行星齒輪裝置的製作方法

2023-11-06 13:49:52 3

專利名稱：行星齒輪裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按主權利要求前序部分所述的行星齒輪裝置。
這類行星齒輪裝置，其中行星齒輪架構成從動裝置以及與從動側的輸出軸一起通過一個軸向安裝的徑向止推軸承對支承，於此恰當的是，在輸出軸上傳遞大的力和迴轉力矩。這種傳動裝置與一臺裝上的電動機組合主要在自動化技術中應用，其中在從動軸上例如裝一小齒輪或用於齒形皮帶的皮帶輪。通過同軸向安裝的徑向止推軸承對支承輸出軸和行星齒輪架，在軸承之間加上適當的預緊力可獲得很高的剛度和支承精度。
在通過一個軸向安裝的徑向止推軸承對支承時，在兩個所安裝的軸承的所謂X型布局(X-Anordnung)和所謂的O型布局(O-Anordnung)之間原則上是不同的。在X型布局中，通過滾動體延伸並與旋轉軸線相交的壓力線構成壓力錐，它們的錐頂互相面對。在O型布局中，軸承對兩個軸承的壓力錐的錐頂彼此背對。
X型布局幾乎總是為便於裝配，降低製造費用和一目了然的結構提供最佳的前提條件，因為徑向止推軸承對的兩個軸承可分別以其內環及其外環按這樣的方式裝配，即，在構件上當軸承壓入時起止擋作用的軸向定位面，以後在工作中還可以承受軸向工作負荷，以及由此通常不必再設置和安裝其他用於軸承內環和外環的軸向保險構件。當然，在X型布局中，軸承動力學有效的軸承距離，亦即壓力錐錐頂的間距小於兩個軸承的軸向距離。但原則上希望有儘可能大的軸承動力學有效的軸承距離，以達到高的承載能力和剛度以及輸出軸的準確運行。例如在未先公開的DE 199 56 789 A1中表示了一種傳動裝置，其中行星齒輪架或輸出軸通過按X型布局的軸承對支承。由於上面論及的X型布局的特性，在這種傳動裝置中，兩個所安裝的軸承布置在行星齒輪平面的兩側或行星齒輪組的兩側，因此總體上可以是一種軸向結構長度短的傳動裝置。
相比之下，O型布局提供更有利的軸承動力學有效的軸承距離，它大於兩個軸承結構上的軸向距離，因此對於能達到的承載能力及剛度以及驅動軸的準確運行方面都是有利的。但軸承按O型布局安裝在行星齒輪平面的兩側是很成問題的，因為在這種情況下當壓入軸承時壓入運動的方向始終與以後軸承工作負荷的方向相反。因此需要軸承內環和外環無間隙的軸向保險構件，它們難以安裝以及增大了結構空間的需求。在裝配時軸承間隙或軸承預緊力的準確調整很麻煩和容易帶來問題。
EP 0 687 36 A1公開了一種行星齒輪裝置，其中輸出軸通過一個按O型布局的軸承對支承。在此傳動裝置中，軸承對的兩個軸承並列地設在沿軸向真正的行星齒輪裝置的從動側。兩個軸承的內環相鄰地裝在輸出軸的一個軸段上並用一螺母預緊，而在下沉的外殼孔處的定位面支承著外環的凸肩。在這裡存在的缺點是傳動裝置沿軸向總體上需要更大的結構空間，因為軸承對的兩個軸承在空間上必須安裝在從動側的行星齒輪組旁邊，而在輸入軸的區域內卻留下了未被利用的現成的結構空間。由於兩個軸承小的軸向間距，儘管是O型布局軸承動力學有效的軸承距離仍然很小。
因此本發明的目的是提供一種行星齒輪裝置，其中，一個軸向排列的徑向止推軸承對的軸承按這樣的方式布置，即，應能類似於軸承按X型布局安裝的傳動裝置達到便於裝配、低的製造費用和總體上一目了然的結構，與此同時與在X型布局的情況下相比應達到更高的承載能力和剛度以及更準確地運行。
從一種具有主權利要求前序部分所述特徵的行星齒輪裝置出發，其中，行星齒輪架與從動側的輸出軸一起共同通過一個沿軸向排列的由第一徑向止推軸承和第二徑向止推軸承組成的徑向止推軸承對支承，上述目的採取下列措施達到至少第一徑向止推軸承以其內環固定在外殼內以及以其外環隨行星齒輪架一起旋轉並由其壓力線構成一壓力錐，它的錐頂背對第二徑向止推軸承。
本發明有利的設計通過從屬權利要求說明。
在按本發明的行星齒輪裝置中，行星齒輪架或輸出軸可以與在具有X型布局的傳動裝置中同樣有利的方式裝配，在這裡當然軸承動力學(1agerkinematisch)有效的軸向距離大得多。
按本發明的一種有利的設計，第一徑向止推軸承設在一個通過行星齒輪延伸的軸向行星齒輪平面的一側，以及第二徑向止推軸承設在此行星齒輪平面的另一側。這種設計在結構長度短的同時提供了很大的軸承動力學有效的軸向距離。
若應由輸出軸能承受很大的迴轉力矩，則兩個軸承可布置成，將它們的內環固定在外殼內以及外環隨行星齒輪架一起旋轉，此時兩個壓力錐的錐頂彼此背對，由此獲得與在O型布局時同樣的軸承動力學特性。
但下列設計往往也已經足夠了，即，只是令第一徑向止推軸承以其內環固定在外殼內以及第二徑向止推軸承以其內環隨行星齒輪架一起旋轉和以其外環固定在外殼內，在這種情況下第二徑向止推軸承通過其壓力線構成一壓力錐，它的錐頂面朝第一徑向止推軸承。由此造成壓力錐的一種平行的布局，所以，當採用相同的軸承時，軸承動力學有效的軸向距離與軸承實際上的軸向距離相等。
在這頂設計的一種實施形式中，兩個徑向止推軸承的壓力錐的錐頂背對傳動裝置的從動側，由此獲得一種簡單的結構。在另一種實施形式中，兩個徑向止推軸承的壓力錐的錐頂面朝傳動裝置的從動側，所以軸承基線有利地朝輸出軸方向移動。
因為行星齒輪架在外殼內部旋轉，所以有必要採取措施以便有可能將外環配屬於行星齒輪架以及將內環能配屬於外殼。按有利的方式這一點可這樣實現為了安裝徑向止推軸承的外環，行星齒輪架有一個管狀延伸段，和/或，為了安裝此徑向止推軸承的內環，外殼有一個圓柱形延伸段，它被外殼中的一個環形槽環繞，環形槽安裝此徑向止推軸承和至少部分行星齒輪架的管狀延伸段。
藉助附圖進一步說明本發明和其他有利的詳情。其中

圖1按本發明的傳動裝置第一種實施形式；以及圖2按本發明的傳動裝置第二種實施形式。
圖1中用2表示一個與傳動裝置主軸線4同軸的太陽齒輪。太陽齒輪2與太陽齒輪軸6旋轉固定地連接，太陽齒輪軸有一個安裝區8，用於圖中未表示的可通過法蘭裝在電機法蘭10上的電動機的一根圖中未表示的電動機軸。行星齒輪裝置的外殼由兩個外殼部分12A、12B組成。在外殼部分12B內加工了一個空心齒輪14。多個行星齒輪16(圖中只表示了其中之一)通過行星齒輪軸承20可旋轉地支承在行星齒輪銷柱18上。行星齒輪銷柱18或行星齒輪16分布地布置在行星齒輪架22的圓周上以及與太陽齒輪2和空心齒輪10同時齒嚙合。行星齒輪架22構成從動裝置並與輸出軸24設計成一體。但行星齒輪架和輸出軸也可以通過旋轉固定和有抗彎剛性的連接裝置連接。行星齒輪架22或輸出軸24通過軸向安裝的由第一徑向止推軸承26和第二徑向止推軸承28組成的徑向止推軸承對支承在外殼內部。在圖示的實施形式中採用圓錐滾柱軸承，它們特別能承載。但所安裝的支承裝置也可以通過徑向止推滾珠軸承或甚至彼此相對安裝的深槽球軸承來實施。同樣有可能的是，採用一種圓錐滾柱軸承、徑向止推滾珠軸承和深槽球軸承的組合。重要的是，軸承對的兩個軸承能彼此相對地沿軸向安裝。
為了密封傳動裝置內腔，在輸入軸6的輸出軸24上設徑向軸密封圈38、40。
按本發明，第一徑向止推軸承26以其內環30固定在外殼12A內以及以其外環32隨行星齒輪架22一起旋轉。為了達到儘可能大的軸承動力學有效距離，將徑向止推軸承26安裝成，使之以其壓力線34構成一壓力錐，它的錐頂36背對第二徑向止推軸承28。
也可以這樣獲得大的軸向距離，即，將第一徑向止推軸承26安排在通過行星齒輪16延伸的軸向行星齒輪平面42在圖1中的右側，而將第二徑向止推軸承28設在行星齒輪平面42的另一側。在圖1中，第二徑向止推軸承28按在一種具有X型布局的傳動裝置中相同的方式安裝。在這裡，第二徑向止推軸承的內環44隨行星齒輪架22和輸出軸24一起旋轉，而外環46固定在外殼12B內。此軸承的壓力線48構成一個壓力錐，其錐頂面朝第一徑向止推軸承26。
因此，圖示的軸承布局既不同於X型也不同於O型布局，而是由X型和O型布局構成的一種組合。儘管由壓力線34、38構成的壓力錐同樣定向，但這兩個軸承28、26仍彼此相對地安裝和可以預緊。
兩個壓力錐的錐頂36、50背對通過輸出軸24體現的傳動裝置的從動側。行星齒輪架22為了安裝第一徑向止推軸承26的外環24有一個管狀延伸段52，它設有一臺階54。外殼部分12A為了安裝第一徑向止推軸承26的內環30有一個圓柱形前伸段56。此前伸段被外殼部分12A中的一個環形槽58環繞，環形槽安裝第一徑向止推軸承26和至少部分行星齒輪架22的管狀延伸段52。在外殼部分12A內的圓柱形前伸段56有一個與傳動裝置主軸線4同軸的孔60，它用於安裝貫穿的主動軸6用的滾珠軸承62。
為便於裝配，外殼由兩個外殼部分12A、12B組成，其中第一徑向止推軸承26裝在第一外殼部分12A中，以及第二徑向止推軸承28裝在第二外殼部分12B中。為了在外殼部分12A、12B之間密封設密封裝置64。
安裝次序與在具有X型布局的傳動裝置中相同。首先將第一徑向止推軸承26的內環30套到軸向前伸段56上直至止擋。下一步，將其中已將外環32同樣一直壓到止擋54的行星齒輪架安裝到位。行星齒輪架已裝上第二徑向止推軸承的內環44，它同樣壓在軸承座上直到止擋。在下一個安裝步驟中，外殼部分12B帶著已裝在其中的第二徑向止推軸承外環46安裝就位，並通過圖中未表示的螺釘與外殼部分12A固定在一起。在這裡所安裝的徑向止推軸承26、28的預緊可按簡單的方式通過恰當的定距件調整，定距件安裝在軸承內環或外環的軸向端面或兩個外殼部分12A、12B之間。
在圖示的實施形式中，兩個圓錐滾柱軸承26、28是相同的零件。但也可以毫無問題相應地採用彼此不同的結構尺寸或與徑向止推軸承不同的結構形式。
在與電動機組合時，此電動機直接或通過前置的傳動級驅動太陽齒輪2並通過法蘭裝在傳動裝置外殼上，造成一種用於高負荷輸出軸24的可方便地裝配的短結構驅動單元。
圖2在相同的位置採用與圖1中一樣的標號表示本發明的一種實施形式，其中第二徑向止推軸承28也以其內環44固定在外殼12B內以及以其外環46隨行星齒輪架22一起旋轉並通過其壓力線構成一壓力錐，它的錐頂50背對第一徑向止推軸承26。這兩個徑向止推軸承為了達到最大軸承動力學有效的軸承距離按O型布局設置，在這裡裝配和預緊力的調整可以與在傳統的具有X型布局的傳動裝置的情況下同樣簡便地完成。外殼由三部分構成。在安裝兩個徑向止推軸承26、28的外殼部分12A與12B之間設一第三外殼部分12C，其中可加設空心齒輪14。
附圖標記表2太陽齒輪 4傳動裝置主軸線6輸入軸 8安裝座10法蘭 12A外殼部分12B外殼部分 12C外殼部分14空心齒輪 16行星齒輪18行星齒輪銷柱 20行星齒輪軸承22行星齒輪架24輸出軸26徑向止推軸承 28徑向止推軸承30內環 32外環34壓力線36錐頂38徑向軸密封圈 40徑向軸密封圈42行星齒輪平面 44內環46外環 50錐頂52延伸段54臺階56前伸段58槽60孔62滾珠軸承64密封裝置
權利要求
1.行星齒輪裝置，包括一個與傳動裝置主軸線(4)同軸的可驅動旋轉地支承的太陽齒輪(2)，一個固定在外殼(12B)內的空心齒輪(14)以及一個可旋轉地裝在外殼(12A、12B)內的行星齒輪架(22)，在行星齒輪架上沿圓周分布和可旋轉地支承多個行星齒輪(16)，它們同時與太陽齒輪(2)及空心齒輪(14)處於齒嚙合狀態，其中，行星齒輪架(22)構成從動裝置，並與一從動側的輸出軸(24)一起在外殼(12A、12B)內部通過一個由第一徑向止推軸承(26)與第二徑向止推軸承(28)組成的軸向安裝的徑向止推軸承對支承，其特徵為至少第一徑向止推軸承(26)以其內環(30)固定在外殼(12A)內並以其外環(32)隨行星齒輪架(22)一起旋轉並由其壓力線(34)構成一壓力錐，它的錐頂(36)背對第二徑向止推軸承(28)。
2.按照權利要求1所述的行星齒輪裝置，其特徵為所述第一徑向止推軸承(26)設在一個通過行星齒輪(16)延伸的軸向行星齒輪平面(42)的一側，以及所述第二徑向止推軸承(28)設在此行星齒輪平面(42)的另一側。
3.按照權利要求1或2所述的行星齒輪裝置，其特徵為所述第二徑向止推軸承(28)以其內環(44)固定在外殼(12B)內並以其外環(46)隨行星齒輪架(22)一起旋轉並由其壓力線構成一壓力錐，它的錐頂(50)背對第一徑向止推軸承(26)。
4.按照權利要求1或2所述的行星齒輪裝置，其特徵為所述第二徑向止推軸承(28)以其內環(44)隨行星齒輪架(22)一起旋轉並以其外環(46)固定在外殼(12B)內並由其壓力線(48)構成一壓力錐，它的錐頂(50)面朝第一徑向止推軸承(26)。
5.按照權利要求4所述的行星齒輪裝置，其特徵為兩個徑向止推軸承(26、28)壓力錐的錐頂(36、50)背對此傳動裝置的從動側。
6.按照權利要求4所述的行星齒輪裝置，其特徵為兩個徑向止推軸承(26、28)壓力錐的錐頂(36、50)面向此傳動裝置的從動側。
7.按照前列諸權利要求之一所述的行星齒輪裝置，其特徵為為了安裝徑向止推軸承(26)的外環(32)，行星齒輪架(22)有一個管狀延伸段(52)。
8.按照權利要求7所述的行星齒輪裝置，其特徵為為了安裝徑向止推軸承(26)的內環(30)，外殼(12A)有一圓柱形的前伸段(56)，它被外殼(12A)中的一個環形槽(58)環繞，環形槽(58)容納此徑向止推軸承(26)和至少一部分行星齒輪架(22)的管狀延伸段(52)。
9.按照權利要求8所述的行星齒輪裝置，其特徵為所述圓柱形前伸段(56)有一個與傳動裝置主軸線(4)同軸的孔(60)，它容納一個用於一貫穿的主動軸(6)的軸承(62)。
10.按照前列諸權利要求之一所述的行星齒輪裝置，其特徵為外殼由至少兩個外殼部分(12A、12B)組成，其中，第一徑向止推軸承(26)裝在第一外殼部分(12A)內，以及第二徑向止推軸承(28)裝在第二外殼部分(12B)內。
11.按照前列諸權利要求之一所述的行星齒輪裝置，其特徵為第一和第二徑向止推軸承(26、28)是同樣的零件。
12.帶有一個按照前列諸權利要求之一所述的行星齒輪裝置的驅動部件，其中，太陽齒輪(2)可直接或通過一前置的傳動級被一電動機驅動，以及，電動機通過法蘭裝在傳動裝置外殼(12A)上。
全文摘要
本發明涉及一種行星齒輪裝置，包括一個與傳動裝置主軸線(4)同軸可驅動旋轉地支承的太陽齒輪(2)、一個固定在外殼(12B)內的空心齒輪(14)以及一個可旋轉地裝在外殼(12A、12B)內的行星齒輪架(22)，在行星齒輪架上沿圓周分布和可旋轉地支承多個行星齒輪(16)，它們同時與太陽齒輪(2)及空心齒輪(14)處於齒嚙合狀態，其中，行星齒輪架(22)構成從動裝置，並與一從動側的輸出軸(24)一起在外殼內部通過一個由第一徑向止推軸承(26)與第二徑向止推軸承(28)組成的軸向安裝的徑向止推軸承對支承。本發明建議，至少第一徑向止推軸承(26)以其內環(30)固定在外殼(12A)內並以其外環(32)隨行星齒輪架(22)一起旋轉並由其壓力線(34)構成一壓力錐，它的錐頂(36)背對第二徑向止推軸承(28)。
文檔編號F16H1/28GK1478183SQ01819576
公開日2004年2月25日 申請日期2001年12月19日 優先權日2000年12月22日
發明者霍斯特·舒爾茨, 蒂諾·基施納, 基施納, 霍斯特 舒爾茨 申請人:腓特烈斯港齒輪工廠股份公司