具有倾斜表面(taper surface) 58，该倾斜表面58可产生用于通过卡环M的偏置力将卡环M压向接触表面52的推力。在圆周槽56远离接触表面52的一侧的侧面上形成倾斜表面58以使其直径在轴向上朝向接触表面52时扩大。卡环M在处于未安装的状态时而不是处于进入圆周槽56的安装状态时直径更大。如下所述执行卡环M的安装将卡环M插入到配合孔部44中同时减小卡环M的直径，然后将卡环M配合到圆周槽56中同时扩大其直径。因此，卡环M以在直径扩大方向偏置的状态安装到圆周环56中。在原动力的传递期间，在卡环M中产生直径扩大方向上的离心力。因此，卡环M 在直径扩大方向上的偏置力和离心力作用于卡环M的安装部，因此可以防止卡环M脱落。卡环M在安装状态下接触圆周槽56的倾斜表面58，但不接触圆周槽56的底面。 鉴于此，由于在圆周槽56的倾斜表面58上接收卡环M在直径扩大方向上的全部偏置力， 倾斜表面58可以可靠地用偏置力在接触表面52 —侧的推力方向上产生反作用力。同时， 卡环M在安装状态下接触配合轴部46在轴向上相反于接触表面52的面，但不接触圆周槽 56相对于倾斜表面58的侧面。鉴于此，圆周槽56的倾斜表面58产生的推力通过卡环M 和配合轴部46的接触表面可靠地传递到配合轴部46。因此，配合轴部46可以由推力牢固地夹在接触表面52和卡环M之间。因此，可以可靠地防止主动锥齿轮27在轴向上的晃动， 且可以进一步提高主动锥齿轮27在轴向上的定位精度。如上所述，由于仅使用单个卡环M将主动锥齿轮27固定到分动器输入轴22，例如与使用两个或多个螺栓进行紧固的现有技术相比，可以减少部件的数量并简化装配工作。 因此，可以降低成本。分动器输入轴22和主动锥齿轮27的尺寸设计为，当将主动锥齿轮27配合并安装到分动器输入轴22上时，配合部42的压配合部50的压配合在花键部40的接合开始之后开始。更具体地，如图4和图5所示，当将主动锥齿轮27配合到分动器输入轴22上时， 首先开始分动器输入轴22和主动锥齿轮27之间在花键部40的花键配合。这时，在配合部42，压配合部50的配合尚未开始，而只是开始了松配合部48的配合。鉴于此，可以容易并可靠地执行花键部40的啮合。因此，与其中花键部40的啮合在配合部42的压配合开始之后执行的情况相比，可以容易地执行主动锥齿轮27的配合工作。第二实施例图6是示出根据另一实施例的四轮驱动车辆的动力传递路径的示意图。类似于图 1，图6中的三角形表示轴承。此外，在图6中，用与图1相同的附图标记表示具有第一实施例中类似构造的构件。在该实施例中，分动器20的构造不同于第一实施例，而其他构造类似于第一实施例。该实施例的分动器20包括在车宽方向上延伸的中间轴(idle shaft) 24，以及在第一实施例中描述的分动器输入轴22和分动器输出轴25。中间轴M具有与设置在分动器输入轴22上的主动齿轮23啮合的从动齿轮沈，及与设置在分动器输出轴25上的从动锥齿轮观啮合的主动锥齿轮27。S卩，通过主动齿轮23和从动齿轮沈将输入到分动器输入轴22的原动力传递给中间轴对。然后通过主动锥齿轮27和从动锥齿轮观将传递给中间轴M的原动力传递给分动器输出轴25。主动锥齿轮27由与第一实施例中到分动器输入轴22的连接结构类似的结构连接到中间轴24，因此可以实现与第一实施例类似的效果。在上文中，参考上述实施例描述了本实用新型。然而，本实用新型不限于上述实施例。例如，在上述实施例中，公开了这样的构造，其中安装到主动锥齿轮27上的卡环 54与第一主动轴(分动器输入轴22或中间轴24)接触以由卡环M和接触表面52夹住配合部42。然而，本实用新型不限于此。即，本实用新型可以包括下述构造例如，如图7A所示，安装到第一主动轴22 (24)上的卡环M与主动锥齿轮27接触以由卡环M和接触表面 52夹住配合部42 ；又如，如图7B所示，安装到第一主动轴22 (24)上的卡环M与主动锥齿轮27接触以由卡环M和接触表面52夹住花键部40 ；再如，如图7C所示，安装到主动锥齿轮27上的卡环M与第一主动轴22 (24)接触以由卡环M和接触表面52夹住花键部40。应理解，本文中的实施例是示例性而非限制性的，因为本实用新型的范围由权利要求而不是说明书限定，且落在权利要求的范围内，或这样的范围的等价之内的所有改变因此旨在由权利要求所涵盖。
权利要求1.一种动力变速装置，其特征在于，包括在第一方向上延伸的第一主动轴；在不同于所述第一方向的第二方向上延伸的第二主动轴；设置在所述第一主动轴上并与所述第一主动轴同轴的主动锥齿轮；设置在所述第二主动轴上并与所述第二主动轴同轴且与所述主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮；在所述第一主动轴上形成的花键；在所述主动锥齿轮的内周表面中形成并与所述花键啮合的槽；在所述第一主动轴上形成并与所述第一主动轴一体且同轴的配合轴；在所述主动锥齿轮中形成并具有与所述配合轴的外表面配合的配合表面的配合孔；在轴向上在所述槽和所述配合孔之间在所述主动锥齿轮上形成的接触表面，所述接触表面接触所述第一主动轴以限制所述主动锥齿轮相对于所述第一主动轴在第一轴向上的运动；及卡环，所述卡环安装到所述第一主动轴和所述主动锥齿轮中的一个上并接触所述第一主动轴和所述主动锥齿轮中的另一个以限制所述主动锥齿轮相对于所述第一主动轴在相反于所述第一轴向的第二轴向上的运动。
2.如权利要求1所述的动力变速装置，其特征在于，还包括在所述主动锥齿轮的配合孔中形成的圆周槽，所述圆周槽容纳所述卡环以在径向上向内偏置所述卡环并具有引导表面，所述引导表面倾斜以当在径向上偏置所述卡环时在所述第一轴向上引导所述卡环。
3.如权利要求2所述的动力变速装置，其特征在于，所述配合孔的直径大于所述花键的直径，且其中所述花键、所述接触表面和所述配合孔在轴向上从所述主动锥齿轮的齿侧以所述花键到所述接触表面再到所述配合孔的顺序设置。
4.如权利要求3所述的动力变速装置，其特征在于，所述配合表面配置为使得当将所述主动锥齿轮在轴向上装配到所述第一主动轴时，所述配合表面在所述花键和所述槽已开始啮合之后开始接触所述配合轴。
5.如权利要求1所述的动力变速装置，其特征在于，所述配合孔的直径大于所述花键的直径，且其中所述花键、所述接触表面和所述配合孔在轴向上从所述主动锥齿轮的齿侧以所述花键到所述接触表面再到所述配合孔的顺序设置。
6.如权利要求5所述的动力变速装置，其特征在于，所述配合表面配置为使得当将所述主动锥齿轮在轴向上装配到所述第一主动轴时，所述配合表面在所述花键和所述槽已开始啮合之后开始接触所述配合轴。
7.如权利要求1所述的动力变速装置，其特征在于，所述配合表面配置为使得当将所述主动锥齿轮在轴向上装配到所述第一主动轴时，所述配合表面在所述花键和所述槽已开始啮合之后开始接触所述配合轴。
专利摘要在本实用新型的一个方面提供一种动力变速装置。在一个示例中，该动力变速装置包括在第一方向上延伸的第一主动轴，在第二方向上延伸的第二主动轴，设置在第一主动轴上的主动锥齿轮，设置在第二主动轴上并与主动锥齿轮啮合的从动锥齿轮。该动力变速装置还包括在第一主动轴上形成的配合轴，在主动锥齿轮中形成的配合孔，接触第一主动轴以便限制主动锥齿轮在第一轴向上的运动的接触表面，及卡环，安装所述卡环以限制主动锥齿轮在相反于第一轴向的第二轴向上的运动。通过本实用新型，可以减少动力变速装置的部件数量和装配时间而不增加齿轮噪声。
文档编号F16H55/17GK202029699SQ201120004888
公开日2011年11月9日 申请日期2011年1月10日 优先权日2010年3月15日
发明者大川裕三, 西浦秀典 申请人:马自达汽车株式会社