環形齒輪和驅動殼的製作方法

2023-09-19 16:59:10 2

專利名稱：環形齒輪和驅動殼的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種轉矩傳遞系統，更具體地說，涉及一種用於在環形齒輪和具有鍵部的驅動殼之間傳遞轉矩的裝置及其製造方法。
背景技術：
在行星自動變速器系統中，轉矩在變速器內部的零件之間傳遞。通常這些零件的設計很複雜，從而允許它們具有幾種功能並且減少總成中的零件數。在該情形下，通常會選擇製造該零件的材料可以適應施加到該複雜零件上的最大應力。此類零件中有比較大的一部分比應用實際所需要的更堅固而沉重。
為了降低重量，會在可能的地方使用鋁代替鋼。鋁不是用作環形齒輪之類零件的合適材料，但是它可以用於變速器內部的環形齒輪和其它支撐或轉矩控制結構之間傳遞轉矩的驅動殼。本發明所運用的系統的一種當前方案是使用在其面上具有傳動鍵的環形齒輪、帶有定位環形齒輪的孔和容納傳動鍵齒的凹部的鋁驅動殼以及將環形齒輪夾持在鋁驅動殼內部的扣環。鋁零件是鑄造的並且容易遇到鑄造零件常見的氣孔和不穩定問題。
本發明的一個目的是生產一種重量輕且製造相對便宜的轉矩傳遞系統。
本發明的另一個目是生產一種包括環形齒輪和相關驅動殼的轉矩傳遞系統，該驅動殼容納有易於製造的齒輪。

發明內容
本發明的上述和其它目的是由主動構件和從動構件之間的轉矩傳遞系統產品來實現的，該系統的生產步驟包括提供具有定距間隔端和縱軸的中空柱形殼；
在鄰近柱形殼的一端形成同軸的鍵部以與一個構件嚙合從而在其間傳遞轉矩；將環形齒輪同軸地放置在中空的柱形殼內的定距間隔端之間，環形齒輪具有在其內表面成形加工或切削加工而成的內鍵；以及將環形齒輪捕獲在殼體中以在齒輪和殼體之間能進行轉矩傳遞。


通過閱讀下列本發明的具體描述並參照附圖，對於本領域的技術人員來說本發明的上述目的和優點是顯而易見的，其中圖1是用於形成本發明的驅動殼的坯件透視圖；圖2是與圖1所示胚件形成一體的環形齒輪的透視圖；圖3是形成轉矩傳遞成品的成形輥和心軸的透視圖；以及圖4是由本發明的新方法所生產的轉矩傳遞成品的剖視圖。
具體實施例方式
本發明的轉矩傳遞系統通常是使用下列方法生產的，其中第一步驟包括準備如圖1所示的坯件10。坯件10，有時也被稱作毛坯，是由可模鍛金屬形成的，例如在優選實施例中是由厚度為8到9毫米的6000系列鋁形成的。坯件10配設有在中央形成的孔12。
圖2顯示了將在下文中描述的集成到本發明中的環形齒輪14。環形齒輪14通常是由鋼原材料製成的，並且配設有在內部形成的沿環的徑向朝內延伸的鍵16。環的外圍壁配設有向外凸出的表面變形18。
為了形成坯件10和環形齒輪14的整體裝配，提供了圖3所示的旋轉心軸20。齒輪14用於容納在於心軸20的外周面上適當形成的架中。心軸20通常配備有一個可以有效地將坯件10固定在心軸端的夾緊機構。
心軸20的外周面配設有使坯件10形成所需最終形狀所需的輪廓。更具體地，心軸20鄰近坯件10的一端配設有一列向外凸出的鍵22。心軸20的另一端是成型凸耳24。除了上文提及的齒輪接收架之外，在心軸20的相對端之間的中央部通常是光滑的。
在坯件10適當地固定到心軸20的一端後，會使成形輥30的總成軸向移動，從而使坯件10的金屬原料在心軸20上大體上形成杯狀。旋轉心軸20和可旋轉成形輥30之間的這種相對運動導致坯件10的金屬變形從而與心軸20的外表面的輪廓相一致。在上述操作的同時，坯件10的金屬在其一端上變形以形成向外凸出的鍵32，隨後，通過圍繞在齒輪的外周面上形成的表面變形18變形，坯件10的材料變形以捕獲齒輪環14，導致齒輪環被緊密地捕獲並且防止了相對於外殼的相對運動，該外殼由旋轉軸20和成形輥30之間的相互作用而變形。
最後，坯件10沿圓周最外側的邊緣部流入並圍繞心軸20上的凸耳24變形，從而形成圖示的最終零件上的閉鎖凸耳配置34以用於接收一個端蓋，例如，用於驅動軸端部的端蓋，驅動軸最末端具有向外凸出且用於與被捕獲的齒輪14的向內凸出的鍵16嚙合的鍵。
應當理解，調節成形輥30的總成沿心軸20軸向移動直至坯件10形成最終的零件。在心軸20和坯件10與成形輥30的總成的相對運動期間，坯件10的金屬的厚度減少百分之二十五(25％)。
成形的坯件10的內表面與沿徑向朝外凸出的表面變形18之間的配合向系統提供了能夠在成形坯件10和環形齒輪14之間傳遞轉矩的能力。
應當理解，坯件10的材料沿環形齒輪14的外表面的旋壓可以適當地抑制齒輪14相對於外殼12發生相對旋轉運動並且阻礙它們之間的相對軸向運動。因此，這樣的結構就消除了對例如扣環的需求，並且減小了材料成本以及機械加工成本。
現已發現，鋁是用於形成驅動殼12的優選金屬。
依照專利法規的條款，本發明已經以表示其優選實施例的方式進行了描述。然而，應當理解，在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，本發明還可以在不同於具體闡述和描述的方式運用。
權利要求
1.一種用於生產主動構件和從動構件之間的轉矩傳遞系統的方法，包括下列步驟1)提供具有定距間隔端和縱軸的中空柱形殼；2)在鄰近柱形殼的一端形成同軸的鍵部以與構件中的一個嚙合從而在它們之間傳遞轉矩；3)將環形齒輪同軸地放置在中空的柱形殼內其定距間隔端之間，環形齒輪具有在其內表面上成形的內鍵；以及4)將環形齒輪捕獲在殼中以使齒輪和另一個構件之間能進行轉矩傳遞。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於在步驟1)中提供的殼是由可模鍛金屬原料製成的。
3.如權利要求2所述的方法，其特徵在於步驟4)包括殼體圍繞環形齒輪的旋壓。
4.一種生產環形齒輪和驅動殼裝置的方法，包括下列步驟1)提供金屬原料板環狀坯件，該坯件具有兩個定距間隔的表面和在其中間形成並在表面之間延伸的孔；2)提供一個具有縱軸和外周面的心軸，外周面配置成可以將環形齒輪選擇地固定到其上；3)將一個環形齒輪置於心軸的外周面上；4)將環狀坯件固定到心軸上；5)提供至少一個成形輥總成；6)使成形輥總成和心軸彼此相對旋轉；7)使成形輥總成和心軸的相對縱向和平移運動，導致成形輥總成與環狀坯件的一個表面接觸並且迫使另一個表面與坯件接觸從而圍繞環形齒輪變形，以將環形齒輪捕獲到成形的坯件上；8)繼續進行成形輥總成與心軸之間的相對旋轉和平移運動直至坯件成為杯狀驅動殼；以及9)從成形輥總成和心軸中抽出杯狀驅動殼和一體的環形齒輪。
5.一種用於在主動構件和從動構件之間傳遞轉矩的環形齒輪和驅動殼產品，包括由可模鍛金屬形成的驅動殼，具有一個縱軸和具有定距間隔同軸端的柱體，其一端用於連接到主動構件上，另一端用於連接到從動構件上；以及一個環形齒輪，同軸地置於柱體內部並且由所述驅動殼的柱體的金屬變形成形部保持在其中。
6.如權利要求5所述的產品，其特徵在於所述環形齒輪配設有沿徑向朝內凸出的鍵。
7.如權利要求6所述的產品，其特徵在於所述環形齒輪配設有沿徑向朝外凸出的表面變形。
8.如權利要求5所述的產品，其特徵在於所述驅動殼的可模鍛金屬為鋁。
9.如權利要求5所述的產品，其特徵在於所述驅動殼的可模鍛金屬為鋼。
全文摘要
一種生產主動構件和從動構件之間轉矩傳遞系統的方法，包括下列步驟將環形齒輪捕獲在中空柱狀殼內部從而阻礙殼體和齒輪之間任何的相對縱向和軸向運動，其中柱狀殼是由圍繞齒輪外部的一部分變形成形的可模鍛材料形成的。
文檔編號F16H55/00GK1638887SQ03805250
公開日2005年7月13日 申請日期2003年2月10日 優先權日2002年3月5日
發明者D·P·胡伯, B·R·瓦薩, T·J·克裡普西 申請人:金屬成型及鑄幣公司