行星齿轮架组件及有关制造方法技术

公开了一种包括齿轮架和环的改进行星齿轮架组件。该齿轮架具有沿轴向延伸的轮毂。轮毂具有沿轴向延伸的在径向向外面向表面上的花键，并且轮毂还具有在径向向外面向表面上的第一组槽部分，其中，第一组槽部分绕轮毂周向延伸并穿过花键。该环绕齿轮架的轮毂被接纳并具有在径向向内面向表面上的花键。通过使齿轮架的花键和环的花键轴向嵌入彼此并且接着使环相对于齿轮架角向旋转，环中的花键接纳在第一组槽部分中。在环的花键扭转到齿轮架的周向槽部分中的情况下，该环可以相对于齿轮架轴向被限制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请的交叉引用本申请要求2013年9月27日提交的美国临时专利申请第61/883,325号的提交日期的优先权，其全部内容以参见的方式为了全部目的纳入本文。
技术介绍
本申请涉及其中至少一个部件由粉末状金属材料制成的行星齿轮架组件以及制造这种组件的有关方法。更具体地说，本申请涉及在诸如圆盘锁环的环连接到齿轮架的轮毂的方式上的改进。行星齿轮架组件通常用于自动变速器以创建各种传动比，同时驱动汽车。这种组件通常包括可选择性地锁定在一起以创建不同齿轮比的各种齿轮(例如，太阳齿轮、行星齿轮和环形齿轮)。在此类组件中，圆盘锁环通常联接到齿轮架的毂，以捕获(capture)在环和齿轮架的轴面之间的其它部件。例如，将行星圆盘齿轮架组件相对于变速箱组件的其余部分定位的板和轴承可以捕获在齿轮架和环之间。在又一组件中，离合器组件可陷入在环和齿轮架之间的这个空间中。图1A、1B、2A和2B示出了可以连接以实现这种目的的由粉末金属制成的现有技术的环10和齿轮架12。在图1A和IB中，环10通常形状上是环形并具有多个径向向内面向的突起14或齿，齿具有在其之间的凹部16。每个突起14具有在突起14的径向向内面向表面的下轴向端上的脊18。在图2A和2B中，现有技术的齿轮架12具有轴向延伸轮毂20，轮毂20具有城堡形轴向端，在该轴向端中，各个突起22从轮毂20的轴向端轴向向上延伸，使得有在其之间的凹部24。突起22各自具有形成在突起22的径向向内面向表面上的周向槽部分26。当环10接纳在齿轮架12的轮毂20上面时，环10的径向延伸突起14和凹部16分别与齿轮架12的凹部24和轴向延伸突起22互锁。一旦突起和凹部彼此嵌入，则通过在环10上的脊18和在齿轮架12上的各个周向槽部分26建立周向通道。为了将环10轴向限制或锁定在齿轮架12上，扣环(未示出)插入这个周向通道。在扣环到位的情况下，周向槽部分26防止扣环轴向运动，并且由于在环10上的脊18不能通过扣环，因此环10不能易于从齿轮架12移除。不幸地，通过实践，已经发现，该现有技术的行星齿轮架组件结构上没有像所期望的那样坚固。首先，齿轮架12的突起22的侧面经受特别高的应力并易于失效或损坏。当齿轮架12由粉末金属制成时，为了进一步强化这些城堡形部分，齿轮架12可以用铜渗透。在齿轮架12处于与图2A和2B所示的位置颠倒的位置上的情况下(S卩，在城堡形部分向下面向的情况下)，这种铜渗透发生。然而，在这个位置，铜通常未能一直向下渗透到此时位于齿轮架12底部的城堡形突起。如果铜渗透不一致或不完全，则城堡形区域在结构上仍然脆弱，并且周向槽部分26将仍特别易于失效。因此，存在对由粉末金属材料制成的行星齿轮架组件的需求，在该行星齿轮架组件中，圆盘锁环能以更不易于失效且可以承受更高应力的方式附连到齿轮架的轮毂。
技术实现思路
公开了一种包括齿轮架和环的改进行星齿轮架组件。该齿轮架具有沿轴向延伸的轮毂。轮毂具有沿轴向延伸的在轮毂的径向向外面向表面上的多个花键，并且轮毂还具有在径向向外面向表面上的第一组槽部分，其中，第一组槽部分绕轮毂周向延伸并穿过多个花键。诸如圆盘锁环的环绕齿轮架的轮毂被接纳。该环还具有在该环的径向向内面向表面上的多个花键。通过使齿轮架的多个花键和环的多个花键轴向嵌入彼此并且接着使该环相对于齿轮架角向旋转，该环的多个花键接纳在第一组槽部分中。在环的花键扭转到齿轮架的周向槽部分中的情况下，该环可以相对于齿轮架沿轴向被限制或锁定。齿轮架和圆盘锁环中的至少一个是粉末金属部件，意味着它们由压实和烧结粉末金属制成。该组件还可以包括介于环和齿轮架之间的夹具，该夹具防止环相对于齿轮架的进一步角向旋转运动，使得环被角向地限制并由此防止到达该环可从齿轮架轴向取出的另一角向位置。作为一个实例，夹具可以是具有多个轴向延伸叉齿的环形圆盘，其中，叉齿接纳在齿轮架和环之间的齿轮架的多个花键中的至少一些中，以阻止圆盘锁环相对于齿轮架的角向旋转运动。此外，齿轮架还可包括在齿轮架的轮毂的径向向外面向表面上的第二组槽部分，其中，第二组槽部分在与第一组槽部分的不同轴向位置绕轮毂周向延伸并穿过多个花键，并且，夹具的叉齿可以是可变形的并可具有接纳在这些第二组组槽部分中的耳部，以将夹具相对于齿轮架沿轴向保持在位。在其它的形式中，可有多个夹具，所述多个夹具成形成卡扣在圆盘锁环和齿轮架之间的、齿轮架的花键中的位置并成形成保持齿轮架相对于圆盘锁环的轴向位置。花键的几何形状可用于有助于方便组装或将部件限制或锁定在一起。例如，齿轮架的花键的凹部可具有第一角范围，而环的花键的突出部可具有第二角范围，其中，第一角范围大于第二角范围。齿轮架的花键的凹部还可以包括第三角范围，其中，第一角范围和第三角范围在第一组槽部分的不同轴向侧上。在这种情况下，第一角范围可以大于第三角范围，而第二角范围大小可在第一角范围和第三角范围之间。此可以允许环在轮毂上方插入，但当环进入第一组槽部分的轴向位置时有效地“见底”(防止进一步在轮毂上方轴向插入)。本文所公开的这些行星齿轮架组件的环和齿轮架有利地设计成使用粉末金属工艺来形成。然而，也可以设想，一个或多个零件可以使用其它制造技术(例如，铸造)制成而没有偏离本专利技术的精神。如上所述，可以设想，齿轮架可用铜渗透(但是，在某些情况下，齿轮架也可以不用铜渗透)。还公开了一种制造行星齿轮架组件的有关方法。该方法包括将环放置在齿轮架的轮毂上面以将它们相应的花键嵌入彼此。接着，环相对于齿轮架的轮毂旋转，使得环的花键(和，具体地说，花键的突出部)进入绕齿轮架的轮毂周向延伸的第一组槽部分以相对于齿轮架在轴向上限制环。在这点上，防转夹可以介于齿轮架和环之间以防止环相对于齿轮架的进一步角向旋转，由此防止环和齿轮架在轴向上分开。该行星齿轮架组件提供超过图1A、1B、2A和2B所示的现有技术设计的多个优点。其中，新公开的组件上的峰值应力大约是用于类似大小的零件的现有技术设计中的峰值应力的一半。此外，环和齿轮架的花键接合比旧的扣环式附连能更好地分配应力。因为峰值应力在新组件中大大降低，所以材料不必一样强。因此，在过去其中部件由粉末金属制成以获得更大强度来避免失效(或提供足够强度安全裕度以避免失效)的某些应用需要铜渗透，而现在可以完全不用渗透。这意味着与在以前设计中实现城堡形部分的完全且一致的渗透相关联的问题变得没有意义。本专利技术的这些和其它优点从【具体实施方式】和附图中将显现出来。以下只是本专利技术的某些优选实施例的描述。为了评估本专利技术的全部范围，应该参考权利要求书，因为这些优选实施例不意味着是在权利要求书范围内的仅有实施例。【附图说明】图1A是现有技术的环的立体图，而图1B是通过图1A的现有技术的环截取的详细剖视图。图2A是现有技术的齿轮架的立体图，而图2B是通过现有技术的齿轮架截取的详细剖视图。图3是根据本专利技术的一个方面的行星齿轮架组件的分解图，其中，行星齿轮架组件包括齿轮架、环和夹具。图4是通过由图3的分解零件制成的、在它们已经组装好之后的行星齿轮架组件截取的剖视图。图5是来自图3和图4的行星齿轮架组件的环的一半的立体剖视图。图6是来自图3和图4的行星齿轮架组件的齿轮架的一半的立体当前第1页1 2 3&nbs本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种行星齿轮架组件，包括:齿轮架，所述齿轮架具有沿轴向延伸的轮毂，所述轮毂具有沿轴向延伸的在所述轮毂的径向向外面向表面上的多个花键，并且所述轮毂还具有在所述径向向外面向表面上的第一组槽部分，其中，所述第一组槽部分绕所述轮毂周向延伸并穿过所述多个花键；圆盘锁环，所述圆盘锁环绕所述齿轮架的所述轮毂被接纳，所述圆盘锁环具有在所述圆盘锁环的径向向内面向表面上的多个花键，其中，通过使所述齿轮架的所述多个花键和所述圆盘锁环的所述多个花键轴向嵌入彼此并且接着使所述圆盘锁环相对于所述齿轮架角向旋转，在所述圆盘锁环中的所述多个花键接纳在所述第一组槽部分中以相对于所述齿轮架在轴向上限制所述圆盘锁环；其中，所述齿轮架和所述圆盘锁环中的至少一个是粉末金属部件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·W·莱姆克，
申请(专利权)人：GKN烧结金属有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US