變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有兩個配有不同的齒數(shù)(z1a、z1b)的小齒輪和配有不同的齒數(shù)(z2a、z3a、z4a)的多個齒輪的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其中，所述小齒輪和齒輪以如下方式構(gòu)成，即，每個小齒輪都能夠以多個預(yù)定的軸間距(a)與其中一個齒輪配對構(gòu)成第一傳動級，其中于，針對每個預(yù)定的軸間距(a)設(shè)置了一個唯一的齒輪，該齒輪以如下方式構(gòu)成，即，它為了構(gòu)成第一傳動級可以選擇地與這一個小齒輪或者與另一個小齒輪配對。
【專利說明】變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有兩個配有不同的齒數(shù)的小齒輪和配有不同的齒數(shù)的多個齒輪的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其中，小齒輪和齒輪以如下方式構(gòu)成，即，每個小齒輪都能夠以多個預(yù)定的軸間距與其中一個齒輪配對構(gòu)成一個第一傳動級。

【背景技術(shù)】
[0002]先前所述類型的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)中公知。它們構(gòu)成由單個組件構(gòu)成的安裝包，由這些單個組件能夠組成不同的變速發(fā)動機(jī)，這些變速發(fā)動機(jī)就發(fā)動機(jī)構(gòu)造尺寸、在傳動裝置中實(shí)現(xiàn)的變速比或類似物而言相互區(qū)別。傳動裝置的變速比的非常高的變化首先是通過馬達(dá)側(cè)的第一變速級中許多不同的變速比得以實(shí)現(xiàn)。相反地，傳動裝置的中間級和末級具有更確切地說較小的變化。因此，總共需要的齒部件的數(shù)量明顯受到所述第一級的影響。在此，變速發(fā)動機(jī)生產(chǎn)商出于成本原因總是追求將變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的單個組件的數(shù)量保持盡可能地小。
[0003]迄今為止首先是通過以下方式實(shí)現(xiàn)變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的單個組件的減少，gp，可以用在盡可能多的不同軸間距上的小齒輪，其中針對每個軸間距為每個小齒輪設(shè)置一個特別的齒輪。于是針對第一軸間距在具有兩個小齒輪和兩個齒輪的情況下總共能夠?qū)崿F(xiàn)兩種不同的變速比。針對每個另外的軸間距都可以利用相同的小齒輪和兩個附加的齒輪在實(shí)現(xiàn)兩種變速比。以這種方式已經(jīng)能夠明顯局限小齒輪的變化，從而局限變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的單個組件的數(shù)量。
[0004]在出版文獻(xiàn)EP I 215 417 A2, EP O 452 739 Al 和 DE 103 12 941 Al 中公開了更多的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]從現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步減少開頭所述類型的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的單個組件的數(shù)量，而不會同時局限可實(shí)現(xiàn)的變速比的變化。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)開頭所述類型的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其特征在于，針對每個預(yù)定的軸間距設(shè)置了一個唯一的齒輪，該齒輪以如下方式構(gòu)成，即，它為了構(gòu)成一個第一傳動級可以選擇地與這一個小齒輪或者與另一個小齒輪配對。感謝根據(jù)本發(fā)明的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的這種構(gòu)造方式，在處于第一軸間距的情況下能夠利用所述兩個小齒輪和一個唯一的小齒輪實(shí)現(xiàn)兩種不同的變速比。針對每個另外的軸間距，可以利用同樣的小齒輪和一個附加的齒輪再實(shí)現(xiàn)兩種變速比。以這種方式在單個組件的數(shù)量很小的情況下實(shí)現(xiàn)了大的變化，同時帶來很低的成本。
[0007]優(yōu)選地,兩個小齒輪的齒數(shù)之間相差一個齒，因此成立的是:zla = zlb+1。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)造方案，如下地選擇兩個小齒輪的齒形修正系數(shù)，S卩，在針對每個預(yù)定的軸間距設(shè)置的唯一的齒輪和所述兩個小齒輪之間發(fā)生嚙合時分別調(diào)節(jié)的齒隙角之間的相應(yīng)的差在多個預(yù)定的軸間距下滿足限定的接受標(biāo)準(zhǔn)，其中這個差最好是最小的。相應(yīng)地，最優(yōu)化地相對調(diào)節(jié)互相哨合的組件。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一種構(gòu)造方案，屬于接受標(biāo)準(zhǔn)的有:齒隙與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差接近于零、和/或滿足理想的變速比關(guān)系、和/或達(dá)到要求的強(qiáng)度值。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]借助下面參照附圖對根據(jù)本發(fā)明的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的一種實(shí)施例的描述闡明本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和特征。其中
[0011]圖1是一種公知的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的可以利用兩個小齒輪和不同的齒輪實(shí)現(xiàn)的第一傳動級的單個組件的列表圖，以及
[0012]圖2是一種根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的可以利用兩個小齒輪和不同的齒輪實(shí)現(xiàn)的第一傳動級的單個組件的列表圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]下面示例性地闡述為了實(shí)現(xiàn)一種根據(jù)本發(fā)明的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，可以如何改變公知的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的在圖1中列舉的參數(shù)。
[0014]根據(jù)圖1，一種公知的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列包括一個第一傳動級，該傳動級包含兩個齒數(shù)為zla和zlb的小齒輪,其中zla = 16并且zlb = 17。兩個小齒輪zla和zlb都具有相同的法向模數(shù)mn,在此成立的是:mn = 2mm。
[0015]針對軸間距a = 70mm,為齒數(shù)為zla的小齒輪設(shè)置了一個齒數(shù)為z2a = 44的齒輪。為齒數(shù)為zlb的小齒輪在相同的軸間距a = 70mm下配置了一個另外的、齒數(shù)為z2b =43的齒輪。通過將齒數(shù)為zla的小齒輪與齒數(shù)為z2a的齒輪進(jìn)行配對,并且通過將齒數(shù)為zlb的小齒輪與齒數(shù)為z2b的齒輪進(jìn)行配對，能夠相應(yīng)地在這種軸間距下實(shí)現(xiàn)兩種不同的變速比。針對軸間距80mm存在兩個另外的、齒數(shù)為z3a = 52和z3b = 51的齒輪，并且針對軸間距a = 90mm設(shè)置了齒數(shù)為z4a = 61和z4b = 60的齒輪。于是總共為第一傳動級得到六種不同的可能的變速比i。
[0016]利用
[0017]x2 = (zl+z2) * (inv ( a wt)—inv ( a t)) / (2 * tan ( α η)) _xl
[0018]和
[0019]α wt = arccos (mn * (zl+z2) * cos ( α t)/cos ( β )/2/a)
[0020]以及
[0021 ] at = arctan (tan (an)/cos ( β ))
[0022]在為xl、a η、β、mn、zl和z2預(yù)先設(shè)定值的情況下得到在列表中列舉的齒形修正系數(shù)x2a、x2b、x3a、x3b、x4a和x4b,其中a wt是運(yùn)行壓力角、a t是端面壓力角、α η是法面壓力角、β是傾斜角、mn是法向模數(shù)并且a是軸間距。
[0023]齒厚公差A(yù)sn遵循為理想的圓周側(cè)沿齒隙(Drehflankenspiel)約定的規(guī)定并且例如可以從像DIN3967這樣的相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)中獲取。
[0024]利用
[0025]U 2 = 2 * jt/dw2
[0026]和
[0027]jt = - (Asnl+Asn2) /cos ( β )
[0028]以及 dw2 = 2 * a * z2/(zl+z2)
[0029]測定齒隙角u 2，其中為了清楚起見沒有示出額外的、但是在這里無關(guān)緊要的、對齒隙的影響變量，例如軸間距容差。jt是理論上的側(cè)沿齒隙(Flankenspiel)，Asn是選擇的齒厚公差并且dw2是齒輪的節(jié)圓直徑。因此這里所示的齒隙角在齒輪上測量時有效。
[0030]通過為χ?、α η、β、mn、zl和z2預(yù)先設(shè)定值并且合適地選擇齒厚公差A(yù)sn得到所述兩個小齒輪和所述六個齒輪的在列表中給出的其他數(shù)據(jù)，同樣還得到所述六個變速比i的齒隙角u 2的值。
[0031]利用這種變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列能夠利用總共八個單個組件實(shí)現(xiàn)六種不同的變速t匕，正如從列表的最后一塊中顯示的那樣。
[0032]圖2類似于圖1示出了先前描述的參數(shù)的列表圖，然而在這里如下地修改了這些參數(shù)，即，得到一種根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的第一傳動級。
[0033]這里的出發(fā)點(diǎn)也是兩個齒輪數(shù)為zla = 16并且zlb = 17的小齒輪，它們具有相同的法向模數(shù)_ = 2。然而與在圖1中所示的列表相反地，如下地調(diào)試齒形修正系數(shù)xla和xlb，即，穿過多個齒輪和軸間距同時僅與先前所示的側(cè)沿齒隙存在小的偏差。為此針對zla<zlb,正如當(dāng)前情況，xla選擇足夠大并且xlb選擇足夠小。在本例子中，xla = 0.6并且xlb = 0.0029。針對軸間距a = 70mm、a = 80mm和a = 90mm分別僅設(shè)置了一個單個的、齒數(shù)為z2的齒輪，該齒輪能夠與兩個小齒輪為了實(shí)現(xiàn)不同的變速比i嚙合，其中在這里成立的是:z2a = z2b = 44 ；z3a = z3b = 52 和 z4a = z4b = 61。
[0034]利用所述兩個小齒輪的齒形修正系數(shù)xl和所述三個齒輪的齒數(shù)z2、z3、z4計算得出在類表中列舉的齒形修正系數(shù)x2a、x2b、x3a、x3b、x4a和x4b。要如下地設(shè)計，即，讓齒形修正系數(shù)x2a和x2b幾乎相同。類似地,對于齒形修正系數(shù)x3a和x3b以及x4a和x4b也是如此。
[0035]因?yàn)閤2a和x2b、x3a和x3b以及x4a和x4b之間仍然保留差,形成改變后的圓周側(cè)沿齒隙。圓周側(cè)沿齒隙可以表達(dá)為齒輪上的齒厚公差的變化AAsn2、AAsn3或AAsn4。應(yīng)該如下地計算齒厚公差的變化量:
[0036]Δ Asn2 = | (x2a - x2b) *mn*2*tan (an)
[0037]Δ Asn3和Λ Asn4同樣也是如此。
[0038]如果對所有被觀察的軸間距a的設(shè)計得到了圓周側(cè)沿齒隙的可接受的偏差，那么所述兩個齒輪針對按照圖1中所示列表的每個軸間距a分別可以由一個單個的齒輪取代，正如可以從圖2所示的列表中獲知的那樣。于是，針對每個軸間距a可以將一個單個的齒輪與兩個小齒輪配對，由此能夠分別實(shí)現(xiàn)兩個變速比i，正如在圖2中所示的列表的最后一塊中示出的那樣。接受標(biāo)準(zhǔn)除了純粹幾何學(xué)上的邊沿條件以外例如還有避免齒輪卡死，為此總齒隙必須大于零、超過或低于理想的齒隙、達(dá)到理想的變速比范圍、達(dá)到要求的強(qiáng)度值或諸如此類。
[0039]如果采用這種關(guān)于變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的第一級的盡可能多的不同的小齒輪zla和zlb和軸間距的做法，那么達(dá)到一個相應(yīng)地提升的節(jié)約潛力。由于邊沿條件數(shù)量多，建議每次為xla和xlb選擇最佳的值，其中，這里的出發(fā)點(diǎn)是，已經(jīng)存在更多其他的幾何數(shù)據(jù)。在按照圖2所示的列表中，例如作為邊界條件提供的是，差應(yīng)該是I u2a-u2b|彡0.0255。
[0040]在采取這種先前描述過的、優(yōu)選地重復(fù)的做法時，為Xl選擇值，并且從該選擇出發(fā)為x2計算出值。作為代替當(dāng)然也可以以類似的方式為x2選擇值，并且緊接著為xl計算值。于是在該情況下成立的是
[0041]x2 = (zl+z2) * (inv ( a wt)—inv ( a t)) / (2 * tan ( α η))—xl
[0042]根據(jù)本發(fā)明所述的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列的特征特別是，在第一傳動級中能夠利用少量的單個組件實(shí)現(xiàn)許多不同的變速比，由此提供低成本的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列。
[0043]盡管通過優(yōu)選的實(shí)施例詳盡闡述并描述了本發(fā)明的系列，但是本發(fā)明不受到公開的例子的局限，并且專業(yè)技術(shù)人員能夠從中推導(dǎo)出其他的變化方案，而不離開本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種具有配有不同的齒數(shù)(zla、zlb)的兩個小齒輪和配有不同的齒數(shù)(z2a、z3a、z4a)的多個齒輪的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其中，所述小齒輪和所述齒輪以如下方式構(gòu)成，即，每個所述小齒輪都能夠以多個預(yù)定的軸間距(a)與所述齒輪中的一個齒輪配對構(gòu)成第一傳動級，其特征在于，針對每個預(yù)定的軸間距(a)設(shè)置了一個唯一的齒輪，該齒輪以如下方式構(gòu)成，即，該齒輪為了構(gòu)成第一傳動級能選擇地與一個小齒輪或者與另一個小齒輪配對。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其特征在于，兩個所述小齒輪的齒數(shù)(zla、zlb)相互之間相差一個齒。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其特征在于，如下地選擇兩個所述小齒輪的齒形修正系數(shù)(xla、xlb)，S卩，在針對每個預(yù)定的軸間距(a)設(shè)置的齒輪和兩個所述小齒輪之間發(fā)生嚙合時分別調(diào)整的齒隙角(u 2a、u 2b)之間的相應(yīng)的差在多個預(yù)定的軸間距(a)下滿足限定的接受標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其特征在于，屬于所述接受標(biāo)準(zhǔn)的有:齒隙與標(biāo)準(zhǔn)值的偏差接近零。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其特征在于，屬于所述接受標(biāo)準(zhǔn)的有:滿足理想的變速比關(guān)系。
6.根據(jù)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其特征在于，屬于所述接受標(biāo)準(zhǔn)的有:達(dá)到要求的強(qiáng)度值。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的變速發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)系列，其特征在于，如下地選擇兩個所述小齒輪的齒形修正系數(shù)(xla、xlb)，S卩，使得在針對每個預(yù)定的軸間距(a)設(shè)置的唯一的齒輪和兩個所述小齒輪之間發(fā)生嚙合時分別調(diào)整的齒隙角(u 2a、u 2b)之間的相應(yīng)的差在多個預(yù)定的軸間距(a)下是最小的。
【文檔編號】F16H57/033GK104246307SQ201380020393
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月17日
【發(fā)明者】延斯·庫納特 申請人:西門子公司