[發明專利]傳動軸以及用于傳動軸的制造的方法和裝置

有效

• 申請號: 201480057554.3
• 申請日: 2014-11-12
• 公開（公告）號: CN105658969B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: B·胡諾爾德
• 申請（專利權）人: ZF腓特烈斯哈芬股份公司
• 主分類號: F16C3/02
• 分類號: F16C3/02;F16H57/00;B23K9/00;B23K9/028;B23K20/12
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 蘇娟

本發明涉及一種以副軸傳動結構形式實施的變速箱的傳動軸(1)，該傳動軸形成至少兩個在很大程度上相同的副軸中的一個并且由多個在自由端彼此壓焊的空心軸區段(2；3；4；5)構造而成，其中的至少兩個空心軸區段(2；3；4；5)分別設有圓柱齒輪級的固定齒輪的至少一個斜齒部(6；7；8；9；10)。為了實現斜齒部(6；7；8；9；10)與分配的配合齒輪的最佳的齒部嚙合，根據本發明規定，設有斜齒部(8；9；10)的空心軸區段(3；4；5)分別與相對于其軸向理論位置的偏差(Δx)成比例地以修正角(Δα)圍繞其中軸線(19)轉動地與分別相鄰的空心軸區段(2；3；4)連接，其中，在修正角(Δα)和軸向偏差(Δx)之間的比相當于斜齒部(8；9；10)的導程(s)(Δα/Δx＝s)。

技術領域

本發明涉及以副軸傳動結構形式(Vorgelegebauweise)實施的變速箱的傳動軸，該傳動軸形成至少兩個在很大程度上相同的副軸中的一個并且由多個在自由端彼此壓焊的空心軸區段構造而成，其中的至少兩個空心軸區段分別設有圓柱齒輪級的固定齒輪的至少一個斜齒部。本發明還涉及一種用于制造由多個彼此壓焊的空心軸區段形成的這種傳動軸的方法以及裝置。

背景技術

以副軸傳動結構形式實施的變速箱的傳動軸(例如輸入軸、副軸、主軸或輸出軸)通常構造為實心軸。圓柱齒輪級(例如輸入常(嚙合)級(Eingangskonstanten)、可切換的傳動級或輸出常(嚙合)級(Ausgangskonstanten))的布置在傳動軸上的固定齒輪通常制成為單獨的構件，其在相應構造的軸承座處壓裝到傳動軸上并且優選附加地形狀配合地(例如通過打定位銷)防止軸向運動。然而還已知的是，固定齒輪的齒部可通過合適的加工方法(例如軋制、滾軋或銑削)加入到傳動軸的相應的環形橋接部中。在這種情況下，固定齒輪與相關的傳動軸連接成一體。然而，此類實心傳動軸的缺點是：傳動軸的很大的質量，由于該質量增加了相關的變速箱的重量；以及與此相關的高的質量慣性矩，相關的傳動軸－只要涉及到輸入軸或副軸－在目標檔位的由于換檔的同步時必須克服質量慣性矩的阻抗來減速或加速。此外，更高的材料投入涉及到更高的成本。

為了避免這些缺點，提出在沒有損失強度的情況下構造為空心軸的傳動軸。在此涉及所謂的構造式傳動軸，其由多個彼此傳力連接、形狀配合和/或材料配合地連接的空心軸區段構造而成。

在文獻DE 10 2005 036 681 A1中說明了相應的傳動軸，其由三個空心軸區段組成。優選通過實體加工成型(Massivumformung)制成的空心軸區段分別在在自由端彼此緊靠的環形面處通過激光焊接或旋轉摩擦焊接彼此連接。沿軸向外部的空心軸區段在其自由端通過旋鍛封閉。布置在傳動軸上的固定齒輪制成為單獨的構件并且壓裝到相關的空心軸區段的分配的軸承座上。

由文獻DE 10 2006 016 099 B4已知一種用于制造傳動空心軸的方法和一種根據該方法制成的傳動空心軸。傳動空心軸由多個沿軸向彼此相繼的空心軸區段構造而成，其中，至少兩個空心軸區段分別設有布置在傳動空心軸上的固定齒輪的齒部。空心軸區段分別在兩個在自由端彼此緊靠的環形面處通過旋轉摩擦焊接彼此連接。相關的空心軸區段的齒部在接合在一起之前進行最終處理。空心軸區段在其周向的理論角位置和其徑向和軸向的偏差方面應與很高的精度相關。然而，這應如何具體實現，由文獻DE 10 2006 016 099B4不可得悉。

在文獻DE 10 2008 064 267 A1中說明了一種構造為空心軸的傳動軸以及一種用于傳動軸的制造的方法，該傳動軸同樣由多個空心軸區段組成。空心軸區段為了其相互的定心而在面向彼此的端部分別具有同軸地彼此接合的插接輪廓，該插接輪廓具有多個橫向褶子式突出的錐形傾斜的摩擦接觸面，以通過旋轉摩擦焊接對摩擦接觸面進行連接。此外，空心軸區段為了其軸向調整而在插接輪廓的邊緣分別具有環狀的徑向的止擋面。雖然通過插接輪廓的該造型可使空心軸區段以很高的徑向和軸向精度彼此連接。然而，為了制成具有摩擦面和止擋面的插接輪廓，需要昂貴地機械加工空心軸區段。此外，布置插接輪廓的先決條件是空心軸區段的不利地大的壁厚。