CN104271991B - 变速发动机结构系列 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种变速发动机结构系列,具有:多个发动机结构尺寸不同的发动机,这些发动机分别具有在其自由端设有容纳孔(2,6)的发动机轴(1,5),其中,各个发动机结构尺寸的发动机轴(1)的额定外径(Da)彼此不同;和具有小齿轮轴颈(3)的至少一个***小齿轮(4),此小齿轮轴颈的额定外直径(DFR)相应于容纳孔(2,6)中任一个的额定直径(DFB),从而使***小齿轮(4)能在利用压接合的情况下固定在相应的发动机轴(1,5)上,其特征在于,第一发动机结构尺寸的发动机的发动机轴(1)的容纳孔(2)的额定直径(DFB1)相应于至少一个另外的发动机结构尺寸的发动机的发动机轴(5)的容纳孔(6)的额定直径(DFB2),从而使至少一个***小齿轮(4)能在利用压接合的情况下固定在不同发动机结构尺寸的发动机的发动机轴(1,5)上。
Description
技术领域
本发明涉及一种变速发动机结构系列,具有:多个发动机结构尺寸不同的发动机,这些发动机分别具有在其自由端设有容纳孔的发动机轴,其中,各个发动机结构尺寸的发动机轴的额定外直径彼此不同;和具有小齿轮轴颈的至少一个***小齿轮,小齿轮轴颈的额定外直径相应于容纳孔中任一个的额定直径,从而使***小齿轮能在利用压接合的情况下固定在相应的发动机轴上。在此,将啮合部件称作***小齿轮,其小齿轮轴颈借助压接合装配到在端侧设置在发动机轴上的容纳孔内。因此,***小齿轮是变速发动机结构系列所需要的轮齿和为了装配所必需的轴颈在结构部件内的组合。连结方式的主要优点在于,能够安装轮齿部件,它们的齿顶圆直径相应于甚至小于发动机轴端的额定外直径。因此,能够在第一发动机侧的传动级内实现非常高的传动比。
背景技术
之前所述类型的变速发动机结构系列在现有技术中是已知的。原则上,主要通过在第一发动机侧的传动级内的大量传动比实现每个变速装置传动比的非常高的变化。相反,传动装置的中间级和末级具有较少的变化。因此主要通过第一级表现总体必需的轮齿部件数量。相应地,已知的变速发动机结构系列对于每种利用其能够制造的发动机结构尺寸具有多个***小齿轮,其中,始终在考虑所属的发动机轴的额定外直径下实现对小齿轮轴颈和发动机轴轴颈的额定外直径的设计,从而使不同发动机结构尺寸的轴颈通常具有不同的额定外直径。基于此原因得到一些实施方案,在这些实施方案中,相同的小齿轮轮齿分配有多个小齿轮轴颈和/或者用于装配到不同发动机结构尺寸的发动机轴上的容纳孔,这导致相应大量的***小齿轮和/或者套装小齿轮。
发明内容
从该现有技术现状出发,本发明的目的是,得到一种开头提到类型的变速发动机结构系列,其具有少量的单个组成部分。
为了实现所述目的,本发明实现一种变速发动机结构系列,其具有:多个发动机结构尺寸不同的发动机,这些发动机分别具有在其自由端设有容纳孔的发动机轴,其中,各个发动机结构尺寸的发动机轴的额定外直径彼此不同;和具有小齿轮轴颈的至少一个***小齿轮,小齿轮轴颈的额定外直径相应于容纳孔中任一个的额定直径,从而使***小齿轮能在利用压接合的情况下固定在相应的发动机轴上,其特征在于,第一发动机结构尺寸的发动机的发动机轴的容纳孔的额定直径相应于至少一个另外的发动机结构尺寸的发动机的发动机轴的容纳孔的额定直径,从而使至少一个***小齿轮能在利用压接合的情况下固定在不同发动机结构尺寸的发动机的发动机轴上。也就是说,在根据本发明的变速发动机结构系列中,组成部分的数量由此降低,即这样选择端面设置在发动机轴上的容纳孔的额定直径,即对于不同发动机结构尺寸的发动机,可以使用具有相同小齿轮轴颈的***小齿轮。因此,例如对于彼此连续的发动机结构尺寸的发动机轴,选择具有相同额定直径的容纳孔。
根据本发明的一个设计方案,这样选择彼此对应的容纳孔的额定直径,即不依赖于发动机结构尺寸,塑性加载的环面占压接合的外部件的总横截面的份额始终小于或者相应于0.3。也就是说,应满足:qPA/qA≤0.3,其中,qPA是外部件的塑性加载的环面,而qA是外部件的环面。关于计算请参阅根据DIN 7190的压接合计算。
优选地,小齿轮轴颈具有一个额定外直径,该额定外直径确保了对于按照规定传输所要求的转矩足够的轴稳固性。也就是说,这样选择小齿轮轴颈或轴轴颈的额定外直径,即确保抵抗在稍后的运行期间要预期的负荷造成的故障。对于所述轴稳固性的计算请参阅DIN 743。
附图说明
借助下面对根据本发明的变速发动机结构系列的实施方式的说明并参考附图,明确地阐述本发明的其他特征和优点。其中:
图1是具有装配在其上的***小齿轮的已知变速发动机结构系列的第一发动机结构尺寸的发动机轴的横截面示意图;
图2是具有装配在其上的***小齿轮的已知的变速发动机结构系列的另一种发动机结构尺寸的发动机轴的横截面示意图;
图3是具有装配在其上的***小齿轮的根据本发明的变速发动机结构系列的第一发动机结构尺寸的发动机轴的横截面示意图;
图4是具有装配在其上的***小齿轮的根据本发明的变速发动机结构系列的另一种发动机结构尺寸的发动机轴的横截面示意图;
图5是图表,借助此图表阐述了根据本发明的变速发动机结构系列;以及
图6是图表,借助此图表阐述了根据本发明的变速发动机结构系列和已知的变速发动机结构系列的区别。
下面参考附图根据与一种已知的变速发动机结构系列的比照阐述了根据本发明的变速发动机结构系列的构造。
具体实施方式
图1和2示出了具有装配在其上的***小齿轮的已知变速发动机结构系列的发动机结构尺寸80和90的发动机轴的横截面示意图。
确切地说,图1示出了发动机结构尺寸80的发动机轴101,其中,发动机轴101具有24.8mm的额定外直径Da1。发动机轴101的自由端的端面设有容纳孔102,此容纳孔具有10mm的额定直径DFB1。在利用压接合的情况下把***小齿轮104的小齿轮轴颈103固定在容纳孔102内,***小齿轮形成了已知变速发动机结构系列的传动装置的第一发动机侧的传动级。小齿轮轴颈103有额定外直径DFR1,其相应于容纳孔102的额定直径DFB1,并且因此同样是10mm。
图2示出了已知变速发动机结构系列的稍大发动机结构尺寸90的发动机轴105,其中,发动机轴105具有29.8mm的额定外直径Da2。发动机轴105的自由端的端面设有容纳孔106,其额定直径DFB2为12mm。在利用压接合的情况下把***小齿轮108的小齿轮轴颈107固定在容纳孔106内,***小齿轮的齿顶圆直径dK相应于***小齿轮104的齿顶圆直径。小齿轮轴颈107的额定直径DFB2相应于容纳孔106的额定直径DFB21,并且因此同样是12mm。
虽然***小齿轮104和108的轮齿是一样的,但在已知的结构系列中对于发动机结构尺寸80和90基于小齿轮轴颈103和107的不同额定直径因此需要分开的小齿轮轴颈,这是因为关于根据DIN 7190的压接合的最优传输性能来说,容纳孔102和106的额定直径DFB1和DFB2在单独考虑时分别与发动机轴101和105的不同额定外直径Da1和Da2相匹配。也就是说,额定外直径Da1和Da2分别在根据DIN 7190用于实现最优的压接合的单独计算的范畴中被彼此分开地测定。
现在本发明以这样的思想为基础,即为了实现可靠的压接合,无需强制在变速发动机结构系列中***小齿轮轴颈103和107将分开对用于相应的发动机结构尺寸。更确切地说,把特定的发动机结构尺寸概括成组,在这些组中仅分别使用一个唯一的、共同的轴颈几何尺寸便可以到达目的。
当在一组较大的发动机中,根据DIN 7190不能充分利用所选出的、所述塑性加载的环面qPA占总横截面qA的最大允许份额时,上述思想在***小齿轮的情况下实现。典型地,其特征在于临界比qPA/qA小于0.3。相应地,较小的发动机则较高地利用设定临界比。为此,首先从恒定的过盈出发。同样也可以使用所述发动机轴孔的公差变化。通常,一组较小的发动机产生较少的转矩,从而使相应较小的覆盖就足够了。因此,当在最大程度充分利用发动机的情况下可用的塑性直径已经用完时,在发动机组中也能够实现同样的小齿轮轴颈直径。
下面借助图3至5,其中这些图涉及了根据本发明的一个实施方式的变速发动机结构系列;以及借助图6,其中此图对已知的变速发动机结构系列和根据本发明的变速发动机结构系列进行相互比照,来对其进行说明。
图3示出了所述根据本发明的变速发动机结构系列的发动机结构尺寸80的发动机轴1,其中,与图1所示已知的实例类似地,发动机轴1的额定外直径Da1为24.8mm。发动机轴1在其自由端的端侧设有容纳孔2,此容纳孔具有14mm的额定直径DFB1,并且因此其选择得比图1所示的容纳孔102的额定直径DFB1大。在利用压接合的情况下把***小齿轮4的小齿轮轴颈3固定在容纳孔2内,其中,小齿轮轴颈3的额定直径DFR1相应于容纳孔2的额定直径DFB1,并且因此同样为14mm。依赖于所选择的、例如根据DIN 7190所计算的过盈,在当前情况下塑性加载的环面占压接合的总外部件的总横截面的份额qPA/qA为0.295。因此,其小于0.3并且相应地(正好还)是允许的。
图4示出了根据本发明的变速发动机结构系列的稍大发动机结构尺寸的发动机轴5,其中,发动机轴5的额定外直径Da2为29.8mm,并且因此相应于图2中所示的已知的变速发动机结构系列的发动机轴105的额定外直径Da2。发动机轴5的自由端的端侧设有容纳孔6,容纳孔6具有14mm的额定直径DFB2,并且因此相应于图3中所示的发动机结构尺寸80的发动机轴1的容纳孔2的额定直径DFB1。在利用压接合的情况下把***小齿轮4的小齿轮轴颈3装配在容纳孔6内。***小齿轮8的额定外直径DFR2相应于额定直径DFB2,并且因此同样为14mm。对于塑性加载的环面占压接合的外部件的总横截面的份额,给出如同上述所选择的过赢,例如值为0.179,其同样小于0.3并且由此是允许的。
基于这样的事实,即在对于发动机结构尺寸80和90的根据本发明的变速发动机结构系列中,相同地选择额定直径DFR1、DFR2、DFB1和DFB2,因此对于发动机结构尺寸80和90来说,***小齿轮4能够使用同一小齿轮轴颈3,由此,相对于已知的变速发动机结构系列的所述发动机结构尺寸80和90来说,能够减少结构部件的数量。这引起极大的成本节省。
以同样的方式,如借助图5所示出的,***小齿轮被概括用于发动机结构尺寸100和112、132和160以及180和200。图5中,阴影柱分别代表两个所概括的发动机结构尺寸中较小的发动机;空心柱代表两个所概括的发动机结构尺寸中较大的发动机;虚线代表两个所概括的发动机结构尺寸中较小的发动机的塑性加载的环面占压接合的外部件的总横截面的份额qPA/qA,而实线代表两个所概括的发动机结构尺寸中较大的发动机的qPA/qA值。
图6示出图1和2中示出的对于所述发动机结构尺寸80、90、100、112、132、160、180和200的已知的变速发动机结构系列的***齿轮的小齿轮轴颈的额定外直径DFR与图3和4中示出的对于相同的发动机结构尺寸的已知变速发动机结构系列的***齿轮的小齿轮轴颈的额定外直径DFR的直接对比。图形中,阴影柱代表所述已知的变速发动机结构系列的***齿轮的小齿轮轴颈的额定外直径DFR;而空心柱代表根据本发明的变速发动机结构系列的***齿轮的小齿轮轴颈的额定外直径DFR。能够辨别出,在对于每个发动机结构尺寸的根据本发明的变速发动机结构系列中,相对于已知的变速发动机结构系列节省了一个***小齿轮。
虽然利用所述优选的实施实例详细地阐明并且说明本发明,但是本发明并不被所公开的实例局限并且在不超出本发明的保护范围下,可以由专业人员推演出其它方案。
Claims (3)
1.一种变速发动机结构系列,具有:多个发动机结构尺寸不同的发动机,这些所述发动机分别具有在所述发动机的自由端设有容纳孔(2,6)的发动机轴(1,5),其中,各个所述发动机结构尺寸的所述发动机轴的额定外直径(Da)彼此不同;和具有小齿轮轴颈(3)的至少一个***小齿轮(4),所述小齿轮轴颈的额定外直径(DFR)相应于所述容纳孔(2,6)中任一个的额定直径(DFB),从而使所述***小齿轮(4)能在利用压接合的情况下固定在相应的所述发动机轴(1,5)上,其特征在于,第一发动机结构尺寸的发动机的发动机轴的容纳孔(2)的所述额定直径(DFB1)相应于至少一个另外的发动机结构尺寸的发动机的发动机轴(5)的容纳孔(6)的所述额定直径(DFB2),从而使至少一个所述***小齿轮(4)能在利用压接合的情况下固定在不同发动机结构尺寸的发动机的发动机轴(1,5)上。
2.根据权利要求1所述的变速发动机结构系列,其特征在于,如下地选择彼此相应的所述容纳孔(2,6)的所述额定直径(DFB),即,不依赖于所述发动机结构尺寸,塑性加载的环面占所述压接合的外部件的总横截面的份额(qPA/qA)始终小于或者等于0.3。
3.根据前述权利要求中任一项所述的变速发动机结构系列,其特征在于,所述小齿轮轴颈(3)具有一个额定外直径(DFR),所述额定外直径确保了对于按照规定传输所要求的转矩足够的轴稳固性。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240124 Address after: Nuremberg, Germany Patentee after: Yinmengda Co.,Ltd. Country or region after: Germany Address before: Munich, Germany Patentee before: SIEMENS AG Country or region before: Germany |
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