带有行星齿轮组的车辆动力传递单元（PTU）制造技术

车辆动力传递单元（PTU）组件——诸如用于汽车的PTU组件——的一个实施方案包括输入轴、行星齿轮组、中间轴、环形齿轮和输出齿轮。行星齿轮组包括太阳齿轮、多个行星齿轮和内齿轮。太阳齿轮附接至车辆PTU的壳体，且在使用中不旋转。行星齿轮相互连接至输入轴，并由输入轴驱动。内齿轮相应地由行星齿轮驱动。中间轴相互连接至内齿轮，并由内齿轮驱动。环形齿轮相互连接至中间轴，且输出齿轮由环形齿轮驱动。

Vehicle power transfer unit (PTU) with planetary gear sets

A vehicle power transfer unit (PTU) component, such as a PTU component for an automobile, includes an input shaft, a planetary gear set, an intermediate shaft, an annular gear, and an output gear. The planetary gear set comprises a sun gear, a plurality of planetary gears and an inner gear. The sun gear is attached to the housing of the vehicle PTU and does not rotate during use. The planetary gear is connected to the input shaft and driven by the input shaft. The inner gear is correspondingly driven by the planetary gear. The intermediate shaft is connected to the inner gear and driven by the inner gear. The annular gear is connected to the intermediate shaft, and the output gear is driven by the annular gear.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体上涉及车辆动力传递单元（PTU），并且更具体地涉及在车辆PTU中使用的轴和齿轮组件。
技术介绍
一般地，车辆动力传动系统（vehicle driveline）将扭矩从车辆的发动机传递到其车轮。机动车动力传动系统有时包括动力传递单元（PTU，也被称为动力输送单元），其用于选择性地将扭矩分散在动力传动系统中的轴当中。PTU常常装备在四轮和全轮机动车动力传动系统构型中。动力传递单元通常由封闭并支撑齿轮、轴和轴承的壳体构成。如汽车中的其它地方那样，机动车动力传动系统中的包装常常需要固定不变的尺寸约束。并且有时，当设计PTU以产生期望的扭矩输出同时仍满足由机动车制造商施加的耐久性要求时，尺寸约束提出了挑战。
技术实现思路
在一个实施方案中，车辆动力传递单元（PTU）组件包括输入轴、行星齿轮组、中间轴、环形齿轮（ring gear）和输出齿轮。输入轴绕第一轴线旋转。行星齿轮组由输入轴驱动，且包括太阳齿轮、多个行星齿轮和内齿轮（annular gear）。太阳齿轮被固定以防旋转。行星齿轮相互连接至输入轴，并由输入轴驱动。行星齿轮围绕太阳齿轮绕转。内齿轮由行星齿轮驱动。中间轴绕第一轴线旋转，相互连接至内齿轮并由内齿轮驱动。环形齿轮相互连接至中间轴，并随中间轴一起旋转。输出齿轮绕第二轴线旋转。第二轴线布置成相对于第一轴线成一定角度。输出齿轮由环形齿轮驱动。在另一实施方案中，车辆动力传递单元（PTU）组件包括输入轴、行星齿轮组、套筒轴、环形齿轮和小齿轮（pinion）。行星齿轮组与输入轴同轴，且包括太阳齿轮、多个行星齿轮和内齿轮。当车辆PTU在使用中时，太阳齿轮相对于行星齿轮保持静止。行星齿轮直接相互连接至输入轴而没有位于行星齿轮与输入轴之间的中间齿轮。行星齿轮由输入轴驱动，并围绕太阳齿轮绕转。行星齿轮经由齿轮间驱动和接合直接驱动内齿轮。套筒轴与输入轴同轴，并直接相互连接至内齿轮而没有位于套筒轴与内齿轮之间的中间齿轮。套筒轴由内齿轮驱动。环形齿轮与输入轴同轴，并由套筒轴承载。小齿轮不与输入轴同轴。由环形齿轮经由齿轮间驱动和接合直接驱动小齿轮。附图说明图1是车辆动力传递单元（PTU）组件的透视图；图2是在图1中的箭头2-2处截取的横截面视图；以及图3是在y轴上标绘以牛顿米（Nm）为单位的扭矩且在x轴上标绘齿轮转数的图表。具体实施方式参考附图，用于机动车辆的车辆动力传递单元（PTU）组件10满足时常由机动车制造商施加的扭矩和耐久性要求。因此，扩增了PTU组件10的扭矩负载循环容量（duty cycle capacity）。PTU组件10装备有行星齿轮组12以提供相对紧凑的设计和构造，以便满足在安装中经常固定不变的尺寸约束。虽然在图中由一个实施例图示，但在其它实施例（下文描述了其中一些实施例）中，PTU组件10能够具有不同的设计和构造。实际上，其精确的设计和构造通常取决于其中安装有PTU组件10的具体应用。所述应用能够涉及各种转向、发动机和传动部件以及随附的包装需求，所有这些均能够指示PTU组件10的设计和构造。作为题外话，除非另有规定，否则如本描述中所使用的术语轴向地、径向地、周向地及其相关形式是关于PTU组件10的总体上环形和圆筒形部件的。在图1和图2的实施例中，PTU组件10是多件式机构，其带有一同工作以便产生期望的扭矩输出的部件。在该实施例中，PTU组件10包括输入轴14、行星齿轮组12、中间轴16、环形齿轮18和输出齿轮20。其它部件能够包括轴承22、密封件还有额外的轴和齿轮。并且尽管未在图中描绘，但由金属或非金属材料组成的PTU壳体、盖和/或中间结构封闭并支撑PTU组件10的部件。输入轴14能够相互连接至上游的动力传动系统部件（诸如，差速器），且因此由其驱动。示出联接器24，其用于在输入轴14的一端处形成这种相互连接，而且用于这样做的其它方式和部件是可能的。在该实施例中，输入轴14是中空金属管。当将PTU组件10在更大的机动车动力传动系统中投入使用时，输入轴14绕第一轴线X1旋转。在与联接器24相对的端部处，输入轴14具有凸缘26，所述凸缘26从输入轴的主要管状主体径向向外突伸。凸缘26呈现输入轴14的整体延伸部，并被用于将输入轴与行星齿轮组12相互连接在一起。具体地，凸缘26直接相互连接至行星齿轮组12的多个行星齿轮28。所述直接相互连接能够借助于栓接、焊接、力配合、铆接或经由其它机械附接技术来实行。所述相互连接就其缺乏位于凸缘26与行星齿轮28之间的中间部件（比如添加的齿轮或轴或类似的某物）的意义而言是直接的。行星齿轮组12增加了速度且减小了从进入的旋转运动至出外的旋转运动的扭矩。行星齿轮组12相互连接至输入轴14，且因此由其驱动。并且像输入轴14那样，行星齿轮组12绕第一轴线X1旋转；换言之，行星齿轮组与输入轴同轴。如图1和图2中所图示，行星齿轮组12位于输入轴14的一端处凸缘26处，而且能够位于沿输入轴的其它地方，诸如输入轴的终端之间的近似中间位置。进入的旋转运动从输入轴14接收，且出外的旋转运动被传送至中间轴16。从输入轴14至中间轴16，行星齿轮组12提供扭矩减小功能。在一具体示例中，行星齿轮组12给出近似1.5:1的扭矩减小；当然，在其它示例中，其它扭矩减小值也是可能的。除了其它可能因素之外，精确的扭矩减小将取决于相关联部件的直径。扭矩减小（连同伴随的速度增加一起）改进了PTU组件10的整体耐久性能及其负载循环容量，如下文更详细地描述的那样。此外，行星齿轮组12中的齿轮的布置展现出相对紧凑的设计和构造以实现这些改进，使得相比于其它齿轮布置，能够更容易地满足包装和尺寸约束。仍参考图1和图2，行星齿轮组12包括太阳齿轮30、行星齿轮28和内齿轮32。太阳齿轮30位于紧邻凸缘26的输入齿轮14的极端部处。太阳齿轮30与输入轴14同轴。针对扭矩减小和速度增加，太阳齿轮30被附接至PTU壳体并因此保持静止，且在PTU组件10的使用期间不旋转。附接能够借助于栓接、焊接、力配合、铆接或经由其它机械附接技术来实行。换言之，太阳齿轮30被固接至PTU壳体，并被固定以防在操作中旋转。行星齿轮28在PTU组件10的使用期间围绕太阳齿轮30和第一轴线X1绕转。当每个行星齿轮围绕第一轴线X1绕转时，每个行星齿轮28也绕其自身的轴线旋转。能够存在不同数量的离散的和单个的行星齿轮28，诸如两个、三个、四个或更多个。每个行星齿轮28具有与太阳齿轮30的齿直接啮合以及与内齿轮32的齿直接啮合的齿。在一侧上，行星齿轮28直接相互连接至凸缘26（如先前所描述的那样），且因此由输入轴14直接驱动。在另一侧上，行星齿轮28直接相互连接至承载件（carrier）34。承载件34保持行星齿轮28相对于彼此处于恰当位置，并在操作中与行星齿轮一起旋转。最后，内齿轮32围绕太阳齿轮30旋转，并与输入轴14同轴。内齿轮32的径向向内的齿与行星齿轮28的齿直接啮合，且因此内齿轮由行星齿轮直接驱动。在内齿轮32的一侧上，凸缘36在侧壁38的外侧轴向突伸。凸缘36可以是内齿轮32的整体延伸部（也就是说，所有结构均是一片材料形成的），并被用于将内齿轮与中间轴16直接相互连接在一起。所述直接相互连接能够经由如图2中所示的花键式配合件40、栓本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆动力传递单元（PTU）组件，其包括：输入轴，其绕第一轴线旋转；由所述输入轴驱动的行星齿轮组，所述行星齿轮组包括太阳齿轮、多个行星齿轮和内齿轮，所述太阳齿轮被固定以防旋转，所述多个行星齿轮相互连接至所述输入轴并由所述输入轴驱动，且围绕所述太阳齿轮绕转，所述内齿轮由所述多个行星齿轮驱动；中间轴，其绕所述第一轴线旋转，并相互连接至所述内齿轮且由所述内齿轮驱动；环形齿轮，其相互连接至所述中间轴并随所述中间轴一起旋转；以及绕第二轴线旋转的输出齿轮，所述第二轴线布置成相对于所述第一轴线成一定角度，所述输出齿轮由所述环形齿轮驱动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种车辆动力传递单元（PTU）组件，其包括：输入轴，其绕第一轴线旋转；由所述输入轴驱动的行星齿轮组，所述行星齿轮组包括太阳齿轮、多个行星齿轮和内齿轮，所述太阳齿轮被固定以防旋转，所述多个行星齿轮相互连接至所述输入轴并由所述输入轴驱动，且围绕所述太阳齿轮绕转，所述内齿轮由所述多个行星齿轮驱动；中间轴，其绕所述第一轴线旋转，并相互连接至所述内齿轮且由所述内齿轮驱动；环形齿轮，其相互连接至所述中间轴并随所述中间轴一起旋转；以及绕第二轴线旋转的输出齿轮，所述第二轴线布置成相对于所述第一轴线成一定角度，所述输出齿轮由所述环形齿轮驱动。2.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元（PTU）组件，其中，所述输入轴与所述行星齿轮组关于所述第一轴线相对于彼此同轴，并且其中所述多个行星齿轮围绕所述第一轴线绕转。3.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元（PTU）组件，其中，所述输入齿轮与所述多个行星齿轮之间的所述相互连接是直接相互连接，且其间没有中间齿轮。4.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元（PTU）组件，其中，所述内齿轮与所述中间轴之间的所述相互连接是直接相互连接，且其间没有中间齿轮。5.根据权利要求1所述的车辆动力传递单元（PTU）组件，其中，所述中间轴是套筒轴，其在所述输入轴的径向向外位置处与所述输入轴重叠。6.根据权利要求5所述的车辆...

【专利技术属性】
技术研发人员：AR杰尔丁，
申请(专利权)人：GKN动力传动系统北美有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US