传动轴以及用于传动轴的制造的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种以副轴传动结构形式实施的变速箱的传动轴(1)，该传动轴形成至少两个在很大程度上相同的副轴中的一个并且由多个在自由端彼此压焊的空心轴区段(2；3；4；5)构造而成，其中的至少两个空心轴区段(2；3；4；5)分别设有圆柱齿轮级的固定齿轮的至少一个斜齿部(6；7；8；9；10)。为了实现斜齿部(6；7；8；9；10)与分配的配合齿轮的最佳的齿部啮合，根据本发明专利技术规定，设有斜齿部(8；9；10)的空心轴区段(3；4；5)分别与相对于其轴向理论位置的偏差(Δx)成比例地以修正角(Δα)围绕其中轴线(19)转动地与分别相邻的空心轴区段(2；3；4)连接，其中，在修正角(Δα)和轴向偏差(Δx)之间的比相当于斜齿部(8；9；10)的导程(s)(Δα/Δx＝s)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及以副轴传动结构形式(Vorgelegebauweise)实施的变速箱的传动轴，该传动轴形成至少两个在很大程度上相同的副轴中的一个并且由多个在自由端彼此压焊的空心轴区段构造而成，其中的至少两个空心轴区段分别设有圆柱齿轮级的固定齿轮的至少一个斜齿部。本专利技术还涉及一种用于制造由多个彼此压焊的空心轴区段形成的这种传动轴的方法以及装置。
技术介绍
以副轴传动结构形式实施的变速箱的传动轴(例如输入轴、副轴、主轴或输出轴)通常构造为实心轴。圆柱齿轮级(例如输入常(啮合)级(Eingangskonstanten)、可切换的传动级或输出常(啮合)级(Ausgangskonstanten))的布置在传动轴上的固定齿轮通常制成为单独的构件，其在相应构造的轴承座处压装到传动轴上并且优选附加地形状配合地(例如通过打定位销)防止轴向运动。然而还已知的是，固定齿轮的齿部可通过合适的加工方法(例如轧制、滚轧或铣削)加入到传动轴的相应的环形桥接部中。在这种情况下，固定齿轮与相关的传动轴连接成一体。然而，此类实心传动轴的缺点是：传动轴的很大的质量，由于该质量增加了相关的变速箱的重量；以及与此相关的高的质量惯性矩，相关的传动轴－只要涉及到输入轴或副轴－在目标档位的由于换档的同步时必须克服质量惯性矩的阻抗来减速或加速。此外，更高的材料投入涉及到更高的成本。为了避免这些缺点，提出在没有损失强度的情况下构造为空心轴的传动轴。在此涉及所谓的构造式传动轴，其由多个彼此传力连接、形状配合和/或材料配合地连接的空心轴区段构造而成。在文献DE102005036681A1中说明了相应的传动轴，其由三个空心轴区段组成。优选通过实体加工成型(Massivumformung)制成的空心轴区段分别在在自由端彼此紧靠的环形面处通过激光焊接或旋转摩擦焊接彼此连接。沿轴向外部的空心轴区段在其自由端通过旋锻封闭。布置在传动轴上的固定齿轮制成为单独的构件并且压装到相关的空心轴区段的分配的轴承座上。由文献DE102006016099B4已知一种用于制造传动空心轴的方法和一种根据该方法制成的传动空心轴。传动空心轴由多个沿轴向彼此相继的空心轴区段构造而成，其中，至少两个空心轴区段分别设有布置在传动空心轴上的固定齿轮的齿部。空心轴区段分别在两个在自由端彼此紧靠的环形面处通过旋转摩擦焊接彼此连接。相关的空心轴区段的齿部在接合在一起之前进行最终处理。空心轴区段在其周向的理论角位置和其径向和轴向的偏差方面应与很高的精度相关。然而，这应如何具体实现，由文献DE102006016099B4不可得悉。在文献DE102008064267A1中说明了一种构造为空心轴的传动轴以及一种用于传动轴的制造的方法，该传动轴同样由多个空心轴区段组成。空心轴区段为了其相互的定心而在面向彼此的端部分别具有同轴地彼此接合的插接轮廓，该插接轮廓具有多个横向褶子式突出的锥形倾斜的摩擦接触面，以通过旋转摩擦焊接对摩擦接触面进行连接。此外，空心轴区段为了其轴向调整而在插接轮廓的边缘分别具有环状的径向的止挡面。虽然通过插接轮廓的该造型可使空心轴区段以很高的径向和轴向精度彼此连接。然而，为了制成具有摩擦面和止挡面的插接轮廓，需要昂贵地机械加工空心轴区段。此外，布置插接轮廓的先决条件是空心轴区段的不利地大的壁厚。特别当以副轴传动结构形式实施的变速箱如在此设置的那样具有至少两个在很大程度上相同的副轴(其相应由多个彼此压焊的且部分地设有圆柱齿轮级的固定齿轮的至少一个斜齿部的空心轴区段构造而成)时，存在的问题是设有斜齿部的空心轴区段的周向的理论角位置的精确的取向。在以副轴传动结构形式实施的变速箱中的两个副轴用于将待传递的扭矩分配到两个平行的力传递支路上并且由此实现相关变速箱的相对紧凑且轻巧的结构形式以及高的传动效率。固定齿轮的齿部的周向的角位置的精确的取向需要待传递的扭矩的均匀的分配，因为齿部分别成对地与另一传动轴的唯一的配合齿轮(例如输入常(啮合)级的不可相对转动地布置在输入轴上的固定齿轮或可切换的变速级的可转动地支承在中间轴或输出轴上的活动齿轮)以齿部啮合。在已知的压焊方法(例如旋转摩擦焊接和利用磁控电弧的电弧焊接)中，使待彼此连接的空心轴区段在面向彼此的接触面塑化后以很高的压紧力沿轴向接合在一起，这必然与一定的轴向公差相关联。因此，由于空心轴区段沿轴向接合在一起，可出现布置在空心轴区段上的齿部与其轴向理论位置的偏差，其在通常实施为斜齿部的情况下例如产生相应的固定齿轮或空心轴区段的转动。因此，此时不再得到与分配的配合齿轮的最佳的齿部啮合。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提出一种开头所述类型的传动轴，其由多个在自由端彼此压焊的空心轴区段构造而成，并且该传动轴的设有圆柱齿轮级的固定齿轮的至少一个斜齿部的空心轴区段在接合在一起的状态中关于其周向的理论角位置精确地取向。此外，说明了用于制造由多个彼此压焊的空心轴区段构成的此类传动轴的方法以及装置。因此，本专利技术首先涉及以副轴传动结构形式实施的变速箱的传动轴，该传动轴形成至少两个在很大程度上相同的副轴中的一个并且由多个在自由端彼此压焊的空心轴区段构造而成，其中的至少两个空心轴区段相应设有圆柱齿轮级的固定齿轮的至少一个斜齿部。为了实现涉及传动轴的目的，还规定，设有斜齿部的空心轴区段分别与相对于其轴向理论位置的偏差Δx成比例地以修正角Δα围绕其中轴线转动地与相应相邻的空心轴区段相连接，其中，在修正角Δα和轴向偏差Δx之间的比相当于斜齿部的导程s(Δα/Δx＝s)。在有关的从属权利要求2至7中说明了根据本专利技术的这种传动轴的有利的设计方案和改进方案。因此，本专利技术以以副轴传动结构形式实施的变速箱的传动轴为出发点，该传动轴形成至少两个在很大程度上相同的副轴中的一个并且由多个在自由端彼此压焊的空心轴区段构造而成。空心轴区段中的至少两个分别设有圆柱齿轮级的固定齿轮的至少一个斜齿部。由于设有斜齿部的空心轴区段相应根据其斜齿部的导程s与相对于其轴向理论位置的偏差Δx成比例地以修正角Δα围绕其中轴线转动地与相应相邻的空心轴区段相连接，至少两个副轴的齿部相同地啮合到相应的共同的配合齿轮中。配合齿轮例如可为输入常(啮合)级的不可相对转动地布置在传动装置的输入轴上的固定齿轮，或者为可切换的变速级的可转动地支承在传动装置的输出轴或主轴上的并且可通过相关的档位离合器(Gangkupplung)与输出轴或主轴不可相对转动地连接的活动齿轮。通过至少两个副轴与相应的配合齿轮的齿部的最佳的齿部啮合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种以副轴传动结构形式实施的变速箱的传动轴(1)，该传动轴形成至少两个在很大程度上相同的副轴中的一个并且由多个在自由端彼此压焊的空心轴区段(2；3；4；5)构造而成，其中的至少两个空心轴区段(2；3；4；5)分别设有圆柱齿轮级的固定齿轮的至少一个斜齿部(6、7、8、9、10)，其特征在于，设有斜齿部(8；9；10)的空心轴区段(3；4；5)分别与相对于其轴向理论位置的偏差(Δx)成比例地以修正角(Δα)围绕其中轴线(19)转动地与各相邻的空心轴区段(2；3；4)连接，其中，在修正角(Δα)和轴向偏差(Δx)之间的比相当于斜齿部(8；9；10)的导程(s)(Δα/Δx＝s)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.12 DE 102013225714.71.一种以副轴传动结构形式实施的变速箱的传动轴(1)，该传动轴形成至少两个在很
大程度上相同的副轴中的一个并且由多个在自由端彼此压焊的空心轴区段(2；3；4；5)构造
而成，其中的至少两个空心轴区段(2；3；4；5)分别设有圆柱齿轮级的固定齿轮的至少一个
斜齿部(6、7、8、9、10)，其特征在于，设有斜齿部(8；9；10)的空心轴区段(3；4；5)分别与相对
于其轴向理论位置的偏差(Δx)成比例地以修正角(Δα)围绕其中轴线(19)转动地与各相
邻的空心轴区段(2；3；4)连接，其中，在修正角(Δα)和轴向偏差(Δx)之间的比相当于斜齿
部(8；9；10)的导程(s)(Δα/Δx＝s)。
2.根据权利要求1所述的传动轴，其特征在于，所述空心轴区段(2；3；4；5)通过旋转摩
擦焊接彼此连接。
3.根据权利要求1所述的传动轴，其特征在于，所述空心轴区段(2；3；4；5)通过利用磁
控电弧的电弧焊接彼此连接。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的传动轴，其特征在于，所述空心轴区段(3；4；5)的
斜齿部(8；9；10)相对于其配合齿轮实施有轴向的超宽部，以补偿轴向公差。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的传动轴，其特征在于具有固定轴承(20)和浮动轴
承(22)的支承部，其中，所述固定轴承(20)布置在第一空心轴区段(2)上，在该第一空心轴
区段上固定有第二空心轴区段(3)，并且所述浮动轴承(22)布置在最后的空心轴区段(5)
上，该最后的空心轴区段固定在倒数第二的空心轴区段(4)上。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的传动轴，其特征在于具有固定轴承(20)和浮动轴
承(22)的支承部，其中，所述固定轴承(20)布置在最后的空心轴区段(5)上，该最后的空心
轴区段固定在倒数第二的空心轴区段(4)上，并且所述浮动轴承(22)布置在第一空心轴区
段(2)上，在该第一空心轴区段上固定有第二空心轴区段(3)。
7.根据权利要求5或6所述的传动轴，其特征在于，所述固定轴承(20)构造为凹槽球轴
承(21)，并且所述浮动轴承(22)构造为圆柱滚子轴承(23)。
8.一种用于制造以副轴传动结构形式实施的变速箱的传动轴(1)的方法，该传动轴形
成至少两个在很大程度上相同的副轴中的一个并且由多个在自由端彼此压焊的空心轴区
段(2；3；4；5)构造而成，其中的至少两个空心轴区段(2；3；4；5)分别设有圆柱齿轮级的固定
齿轮的至少一个斜齿部(6、7、8、9、10)，其特征在于，设有斜齿部(8；9；10)的空心轴区段(3；
4；5)在面向彼此的接触面(11、12；13、14；15、16)处的材料塑化之后在沿轴向与相邻的空心
轴区段(2；3；4)接合在一起期间分别与相对于其轴向理论位置的偏差(Δx)成比例地以修
正角(Δα)围绕其中轴线(19)转动，其中，在修正角(Δα)和轴向偏差(Δx)之间的比相当于
斜齿部(8；9；10)的导程(s)(Δα/Δx＝s)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述空心轴区段(3；4；5)的转动分别借助
于旋转驱动器实现，该旋转驱动器与在端侧容纳相应的空心轴区段(3；4；5)的压模(27)处
于驱动连接中。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述空心轴区段(3；4；5)的转动分别借助
于形状配合的转动引导部(29)实现，该转动引导部布置在在端侧容纳相应的空心轴区段
(3；4；5)的压模(27)的柱状区段(30)和固定在壳体中的孔之间，并且该转动引导部具有所
述斜齿部(8；9；10)的导程(s)。
11.根据权利要求9至10中任一项所述的方法，其特征在于，所述空心轴区...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·胡诺尔德，
申请(专利权)人：ZF腓特烈斯哈芬股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE