CN113557374A - 圆柱齿轮变速器 - Google Patents

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CN113557374A
CN113557374A CN202080018740.1A CN202080018740A CN113557374A CN 113557374 A CN113557374 A CN 113557374A CN 202080018740 A CN202080018740 A CN 202080018740A CN 113557374 A CN113557374 A CN 113557374A
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迈克尔·劳布尔
约翰·琼格贝克
威尔弗里德·西诺沃克
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IMS Gear SE and Co KGaA
Continental Automotive Technologies GmbH
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Yimai Gear Co ltd
Continental Teves AG and Co OHG
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Abstract

本发明涉及一种圆柱齿轮变速器(251)，其包括：‑变速器壳体(12)；‑围绕第一旋转轴(16)可旋转地支承在变速器壳体(12)中的输出齿轮(14)；‑围绕第二旋转轴(20)可旋转地支承在变速器壳体(12)中的主动齿轮(18)，其中，o第一旋转轴(16)和第二旋转轴(20)彼此平行且以固定的中心间距(A)彼此间隔开地伸展；以及‑中间齿轮(22)，该中间齿轮(22)与输出齿轮(14)和主动齿轮(18)啮合并且围绕第三旋转轴(24)可旋转地支承在承载部(26)中，其中，o第三旋转轴(24)平行于第一旋转轴(16)和所二旋转轴(20)伸展；以及o承载部(26)可放置到变速器壳体的收纳部(37)中并且如此设计，使得第三旋转轴(24)可垂直于第一旋转轴(16)和/或第二旋转轴(20)移动以补偿输出齿轮(14)、主动齿轮(18)和/或中间齿轮(22)的直径差异。

Description

圆柱齿轮变速器
技术领域
本发明涉及一种圆柱齿轮变速器。
背景技术
当需要增速或减速和/或扭矩转换时，圆柱齿轮变速器由于其相对简单的结构而用于驱动技术的许多领域中。尤其是在汽车制造中，电动机在许多情况下用于调节可以相对彼此移动的构件，不过电动机提供相对较高的额定转速和相对较低的扭矩。使用圆柱齿轮变速器可以降低转速并增加扭矩。使用圆柱齿轮变速器的例子是车辆的停车制动器和行车制动器。
在圆柱齿轮变速器的最简单的实施方式中，可绕第一旋转轴旋转的输出齿轮与可绕第二旋转轴旋转的主动齿轮啮合，其中，第一旋转轴和第二旋转轴彼此平行伸展。然而，在本实施方式中可实现的中心间距是有限的。为了使模块化***的中心间距标准化，使用至少一个中间齿轮，该中间齿轮围绕第三旋转轴旋转并且不仅与主动齿轮啮合，而且与输出齿轮啮合。在这种情况下，主动齿轮和输出齿轮之间没有直接啮合。这种圆柱齿轮变速器在CH293225A中示出。
在这种圆柱齿轮变速器中，尤其是由于标准化和由此产生的成本降低而存在以下要求，即第一旋转轴和第二旋转轴之间的中心间距是固定的，但应仍可实现不同的传动比或减速比。在这里，应将为此所需对圆柱齿轮变速器以及尤其是对变速器壳体的修改保持得尽可能少。一种常见的做法是，使输出齿轮保持不变，并且只改变中间齿轮和主动齿轮的直径以及相应的齿部参数。根据应用情况，也可能会需要使主动齿轮保持不变并相应地改变输出齿轮，但在这种情况下也使中心间距保持不变。然而，由于第一旋转轴和第二旋转轴之间的固定的预定中心间距，必须改变第三旋转轴的布置以便能够实现最佳啮合。因此，变速器壳体必须至少适配到可以相应地布置第三旋转轴的程度，这需要一笔不小的费用，由此标准化受到某些限制。
发明内容
因此，本发明的一个实施方式的目的是如此进一步开发一种上文提到的类型的圆柱齿轮变速器，使得可以在不需要对变速器壳体进行显著修改的情况下实现不同的传动比或减速比。
该目的是使用在权利要求1中指定的特征来实现的。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
本发明的一个实施方式涉及一种圆柱齿轮变速器，其包括：
-变速器壳体；
-围绕第一旋转轴可旋转地支承在所述变速器壳体中的输出齿轮；
-围绕第二旋转轴可旋转地支承在所述变速器壳体中的主动齿轮，其中，
o所述第一旋转轴和所述第二旋转轴彼此平行且以固定的中心间距彼此间隔开地伸展；以及
-中间齿轮，所述中间齿轮与所述输出齿轮和所述主动齿轮啮合并且围绕第三旋转轴可旋转地支承在承载部中，其中，
o所述第三旋转轴平行于所述第一旋转轴和所述第二旋转轴伸展；以及
o所述承载部可放置到所述变速器壳体的收纳部中并且如此设计，使得所述第三旋转轴可垂直于所述第一旋转轴和/或所述第二旋转轴移动以补偿所述主动齿轮、所述输出齿轮和/或所述中间齿轮的直径差异。
在所提出的圆柱齿轮变速器中设置由承载部，该承载部如此设计，使得中间齿轮旋转所围绕的第三旋转轴可垂直于第一和第二旋转轴移动。换句话说，第三旋转轴可以朝向或远离第一或第二旋转轴移动。例如，如果中间齿轮和主动齿轮的直径发生变化，则第三旋转轴可以由于可移动性而置于必要的位置，该位置对于最佳啮合是必要的。为了提供垂直于第一旋转轴和垂直于第二旋转轴的可移动性，第三旋转轴可以使用相应作用的弹性元件例如弹簧等来支承。在这里，无需预设定第三旋转轴的位置。更确切地，该位置在安装圆柱齿轮变速器时从所用齿轮的直径自动产生。仅相应地调节主动齿轮和中间齿轮就足够了。另外的修改只需对承载部本身进行，而最重要的是无需对变速器壳体进行，从而可以将圆柱齿轮变速器的相同部分的数量保持较高，同时可以实现不同的传动比或减速比。根据应用情况，主动齿轮可以保持不变，从而只须相应地调节输出齿轮和中间齿轮。
此外，可以通过所使用的模块在中心间距给定的情况下灵活地适配尤其是主动齿轮和输出齿轮的强度。尽管不是本发明的主要目的，也可以改变主动齿轮和输出齿轮之间的中心间距。
在上文提到的CH293225A中，中间齿轮的第三轴借助自调心轴承来支承，由此提供了第三轴的一定的角度可移动性。由此可以补偿偏斜位置、轴弯曲或不同心度并且防止圆柱齿轮变速器的过度磨损以及在极端情况下的堵塞。在这里，自调心轴承牢固地安装在根据CH293225A所述的圆柱齿轮变速器的壳体中。在此处所示的圆柱齿轮变速器中不能实现不同的传动比，由此清楚地表明，CH293225A追求与根据本公开的圆柱齿轮变速器不同的目标。
根据另一实施方式，所述承载部具有至少一个线性引导件，所述承载部利用所述线性引导件在垂直于所述第一旋转轴和所述第二旋转轴的至少一个方向上可移动地支承在所述变速器壳体中。在本实施方式中，承载部可以以滑块的方式实施，该滑块可以在相应的轨道中至少沿着垂直于第一和第二旋转轴的方向移动。线性引导件产生了类似于或对应于浮动支承的轴承。在本实施方式中，可以以简单的方式实现承载部的可移动性。如上所述，第三旋转轴布置在承载部上。在本实施例中，不是第三旋转轴本身直接可移动地被支承，而是承载部相对于变速器壳体被支承，从而第三旋转轴本身可以牢固地与承载部连接，这在技术上很简单，因此实施起来成本低廉。
在进一步的实施方式中，所述第一旋转轴和所述第二旋转轴可以位于连接直线上，并且所述第三旋转轴可以与所述连接直线相距一定距离布置。因此，第三旋转轴不与第一旋转轴和第二旋转轴对齐，而是布置成与连接直线错开，该连接直线将第一旋转轴和第二旋转轴连接。由此可以提高齿轮选择的自由度，而不必对变速器壳体进行任何显著更改。
在进一步的实施方式中，所述圆柱齿轮变速器可以具有形状配合装置，利用所述形状配合装置将所述承载部引导和/或固定在所述变速器壳体中。形状配合装置可以是例如止挡件或滑键，这些止挡件或滑键允许在第一方向上的引导，但限制在与第一方向垂直伸展的第二方向上的可移动性，由此可以确保承载部不会从变速器壳体脱落。可以以简单的方式提供形状配合装置，而不会显著地使圆柱齿轮变速器的可安装性变得复杂。
在进一步的实施方式中，所述主动齿轮可以支承在第一变速器壳体部中，并且所述输出齿轮可以支承在第二变速器壳体部中，其中，所述第一变速器壳体部和所述第二变速器壳体部可以以可拆卸的方式相互连接，并且所述承载部在已连接状态下伸入到所述第一变速器壳体部和所述第二变速器壳体部中。在本实施方式中，圆柱齿轮变速器的可安装性是特别有利的，因为在两个变速器壳体部相互连接、尤其是相互旋紧之前，承载部已经可以被引入到两个壳体部之一中并且预先固定在那里。第一变速器壳体部和第二变速器壳体部也可以在很大程度上预安装，从而在将两个壳体部连接之后在很大程度上制成圆柱齿轮变速器。在这里，第一变速器壳体部和第二变速器壳体部可以使用限定的接口相互连接，从而例如其中支承有具有不同直径的主动齿轮的不同的第二变速器壳体部可以与相同的第一变速器壳体部连接。因此，在相对较少的技术努力下，可行的传动或减速比的数量可以进一步增加。
一个进一步的实施方式的特征在于，所述线性引导件具有第一线性引导部段和第二线性引导部段，其中，所述第一线性引导部段与所述第一变速器壳体部相互作用，并且所述第二线性引导部段与所述第二变速器壳体部相互作用。在本实施方式中，可以避免承载部的误安装，因为承载部只能以特定取向***到第一变速器壳体部和第二变速器壳体部中。
根据进一步的实施方式，所述圆柱齿轮变速器具有致动器，利用所述致动器可以调节所述第三旋转轴的可移动性。致动器可以例如设计为调节螺钉。中间齿轮可以相对于主动齿轮和输出齿轮预载，并因此可以调节圆柱齿轮变速器内的间隙。此外，还可以对公差进行补偿，这样就可以用较低的精度来制造中间齿轮、主动齿轮和输出齿轮，从而使成本效益更高。
进一步的实施方式的特征在于，所述输出齿轮由第一材料制成，所述主动齿轮由第二材料制成，并且所述中间齿轮由第三材料制成。当使用不同的材料时，上述补偿公差的可能性特别有用。尤其地，可以使用在注塑成型中制造的塑料齿轮，这些塑料齿轮无须再加工，以便提供必要的公差。此外，可以实现特别有利的材料配对，由此可以减少所提出的圆柱齿轮变速器的噪声形成并延长其使用寿命。
根据进一步的实施方式，主动齿轮和/或输出齿轮可更换地支承在变速器壳体中，其中，中间齿轮可更换地支承在承载部中。一方面，可更换性简化了在发生损坏时的维修，另一方面，现有的圆柱齿轮变速器可以以相对较少的工作量配备有不同的传动比或减速比。因此，可以比较容易地实现相应的改装。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明的示例性实施方式。在附图中：
图1A至图1C以基本俯视图采用各种构造示出了根据现有技术的圆柱齿轮变速器；
图2示出了根据本发明的圆柱齿轮变速器在没有变速器壳体的情况下的实施例的立体图；
图3示出了根据本发明的圆柱齿轮变速器的变速器壳体在没有齿轮的情况下的立体分解图；
图4示出了根据本发明的圆柱齿轮变速器的实施例的剖视图；以及
图5示出了根据本发明的圆柱齿轮变速器的第二实施例的齿轮的俯视图。
具体实施方式
在图1A至图1C中以基本俯视图采用各种构造示出了根据现有技术的圆柱齿轮变速器10。圆柱齿轮变速器10具有变速器壳体12，在该变速器壳体12中，围绕第一旋转轴16可旋转地支承有输出齿轮14，围绕第二旋转轴20可旋转地支承有主动齿轮18，并且围绕第三旋转轴24可旋转地支承有中间齿轮22。第一旋转轴16、第二旋转轴20和第三旋转轴24彼此平行伸展。中间齿轮22与主动齿轮18和输出齿轮14啮合，从而在主动齿轮18和输出齿轮14之间不存在直接啮合。
主动齿轮18和输出齿轮14彼此以中心间距A布置，该中心间距A在所有三种构造中都相同。圆柱齿轮变速器10的各种构造不同如下：虽然输出齿轮14在所有三种构造中都相同并且尤其是具有相同直径，但是主动齿轮18和中间齿轮22具有不同直径。虽然主动齿轮18的直径从图1A中所示的第一构造减小到图1C中所示的第三构造，但是中间齿轮22的直径相应地增加。由此可以在中心间距A相同的情况下表示不同的传动比和减速比。
由于主动齿轮18和输出齿轮14之间的中心间距A在所有三种构造中都相同，因而必须相应地调整第三旋转轴24的位置，以确保中间齿轮22与主动齿轮18和输出齿轮14啮合。为了清楚起见，在图1A至图1C中示出了参考线X，该参考线X在第二构造(图1B)中通过第三旋转轴24的中心伸展。关于图1A至图1C中所选择的图示，在第一构造(图1A)中，第三旋转轴24朝参考线X左侧偏移伸展，而在第三构造(图1C)中，第三旋转轴24朝参考线X右侧偏移伸展。这使得变速器壳体12必须适配于图1A至图1C中所示的各种构造，从而不可能用相同的变速器壳体12实现不同的传动比和减速比。
在图2中以立体图示出了根据本发明的圆柱齿轮变速器251在没有变速器壳体12的情况下的第一实施例，而在图3中也以立体图示出了根据本发明的圆柱齿轮变速器251的第一实施例的变速器壳体12。根据本发明的圆柱齿轮变速器251也具有主动齿轮18、输出齿轮14和中间齿轮22，其中，中间齿轮22与主动齿轮18和输出齿轮14啮合。尤其是从图2中可以看出，中间齿轮22布置在承载部26上，第三旋转轴24垂直于第一旋转轴16和第二旋转轴20可移动地布置在该承载部26上。尤其是从图2和图3的比较中可以看出，所示实施例中的第三旋转轴24的可移动性借助线性引导件28来实现，利用该线性引导件28将承载部26支承在变速器壳体12中。而第三旋转轴24本身以固定方式布置在承载部26上。在所示的实施例中，线性引导件28使得第三旋转轴24可朝向或远离第一旋转轴16和第二旋转轴20移动。
第三旋转轴24位于连接直线B上，该连接直线通过第一旋转轴16和第二旋转轴20伸展，这在图2的立体图上并不明显，但却是事实。就此而言，第三旋转轴24与第一旋转轴16和第二旋转轴20对齐。在圆柱齿轮变速器251的第一实施例中，第一旋转轴16和第二旋转轴20也彼此以固定的中心间距A布置。
从图3可以看出，变速器壳体12包括第一变速器壳体部30和第二变速器壳体部32，该第一变速器壳体部30和该第二变速器壳体部32可以借助螺旋连接件34可拆卸地彼此连接。第一变速器壳体部30和第二变速器壳体部32在接口36处相互抵靠。线性引导件28包括第一线性引导部段38和第二线性引导部段40。变速器壳体12具有收纳部37，承载部26可以放入到该收纳部37中。收纳部37不仅延伸到第一变速器壳体部30，而且延伸到第二变速器壳体部32。在这里，第一线性引导部段38如此设计，使得其只能与收纳部37的位于第一变速器壳体部30中的部分相互作用，而第二线性引导部段40只能与收纳部37的位于第二变速器壳体部32中的部分相互作用。因此，以盒的方式设计的承载部26可以仅以特定的取向***到收纳部37中。
从图4可以看出，圆柱齿轮变速器251包括形状配合装置42，利用该形状配合装置42将承载部26固定在收纳部37(参见图3)中。在所示的实施例中设置有突出部44，该突出部44在已安装状态下由承载部26从后面接合。
在图5中以俯视图示出了根据本发明的圆柱齿轮变速器252的第二实施例，其中仅示出了主动齿轮18、输出齿轮14和中间齿轮22。在这里，根据第二实施例的圆柱齿轮变速器252的基本结构与在图2至图2中示出的根据本发明的圆柱齿轮变速器251的第一实施例基本相同。主要区别在于，第三旋转轴24不在连接直线B上，该连接直线B通过第一旋转轴16和第二旋转轴20伸展。参照图5的图示，第三旋转轴24布置在连接直线B下方。就此而言，第三旋转轴24不与第一旋转轴和第二旋转轴20对齐。在第二实施例中，承载部26如此构成，使得第三旋转轴24也可沿图5中示出的角等分线R移动。角等分线R将角度α分成两个相等大的部分，其中，角度α由第一边P和第二边Q围成。第一边P通过第一旋转轴16和第三旋转轴24伸展，而第二边Q通过第二旋转轴20和第三旋转轴24伸展。为了可以调节啮合间隙，根据第二实施例的圆柱齿轮变速器252具有致动器46，这些致动器46在图5中仅基本示出并且例如可以实施为调节螺钉，这些调节螺钉可以旋入到变速器壳体(未示出)的螺纹中。致动器46作用到第三旋转轴24上并且如此取向，使得这些致动器46可以使第三旋转轴24沿角等分线R移动。
在图5中还示出了中心间距A，第一旋转轴16和第二旋转轴20以该中心间距A彼此相距一定距离布置在变速器壳体12中。此外，在图5中基本示出了已经提到的接口36。接口36具有到第一旋转轴16的第一接口距离Y1和到第二旋转轴20的第二接口距离Y2。尤其是当第一材料用于主动齿轮18、第二材料用于输出齿轮14并且第三材料用于中间齿轮22时，简化了所提出的圆柱齿轮变速器10的制造，该第一材料、该第二材料和该第三材料彼此不同。例如，可以实现金属-塑料配对，而尤其不必制造具有增加的公差的塑料齿轮。因此，塑料齿轮可以在注塑成型中制成而无需再加工。
附图标记说明：
10 根据现有技术的圆柱齿轮变速器
12 变速器壳体
14 输出齿轮
16 第一旋转轴
18 主动齿轮
20 第二旋转轴
22 中间齿轮
24 第三旋转轴
25 圆柱齿轮变速器
251、252 圆柱齿轮变速器
26 承载部
28 线性引导件
30 第一变速器壳体部
32 第二变速器壳体部
34 螺旋连接件
36 接口
37 收纳部
38 第一线性引导部段
40 第二线性引导部段
42 形状配合装置
44 突出部
46 致动器
A 中心间距
B 连接直线
P 第一边
Q 第二边
R 角等分线
X 参考线
Y1 第一接口距离
Y2 第一接口距离
α 由P和Q围成的角度

Claims (9)

1.一种圆柱齿轮变速器(25)，其包括：
-变速器壳体(12)；
-围绕第一旋转轴(16)可旋转地支承在所述变速器壳体(12)中的输出齿轮(14)；
-围绕第二旋转轴(20)可旋转地支承在所述变速器壳体(12)中的主动齿轮(18)，其中，
o所述第一旋转轴(16)和所述第二旋转轴(20)彼此平行且以固定的中心间距(A)彼此间隔开地伸展；以及
-中间齿轮(22)，所述中间齿轮(22)与所述输出齿轮(14)和所述主动齿轮(18)啮合并且围绕第三旋转轴(24)可旋转地支承在承载部(26)中，其中，
o所述第三旋转轴(24)平行于所述第一旋转轴(16)和所述第二旋转轴(20)伸展；以及
o所述承载部(26)可放置到所述变速器壳体(12)的收纳部(37)中并且如此设计，使得所述第三旋转轴(24)可垂直于所述第一旋转轴(16)和/或所述第二旋转轴(20)移动以补偿所述输出齿轮(14)、所述主动齿轮(18)和/或所述中间齿轮(22)的直径差异。
2.根据权利要求1所述的圆柱齿轮变速器(25)，其特征在于，所述承载部(26)具有至少一个线性引导件(28)，所述承载部(26)利用所述线性引导件(28)在垂直于所述第一旋转轴(16)和所述第二旋转轴(20)的至少一个方向上可移动地支承在所述变速器壳体(12)中。
3.根据权利要求1或2中任一项所述的圆柱齿轮变速器(25)，其特征在于，所述第一旋转轴(16)和所述第二旋转轴(20)位于连接直线(B)上，并且所述第三旋转轴(24)与所述连接直线相距一定距离布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱齿轮变速器(25)，其特征在于，所述圆柱齿轮变速器(251)具有形状配合装置(42)，利用所述形状配合装置(42)将所述承载部(26)引导和/或固定在所述变速器壳体(12)中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱齿轮变速器(25)，其特征在于，所述输出齿轮(14)支承在第一变速器壳体部(30)中，并且所述主动齿轮(18)支承在第二变速器壳体部(32)中，并且所述第一变速器壳体部(30)和所述第二变速器壳体部(32)可拆卸地相互连接，其中，所述承载部(26)在已连接状态下伸入到所述第一变速器壳体部(30)和所述第二变速器壳体部(32)中。
6.根据权利要求2和5所述的圆柱齿轮变速器(25)，其特征在于，所述线性引导件(28)具有第一线性引导部段(38)和第二线性引导部段(40)，其中，所述第一线性引导部段(38)与所述第一变速器壳体部(30)相互作用，并且所述第二线性引导部段(40)与所述第二变速器壳体部(32)相互作用。
7.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱齿轮变速器(25)，其特征在于，所述圆柱齿轮变速器具有致动器(46)，利用所述致动器(46)可以调节所述第三旋转轴的可移动性。
8.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱齿轮变速器(251)，其特征在于，所述输出齿轮(14)由第一材料制成，所述主动齿轮(18)由第二材料制成，并且所述中间齿轮(22)由第三材料制成。
9.根据前述权利要求中任一项所述的圆柱齿轮变速器(251)，其特征在于，
-所述输出齿轮(14)和/或所述主动齿轮(18)可更换地支承在所述变速器壳体(12)中；以及
-所述中间齿轮(22)可更换地支承在所述承载部(26)中。
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