一种凸轮轴调相器的制作方法

1.本发明涉及汽车零部件技术领域，具体涉及一种凸轮轴调相器。


背景技术：

2.目前汽车领域所使用的凸轮轴调相器由行星轮、输出齿轮、链轮、链轮内齿、偏心轴、轴承盖以及两个轴承组成。通过转动偏心轴，推动行星轮与输出齿轮和链轮内齿啮合，进而使输出齿轮带动凸轮轴转动，达到调节相位的目的。
3.从结构上来说，现有技术的链轮与链轮内齿为两个零部件，通过装配构成分总成，在装配过程中，不能有效保证链轮内内圆面与链轮内齿的同轴度；偏心轴、其中一个轴承与轴承盖通过装配构成轴承盖分总成，在此分总成中，偏心轴为悬臂梁结构，其平衡条件稳定性差、容易产生机械疲劳；并且由于轴承盖分总成与链轮是由螺钉连接，导致不能有效控制偏心轴与输出齿轮内齿的同轴度，
4.从性能上来说，现有技术的摩擦阻力矩较大，导致其所需求的驱动力矩相应增大。
5.从功能上来说，现有技术的响应速度较慢，控制稳定性较差。
6.从耐久上来说，现有技术使用的轴承为球轴承，并且偏心轴为悬臂梁结构，所以其寿命较低，可靠性较差。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种凸轮轴调相器，以解决现有技术存在的上述问题问题。
8.本发明公开了一种凸轮轴调相器，其特征在于，包括偏心轴、第一滚动体、第二滚动体、行星轮、输出齿轮以及链轮，所述偏心轴套设于第一滚动体外且套设于第二滚动体内；
9.所述行星轮包括一体成型的行星轮大齿和行星轮小齿；所述链轮包括中空轮体，中空轮体上开设有链轮外齿和链轮内齿，所述中空轮体的内表面设置有内圆弧面或内圆面；所述输出齿轮上设置有内齿圈，所述输出齿轮的内部还设置有中心轴；
10.所述行星轮大齿和所述链轮内齿啮合，所述行星轮小齿和所述输出齿轮配合，所述输出齿轮套设于所述链轮内；所述第一滚动体套设于所述中心轴外；
11.所述链轮内齿的齿数＞所述行星轮大齿的齿数，所述输出齿轮的齿数＞所述行星轮小齿的齿数，所述行星轮大齿的齿数＞所述行星轮小齿的齿数。
12.采用上述技术方案的情况下，
13.在实际应用过程中，在不需要调节凸轮轴相位时候，偏心轴相对于链轮的转速相同，在需要调节凸轮轴相位的时候，改变偏心轴的转速，使偏心轴转速与链轮的转速不同，此时，偏心轴会推动行星轮转动，行星轮小齿与输出齿轮内齿啮合，推动输出齿轮转动，进而使输出齿轮相对于链轮转动，最终达到调节凸轮轴相位的目的，相较于传统凸轮轴调相器，其具有更好的相位调节稳定性，响应速度更快，噪音更小。
14.作为一种可能的设计，所述中心轴的外圆和所述输出齿轮的外圆同心。
15.作为一种可能的设计，所述中心轴的外圆和所述输出齿轮的齿顶圆同心。
16.作为一种可能的设计，所述中心轴和所述输出齿轮的齿分布在同一侧。
17.作为一种可能的设计，所述输出齿轮的内侧底部上开设有中心孔，中心孔的孔壁上开设有若干过孔；所述输出齿轮的内侧底部开设有若干组导油槽，每组所述导油槽和至少一个所述过孔连通。
18.作为一种可能的设计，所述导油槽的组数为3组，其中两组导油槽分别为所述第一滚动体和第二滚动体引流润滑油；剩余一组导油槽为所述行星轮的齿部、所述输出齿轮的齿部以及所述链轮的齿部引流润滑油。
19.作为一种可能的设计，所述导油槽的组数为3组。
20.作为一种可能的设计，所述链轮底部设置有限位块。用于限制输出齿轮相对于链轮转动的角度，进而限制调节凸轮轴相位的角度。
21.作为一种可能的设计，所述第一滚动体和所述第二滚动体均为滚针轴承。
22.作为一种可能的设计，所述中心轴上开设有螺栓过孔。
23.本发明的有益效果：
24.1.将和行星轮大齿啮合的链轮内齿集成在链轮上，能有效控制链轮内齿、链轮上的内圆面或内圆弧面和链轮外齿的位置关系，从而减小摩擦力矩和间隙角度，进而提高了调节速度与稳定性。
25.2.当中心轴与输出齿轮为同一个零部件时，输出齿轮上的中心轴、输出齿轮内齿、输出齿轮外圆面在同一个零件上，能有效控制中心轴外圆面，输出齿轮内齿和输出齿轮外圆面的位置关系，从而减小摩擦力矩与间隙角度，进而提高了调节速度与稳定性；2、当中心轴与输出齿轮为分开的两个零部件时，中心轴与输出齿轮通过焊接、过盈压装等方式装配成一个整体，也能有效控制中心轴外圆面，输出齿轮的齿轮和输出齿轮外圆面的位置关系，从而减小摩擦力矩与间隙角度，进而提高了调节速度与稳定性，从而减小摩擦力矩与间隙角度，进而提高了调节速度与稳定性。
26.3.输出齿轮的外圆面和链轮的内圆面或内圆弧面为小间隙精密配合，能有效保证输出齿轮与链轮的位置关系，从而减小的摩擦力矩与间隙角度，进而提高了调节速度与稳定性。
27.4.偏心轴、第一滚动体与中心轴外圆面为配合，能有效保证偏心轴与输出齿轮的位置关系，从而减小的摩擦力矩与间隙角度，进而提的调节速度与稳定性。
28.5.第二滚动体与第一滚动体均为滚针型的轴承，能有效提高使用寿命。
29.6.在输出齿轮上设置导油槽能将润滑油有效分配到各个需要润滑的部位，延长使用寿命。
30.7.可以通过调整行星轮大齿、行星轮小齿、链轮内齿和输出齿轮内齿的齿数调整减速比。
附图说明
31.图1为本发明实施例中凸轮轴调相器的三维图；
32.图2为本发明实施例中凸轮轴调相器的爆炸图；
33.图3为本发明实施例中凸轮轴调相器沿链轮中心轴的截面图；
34.图4为本发明实施例中链轮的结构示意图；
35.图5为本发明实施例中输出齿轮的结构示意图；
36.图6为本发明实施例中行星轮的结构示意图；
37.图7为本发明实施例中输出齿轮的俯视图；
38.图8为本发明实施例中未设置中心轴的输出齿轮的示意图；
39.图9为本发明实施例中中心轴的示意图；
40.图10为图9所示中心轴沿其轴向方向的剖面图。
41.其中：1-偏心轴；2-第一滚动体；3-第二滚动体；4-行星轮；401-行星轮大齿；402-行星轮小齿；5-输出齿轮；501-中心孔；502-过孔；6-链轮；601-中空轮体；602-链轮外齿；603-链轮内齿；604-限位块；605-内圆面；7-中心轴；8-第一组导油槽；9-第二组导油槽；10-第三组导油槽；11-螺栓过孔。
具体实施方式
42.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
44.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
45.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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元件必须具有特定的方位、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。
46.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。
47.本发明发明人发现现有的凸轮轴调相器在使用过程中存在平衡条件稳定性差和容易产生机械疲劳的问题，究其原因发现：现有的凸轮轴调相器的偏心轴为悬臂梁结构。并且还发现现有的凸轮轴调相器存在所需求的驱动力矩相应增大，究其原因发现：在使用的过程中，各零部件之间的位置关系没有的得到较为有效的控制。
48.针对上述问题，如图1所示，本发明实施例中提供一种不同于现有凸轮轴调相器结构的凸轮轴调相器。如图2-6所示，凸轮轴调相器包括偏心轴1、第一滚动体2、第二滚动体3、
行星轮4、输出齿轮5以及链轮6，偏心轴1套设于第一滚动体2外且套设于第二滚动体3内。
49.行星轮4包括一体成型的行星轮大齿401和行星轮小齿402；链轮6包括中空轮体601，中空轮体601上开设有链轮外齿602和链轮内齿603，中空轮体601的内表面设置有内圆弧面或内圆面605；输出齿轮5上的齿轮为内齿轮，输出齿轮5的内部还设置有中心轴7；
50.行星轮大齿401和链轮内齿603啮合，行星轮小齿402和输出齿轮5啮合，输出齿轮5套设于链轮6内；第一滚动体2套设于中心轴7外；
51.链轮内齿603的齿数＞行星轮大齿401的齿数，输出齿轮5的内齿齿数＞行星轮小齿402的齿数，行星轮大齿401的齿数＞行星轮小齿402的齿数。
52.在实际应用中，上述偏心轴1跟外部动力元件进行连接，链轮6上的链轮外齿602与外部链条连接，外部链条与外部曲轴连接，输出齿轮与外部凸轮轴连接；外部凸轮轴与外部曲轴通过外部链条与凸轮调相器连接，在不需要对外部凸轮轴相对于曲轴的相位进行调节时，偏心轴1与链轮6的转速相同；在需要对外部凸轮轴相对于曲轴的相位进行调节时，改变偏心轴1的转速，使偏心轴1的转速与链轮转速不同，偏心轴1推动行星轮大齿401与链轮内齿603啮合，行星轮小齿402与输出齿轮5的内齿啮合，最终导致输出齿轮5转速相对于曲轴转速发生变化，最终导致与输出齿轮5连接的凸轮轴相对于链轮6的位置发生变化。
53.将偏心轴1、第一滚动体2与中心轴7外圆面配合，能有效保证偏心轴1和输出齿轮5的位置关系；将链轮内齿603集成在链轮6上，能有效控制链轮内齿603、内圆面605或内圆弧面与链轮外齿602的位置关系；将设置于输出齿轮5上的中心轴7、内齿轮与输出齿轮5外圆面在同一个零件上，有效控制中心轴7的外圆面，内齿轮与输出齿轮5外圆面的位置关系；输出齿轮5和链轮6的内圆面605或内圆弧面配合，有效保证输出齿轮5和链轮6的位置关系；通过以上几点的设置可有效减小摩擦力矩和间隙角度，进而提高调节速度和稳定性，延长使用寿命。
54.其中，在行星轮大齿401、行星轮小齿402、链轮内齿603以及输出齿轮5的内齿齿数满足上述关系的前提下，可根据实际需要调整各齿轮的齿数以实现减速比的调整。
55.在实际应用中，如图2所示，中心轴7的外圆和输出齿轮5的外圆同心。中心轴7的外圆和输出齿轮5的齿顶圆同心。中心轴7和输出齿轮5的内齿分布在同一侧。
56.在实际应用中，为了使得各零部件在使用过程中能够得到良好的润滑，避免卡滞等情况的发生，如图8所示，输出齿轮5的内侧底部开设有中心孔501，所述中心轴7和中心孔501过盈配合，实现两者的连接。具体地，如图9和图10所示，中心轴7的小头端和中心孔501过盈配合。中心轴7和输出齿轮5的连接方式还可以如下：可以一体成型，也可以两者通过焊接或者其他的方式装配成一个整体。
57.在中心孔501壁上开设一些过孔502，输出齿轮5的内侧底部设置有若干组导油槽，导油槽和这些过孔502连通。过孔将机油引入导油槽，导油槽再将机油引入到需要润滑的位置。
58.一般情况下，对导油槽的形状和面积大小没有要求，只要其能够将机油导入相应的零部件即可，例如：长条形、圆弧形、椭圆形等，但不仅限于此。
59.在实际应用时，每组导油槽的数量至少大于1个，以实现对零部件的充分润滑，导油槽的具体布置方式不受限制，例如：如图7所示，每组导油槽的数量为2个，2个导油槽分布于一条直线上。
60.在实际应用时，可将润滑零部件分成三组，其中一组为第一滚动体2，一组为第二滚动体3，最后一组由行星轮大齿401、行星轮小齿402、输出齿轮5以及链轮内齿603组成。如图7所示，相应的导油槽设置成3组，分别命名为第一组导油槽8、第二组导油槽9以及第三组导油槽10，第一组导油槽8为第一滚动体2提供机油，实现润滑；第二组导油槽9为第二滚动体3提供机油，实现润滑；第三组导油槽10为最后一组零部件提供机油，实现润滑。每组导油槽的长度根据所需润滑零部件进行设置，例如：第一组导油槽8、第二组导油槽9以及第三组导油槽10的长度依次减小。
61.在实际应用时，所述第一滚动体2和所述第二滚动体3均可以为滚轴轴承，两者可以为相同型号的滚针轴承，也可以为不同型号的滚针轴承，例如：所述第一滚动体2不带冲压外圈的滚针轴承，所述第二滚动体3为带冲压外圈滚针轴承。能有效延长凸轮调相器的使用寿命。
62.在实际应用时，如图4所示，前述链轮底部设置有限位块604，用于限制输出齿轮相对与链轮转动的角度，进而限制凸轮轴调节的角度。
63.在实际应用时，为了便于前述凸轮轴调相器和其它部件的组装，如图10所示，可以在前述中心轴7上开设螺栓过孔11，通过螺栓实现凸轮轴调相器和其他部件的组装。
64.以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种凸轮轴调相器，其特征在于，包括偏心轴、第一滚动体、第二滚动体、行星轮、输出齿轮以及链轮，所述偏心轴套设于第一滚动体外且套设于第二滚动体内；所述行星轮包括一体成型的行星轮大齿和行星轮小齿；所述链轮包括中空轮体，中空轮体上开设有链轮外齿和链轮内齿，所述中空轮体的内表面设置有内圆弧面或内圆面；所述输出齿轮上设置有内齿圈，所述输出齿轮的内部还设置有中心轴；所述行星轮大齿和所述链轮内齿啮合，所述行星轮小齿和所述输出齿轮配合，所述输出齿轮套设于所述链轮内；所述第一滚动体套设于所述中心轴外；所述链轮内齿的齿数＞所述行星轮大齿的齿数，所述输出齿轮的齿数＞所述行星轮小齿的齿数，所述行星轮大齿的齿数＞所述行星轮小齿的齿数。2.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述中心轴的外圆和所述输出齿轮的外圆同心。3.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述中心轴的外圆和所述输出齿轮的齿顶圆同心。4.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述中心轴和所述输出齿轮的齿分布在同一侧。5.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述输出齿轮的内侧底部上开设有中心孔，中心孔的孔壁上开设有若干过孔；所述输出齿轮的内侧底部开设有若干组导油槽，每组所述导油槽和至少一个所述过孔连通。6.根据权利要求5所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述导油槽的组数为3组，其中两组导油槽分别为所述第一滚动体和第二滚动体引流润滑油；剩余一组导油槽为所述行星轮的齿部、所述输出齿轮的齿部以及所述链轮的齿部引流润滑油。7.根据权利要求5所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述导油槽的组数为3组。8.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述链轮底部设置有限位块。9.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述第一滚动体为和所述第二滚动体均为滚针轴承。10.根据权利要求1所述的凸轮轴调相器，其特征在于，所述中心轴上开设有螺栓过孔。

技术总结
本发明公开了一种凸轮轴调相器，包括偏心轴、第一滚动体、第二滚动体、行星轮、输出齿轮以及链轮，偏心轴套设于第一滚动体外且套设于第二滚动体内；行星轮包括一体成型的行星轮大齿和行星轮小齿；链轮包括中空轮体，中空轮体上开设有链轮外齿和链轮内齿，中空轮体的内表面设置有内圆弧面和/或内圆面；输出齿轮上的齿轮为内齿轮，输出齿轮的内部还设置有中心轴；在调速的过程中，偏心轴的转速和链轮的转速不同时，偏心轴绕中心轴转动，推动行星轮大齿和链轮内齿啮合，行星轮小齿和输出齿轮内齿啮合，达到减速增扭的效果，达到调节凸轮轴相位的目的，相较于传统凸轮轴调相器，其具有更好的相位调节稳定性，响应速度更快，噪音更小。噪音更小。噪音更小。


技术研发人员：邓猛 何马力 罗健 刘鹏 赵军 张希颖
受保护的技术使用者：富临精工股份有限公司
技术研发日：2023.02.13
技术公布日：2023/5/16