悬臂式的齿轮组件、发动机和齿轮组件的组装方法
技术领域
本发明涉及齿轮领域，具体而言，涉及一种悬臂式的齿轮组件、一种发动机和一种齿轮组件的组装方法。
背景技术
齿轮传动系统是发动机的重要部件，它的连续运行稳定性是评价发动机性能优越的重要指标之一。由于齿轮组件是连接齿轮传动系统的核心零部件，它对齿轮传动系统稳定性与寿命产生直接影响。特别在重载荷输出工况下，齿轮组件必须体现稳定可靠承受弯矩、抗冲击载荷与传递扭矩能力。否则齿轮容易损坏，导致齿轮传动系统无法工作，严重影响发动机与整机性能。目前国内发动机多使用两点支持式传动结构来输出扭矩，这样可以稳定传递输出扭矩，但这种结构占用空间较多。
发明内容
为了改善上述技术问题至少之一，本发明的一个目的在于提供一种悬臂式的齿轮组件。
本发明的另一个目的在于提供一种具有上述悬臂式的齿轮组件的发动机。
本发明的再一个目的在于提供一种齿轮组件的组装方法。
为实现上述目的，本发明第一方面的实施例提供了一种悬臂式的齿轮组件，包括：齿轮；转轴，设于所述齿轮上，所述齿轮的内壁面和所述转轴的外壁面之间间隔地分布，所述齿轮和所述转轴这二者中的至少一者上设有限位结构；圆锥滚子轴承，设于所述内壁面和所述外壁面之间，其中，所述圆锥滚子轴承的外圈与所述齿轮连接，所述圆锥滚子轴承的内圈组件与所述转轴连接，所述限位结构抵靠所述圆锥滚子轴承，以限制所述圆锥滚子轴承沿轴向攒动。
本发明上述实施例提供的悬臂式的齿轮组件，设置齿轮和转轴这二者中的至少一者上设有限位结构，限位结构抵靠圆锥滚子轴承，以限制圆锥滚子轴承沿轴向攒动，首先圆锥滚子轴承可以较好的承受径向负荷和轴向负荷，通过圆锥滚子轴承连接齿轮和转轴，齿轮组件具有稳定可靠的承受弯矩、抗冲击载荷与传递扭矩能力，有利于提升产品的使用可靠性以及延伸产品的使用寿命，其次，通过限位结构限制圆锥滚子轴承沿轴向攒动，降低圆锥滚子轴承在转动过程中晃动、攒动的情形，提升圆锥滚子轴承的可靠性，进而提升齿轮的传动可靠性，最后，在组装产品的过程中，限位结构具有定位的作用，无需调整，提升产品的装配精度。
另外，本发明提供的上述实施例中的悬臂式的齿轮组件还可以具有如下附加技术特征：
上述技术方案中，所述圆锥滚子轴承包括：第一轴承，具有第一内圈组件和第一外圈；第二轴承，具有第二内圈组件和第二外圈，所述第一轴承和所述第二轴承反向且间隔的设置；所述限位结构包括第一限位结构和第二限位结构其中，所述齿轮具有所述第一限位结构，所述转轴具有所述第二限位结构，所述第一限位结构位于所述第一外圈和所述第二外圈之间且抵靠所述第一外圈和所述第二外圈，所述第二限位结构位于所述第一轴承远离所述第二轴承的一侧，使得所述第二限位结构和所述第二轴承夹紧所述第一限位结构及所述第一轴承。
在本方案中，设置第一轴承和第二轴承反向且间隔的设置，这样一个轴承承受径向负荷时，将会产生一个轴向分力，通过反向的另一个可承受反方向轴向力的轴承来加以平衡，从而实现圆锥滚子轴承可以较好的承受径向负荷和轴向负荷，设置第一限位结构位于第一外圈和第二外圈之间且抵靠第一外圈和第二外圈，这样通过第一限位结构实现第一轴承和第二轴承之间的限位，避免第一轴承和第二轴承在轴向上攒动，提升圆锥滚子轴承的可靠性，进而提升齿轮的传动可靠性，实现大扭矩传递，系统运行稳定更可靠。
上述任一技术方案中，自所述内壁面的局部区域向外凸起形成有所述第一限位结构。
在本方案中，设置自内壁面的局部区域向外凸起形成有第一限位结构，这样结构简单，有利于降低加工难度，且省去了齿轮和第一限位结构之间的装配步骤，缩短组装时间，提升组装效率。
上述任一技术方案中，所述转轴包括转轴本体，所述第一内圈组件和所述第二内圈组件分别套装于所述转轴本体上，所述第二限位结构相对于所述转轴本体的外表面朝所述转轴本体的周侧凸伸。
在本方案中，设置第二限位结构相对于转轴本体的外表面朝转轴本体的周侧凸伸，这样结构简单，有利于降低加工难度，且省去了转轴本体和第二限位结构之间的装配步骤，缩短组装时间。
上述任一技术方案中，所述第一内圈组件和所述第二内圈组件之间具有间隙，所述转轴设有过油通道，所述过油通道与所述间隙相连通。
在本方案中，设置过油通道与间隙相连通，这样，润滑油自过油通道流入第一轴承和第二轴承之间，使得润滑油可以更充分的附着在各零部件之间，通过润滑油减少零部件之间的相互摩擦，降低零部件的磨损及温度，延长零部件的使用寿命，提成产品的可靠性。
上述技术方案中，所述过油通道具有第一通道和至少一个第二通道，所述第二通道的一端与所述第一通道连通，另一端与所述间隙连通，其中，所述第一通道沿所述转轴的轴向延伸，所述第二通道的延伸方向倾斜于所述转轴的轴向。
在本方案中，设置第一通道沿转轴的轴向延伸，第二通道的延伸方向倾斜于转轴的轴向，使润滑油可以更充分的附着在各零部件之间，避免润滑油无法进入死角位置的情形，进一步减少零部件之间的相互摩擦，降低零部件的磨损及温度，延长零部件的使用寿命，提成产品的可靠性。
上述技术方案中，所述圆锥滚子轴承具有隔圈，所述隔圈具有相对的第一抵靠面和第二抵靠面，所述第一抵靠面抵靠所述第一内圈组件，所述第二抵靠面抵靠所述第二内圈组件，其中，所述第一抵靠面和所述第二抵靠面这二者中的至少一者的局部凹陷形成有凹槽，所述过油通道和所述间隙通过所述凹槽相连通。
在本方案中，设置第一抵靠面和第二抵靠面这二者中的至少一者的局部凹陷形成有凹槽，这样一方面可以通过隔圈调节第一轴承和第二轴承之间的游隙，另一方面，通过隔圈上的凹槽实现过油通道和间隙之间的导通，使得润滑油可以顺畅的流入第一轴承、第二轴承及齿轮之间，进一步减少零部件之间的相互摩擦，降低零部件的磨损及温度，延长零部件的使用寿命，提成产品的可靠性，避免隔圈对润滑油的流动形成阻碍的情形，提升润滑油的流动顺畅性，实现一物多用。
上述任一技术方案中，所述悬臂式的齿轮组件，还包括：盖板，所述盖板抵靠所述转轴和所述圆锥滚子轴承，以将所述圆锥滚子轴承压紧于所述限位结构；和/或所述齿轮包括斜齿轮。
在本方案中，通过盖板将圆锥滚子轴承压紧于限位结构，这样进一步提升产品结构的紧凑性，产品空间布置更紧凑，避免圆锥滚子轴承的轴向攒动，提升系统运行稳定可靠。
本发明第二方面的实施例提供了一种发动机，包括：缸体；如上述任一技术方案中所述的悬臂式的齿轮组件，所述齿轮组件设于所述缸体上。
本发明上述实施例提供的发动机，通过设置有上述任一技术方案中所述的悬臂式的齿轮组件，从而具有以上全部有益效果，在此不再赘述。
本发明第三方面的实施例提供了一种齿轮组件的组装方法，适于组装如上述任一技术方案中所述的悬臂式的齿轮组件，包括以下步骤：将第一外圈和第二外圈分别穿设于齿轮上，使所述第一外圈和所述第二外圈与所述齿轮集成为整体；将所述第一内圈组件套设于所述转轴上，且使得所述第一内圈组件抵靠于所述转轴上的第二限位结构；将隔圈套设于所述转轴上且使得所述隔圈抵靠所述第一内圈组件，使得所述第一内圈组件、所述隔圈及所述转轴集成为整体；将安装有所述第一内圈组件和所述隔圈的所述转轴穿设于安装有所述第一外圈和所述第二外圈的所述齿轮上；将所述第二内圈组件套设于所述转轴上；将盖板抵靠所述转轴和所述第二内圈组件，通过紧固件锁紧盖板和转轴。本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明一个实施例所述齿轮组件的剖视结构示意图；
图2是图1中所示A的局部放大结构示意图；
图3是本发明一个实施例所述圆锥滚子轴承的主视结构示意图；
图4是本发明一个实施例所述圆锥滚子轴承的侧视结构示意图；
图5是本发明一个实施例所述隔圈的主视结构示意图；
图6是本发明一个实施例所述隔圈的剖视结构示意图；
图7是本发明一个实施例所述齿轮的主视结构示意图；
图8是图7中所示B-B的剖视结构示意图；
图9是本发明一个实施例所述转轴的一个剖视结构示意图；
图10是本发明一个实施例所述转轴的另一个剖视结构示意图。
其中，图1至图10中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
1齿轮组件，10齿轮，11内壁面，12第一限位结构，20转轴，21外壁面，22第二限位结构，23转轴本体，24过油通道，241第一通道，242第二通道，25连接孔，30圆锥滚子轴承，31第一轴承，311第一外圈，312第一内圈组件，32第二轴承，321第二外圈，322第二内圈组件，33隔圈，331第一抵靠面，332第二抵靠面，333凹槽，34间隙，40盖板，50紧固件。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
下面参照图1至图10描述本发明一些实施例所述悬臂式的齿轮组件1。
如图1和图2所示，本发明第一方面的实施例提供了一种悬臂式的齿轮组件1，包括：齿轮10；转轴20，设于齿轮10上，齿轮10的内壁面11和转轴20的外壁面21之间间隔地分布，齿轮10和转轴20这二者中的至少一者上设有限位结构；圆锥滚子轴承30，设于内壁面11和外壁面21之间并连接齿轮10和转轴20，具体地，圆锥滚子轴承30的外圈与齿轮连接，圆锥滚子轴承30的内圈组件与转轴连接，其中，限位结构抵靠圆锥滚子轴承30，以限制圆锥滚子轴承30沿轴向攒动。
本发明上述实施例提供的悬臂式的齿轮组件1，设置齿轮10和转轴20这二者中的至少一者上设有限位结构，限位结构抵靠圆锥滚子轴承30，以限制圆锥滚子轴承30沿轴向攒动，首先圆锥滚子轴承30可以较好的承受径向负荷和轴向负荷，通过圆锥滚子轴承30连接齿轮10和转轴20，齿轮组件1具有稳定可靠的承受弯矩、抗冲击载荷与传递扭矩能力，有利于提升产品的使用可靠性以及延伸产品的使用寿命，其次，通过限位结构限制圆锥滚子轴承30沿轴向攒动，降低圆锥滚子轴承30在转动过程中晃动、攒动的情形，提升圆锥滚子轴承30的可靠性，进而提升齿轮10的传动可靠性，最后，在组装产品的过程中，限位结构具有定位的作用，无需调整，提升产品的装配精度。
在本发明的一个实施例中，如图1、图3和图4所示，圆锥滚子轴承30包括：第一轴承31，具有第一内圈组件312和第一外圈311；第二轴承32，具有第二内圈组件322和第二外圈321，第一轴承31和第二轴承32反向且间隔的设置；限位结构包括第一限位结构12和第二限位结构22，其中，齿轮10具有第一限位结构12，转轴20具有第二限位结构22，第一限位结构12位于第一外圈311和第二外圈321之间且抵靠第一外圈311和第二外圈321，第二限位结构22位于第一轴承31远离第二轴承32的一侧，使得第二限位结构22和第二轴承32夹紧第一限位结构12及第一轴承31。这样通过第一限位结构12实现第一轴承31和第二轴承32之间的限位，避免第一轴承31和第二轴承32在轴向上攒动，提升圆锥滚子轴承30的可靠性，进而提升齿轮10的传动可靠性，实现大扭矩传递，系统运行稳定更可靠。
在本发明的一个实施例中，如图7和图8所示，自内壁面11的局部区域向外凸起形成有第一限位结构12。这样结构简单，有利于降低加工难度，且省去了齿轮10和第一限位结构12之间的装配步骤，缩短组装时间，提升组装效率。
举例地，第一限位结构12呈环形。
在其他的一些实施例中，也可以设计齿轮10和第一限位结构12为分体式部件，这样，齿轮10可以不受第一限位结构12的影响，以实现应用于其他的传动系统中，增加齿轮10的使用范围。
在本发明的一个实施例中，如图1和图10所示，转轴20包括转轴本体23，第一内圈组件312和第二内圈组件322分别套装于转轴本体23上，第二限位结构22相对于转轴本体23的外表面朝转轴本体23的周侧凸伸，这样结构简单，有利于降低加工难度，且省去了转轴本体23和第二限位结构22之间的装配步骤，缩短组装时间。
在某些实施例中，转轴本体23具有相对的两端，其中，一端上形成有第二限位结构22，在组装的过程中，第一轴承31和第二轴承32分别自另一端套装于转轴本体23上，且第一轴承31抵靠第二限位结构22，这样，通过第二限位结构22实现在组装的过程中第一轴承31的定位，有利于提升产品的装配精度，进而提升各零部件之间的配合精度，提成产品的传动可靠性。
在本发明的一个实施例中，如图1、图4和图9所示，第一内圈组件312和第二内圈组件322之间具有间隙34，转轴20设有过油通道24，过油通道24与间隙34相连通。这样，润滑油自过油通道24流入第一轴承31和第二轴承32之间，使得润滑油可以更充分的附着在各零部件之间，通过润滑油减少零部件之间的相互摩擦，降低零部件的磨损及温度，延长零部件的使用寿命，提成产品的可靠性。
进一步地，如图9和图10所示，过油通道24具有第一通道241和至少一个第二通道242，第二通道242的一端与第一通道241连通，另一端与间隙34连通，其中，第一通道241沿转轴20的轴向延伸，第二通道242的延伸方向倾斜于转轴20的轴向。使润滑油可以更充分的附着在各零部件之间，避免润滑油无法进入死角位置的情形，进一步减少零部件之间的相互摩擦，降低零部件的磨损及温度，延长零部件的使用寿命，提成产品的可靠性。
在某些实施例中，如图4、图5和图6所示，圆锥滚子轴承30具有隔圈33，隔圈33具有相对的第一抵靠面331和第二抵靠面332，第一抵靠面331抵靠第一内圈组件312，第二抵靠面332抵靠第二内圈组件322，其中，第一抵靠面331和第二抵靠面332这二者中的至少一者的局部凹陷形成有凹槽333，过油通道24和间隙34通过凹槽333相连通。这样一方面可以通过隔圈33调节第一轴承31和第二轴承32之间的游隙，另一方面，通过隔圈33上的凹槽333实现过油通道24和间隙34之间的导通，使得润滑油可以顺畅的流入第一轴承31、第二轴承32及齿轮10之间，进一步减少零部件之间的相互摩擦，降低零部件的磨损及温度，延长零部件的使用寿命，提成产品的可靠性，避免隔圈33对润滑油的流动形成阻碍的情形，提升润滑油的流动顺畅性，实现一物多用。
在本发明的一个实施例中，如图1所示，悬臂式的齿轮组件1，还包括：盖板40，盖板40抵靠转轴20和圆锥滚子轴承30，以将圆锥滚子轴承30压紧于限位结构。这样进一步提升产品结构的紧凑性，产品空间布置更紧凑，避免圆锥滚子轴承30的轴向攒动，提升系统运行稳定可靠。
举例地，转轴20上设有连接孔25，盖板40上设有与连接孔25相适配的通孔，盖板40抵靠转轴20和圆锥滚子轴承30，紧固件50(例如螺栓)穿过通孔和连接孔25，以锁紧圆锥滚子轴承30和转轴20。
在某些实施例中，齿轮10包括斜齿轮10。
本发明第二方面的实施例提供了一种发动机，包括：缸体；如上述任一技术方案中的悬臂式的齿轮组件1，齿轮组件1设于缸体上。
本发明第三方面的实施例提供了一种齿轮组件1的组装方法，适于组装如上述任一技术方案中的悬臂式的齿轮组件1，包括以下步骤：
将第一外圈311和第二外圈321分别穿设于齿轮10上，使第一外圈311和第二外圈321与齿轮10集成为整体；
将第一内圈组件312套设于转轴20上，且使得第一内圈组件312抵靠于转轴20上的第二限位结构22；
将隔圈33套设于转轴20上且使得隔圈33抵靠第一内圈组件312，使得第一内圈组件312、隔圈33及转轴20集成为整体；
将安装有第一内圈组件312和隔圈33的转轴20穿设于安装有第一外圈311和第二外圈321的齿轮10上；
将第二内圈组件322套设于转轴20上；
将盖板40抵靠转轴20和第二内圈组件322，通过紧固件50锁紧盖板40和转轴20。
本发明上述实施例提供的发动机，通过设置有上述任一技术方案中的悬臂式的齿轮组件1，从而具有以上全部有益效果，在此不再赘述。
在一个具体实施例中，如图1至图10所示，悬臂式的齿轮组件1包括：转轴20、圆锥滚子轴承30、齿轮10、盖板40。
其中，圆锥滚子轴承30包括第一轴承31、第二轴承32及设于第一轴承31和第二轴承32之间的隔圈33，具体地，第一轴承31包括第一外圈311和第一内圈组件312，第二轴承32包括第二外圈321和第二内圈组件322，其中，第一外圈311和第二外圈321分别穿设于齿轮10的内壁面11上，且第一外圈311和第二外圈321位于第一限位结构12的两侧并分别抵靠第一限位结构12。第一内圈组件312、第二内圈组件322和隔圈33分别套装于转轴20上，且第一内圈组件312抵靠转轴20上的第二限位结构22。盖板40抵靠转轴20和圆锥滚子轴承30，以将圆锥滚子轴承30压紧于限位结构。
具体组装步骤如下：
首先，将第一外圈311和第二外圈321分别穿设于齿轮10，使第一外圈311和第二外圈321与齿轮10集成为整体；然后将第一内圈组件312套设于转轴20上，且使得第一内圈组件312抵靠于转轴20上的第二限位结构22，再将隔圈33套设于转轴20上且使得隔圈33抵靠第一内圈组件312，使得第一内圈组件312、隔圈33及转轴20集成为整体，在某些实施例中，设计将隔圈33上的凹槽333朝向背离第一内圈组件312的一侧；
然后将安装有第一内圈组件312和隔圈33的转轴20穿设于安装有第一外圈311和第二外圈321的齿轮10上，最后将第二内圈组件322套设于转轴20上，同时将盖板40抵靠转轴20和圆锥滚子轴承30，通过紧固件50锁紧盖板40和转轴20，使得圆锥滚子轴承30压紧于限位结构。在某些实施例中，紧固件50将齿轮组件1锁紧于发动机的缸体上。
安装完毕后润滑油a从下图示方向流向，穿过齿轮10轴与隔圈33，然后进入轴承与齿轮10润滑，最后从轴承的另一侧把热量带走。
本发明提供的悬臂式的齿轮组件1，通过成对的圆锥滚子轴承30，使得齿轮组件1可以应用于重载传递输出扭矩情况，极大改善了齿轮组件1传递大扭矩稳定性问题，同时解决齿轮组件1上高温问题，从而提高齿轮10传动系统工作的可靠性，极大延长设备的使用寿命，提升产品的实用性和可靠性，第一限位结构12和第二限位结构22实现各零部件之间的定位与限位，无需调整，空间布置紧凑，润滑良好，实现大扭矩传递，系统运行稳定可靠。
在本发明中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
