行星齒輪裝置的制造方法
【專利說明】行星齒輪裝置發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種行星齒輪裝置，所述行星齒輪裝置是配備有太陽齒輪、行星齒輪和行星齒輪架的用作減速器的齒輪裝置。
[0002]技術(shù)水平
[0003]行星齒輪裝置是機(jī)械齒輪系統(tǒng)，在所述機(jī)械齒輪系統(tǒng)中通常是運動輸入端的稱為太陽齒輪(太陽輪)的中心輪或小齒輪向環(huán)繞它并反過來與內(nèi)齒輪嚙合的行星齒輪分配所施加的負(fù)載。除了具有繞其自身軸線的旋轉(zhuǎn)運動以外，行星齒輪也與稱為輪系支架或者也稱為差動傘齒輪的行星齒輪架構(gòu)件的結(jié)構(gòu)整體地旋轉(zhuǎn)，在所述行星齒輪架構(gòu)件的結(jié)構(gòu)上所述行星齒輪由特定的銷和滾動軸承組裝、支撐。行星齒輪架的旋轉(zhuǎn)軸線和太陽齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線重合。
[0004]在行星齒輪系統(tǒng)中，行星齒輪架的結(jié)構(gòu)可具有兩個壁或突出銷。由于行星齒輪的支撐銷靠在行星齒輪架的相應(yīng)壁的兩端上，具有兩個壁的行星齒輪架通常允許使用較大寬度的嚙合帶并獲得對較大負(fù)載的抵抗性，并且因此相對于具有突出銷的行星齒輪架提供改進(jìn)性能。
[0005]行星齒輪架通常具有通過銷朝向行星齒輪架的壁傳輸?shù)呢?fù)載的集中，所述負(fù)載的集中位于運動輸出側(cè)處，所述運動輸出側(cè)是其中行星齒輪的支撐銷從其的突出較長的所述行星齒輪系統(tǒng)的一側(cè)。所傳輸?shù)呢?fù)載反而在與運動輸出側(cè)相反的行星齒輪系統(tǒng)的另一側(cè)處減小。隨著所傳輸?shù)霓D(zhuǎn)矩增大，此類系統(tǒng)的不平衡轉(zhuǎn)換成行星齒輪的銷的越來越不對準(zhǔn)。這導(dǎo)致沿(太陽-行星和行星齒輪)彼此嚙合的齒輪齒的各側(cè)的線性負(fù)載的非均勻分布以及所述系統(tǒng)中的所有行星齒輪間的切向負(fù)載的非均勻劃分。
[0006]例如，如文件US2010/0077881和US8075443中所述，為了適于提高其柔韌性的具有突出銷的行星齒輪架已經(jīng)開發(fā)了各種系統(tǒng)。這些文件中所示的解決方案是指突出的行星齒輪架，即行星齒輪的支撐銷固定到單個壁，并且提供專用軸承的使用，其特征在于具有固定到銷的細(xì)長內(nèi)軸承環(huán)，即相對于外環(huán)更寬，以便使系統(tǒng)更靈活。這些系統(tǒng)可因此僅用此專用軸承起作用，此專用軸承在市場上比標(biāo)準(zhǔn)軸承成本更大。
[0007]在具有帶有兩個壁的行星齒輪架的行星齒輪裝置中，齒輪上的負(fù)載分配與由具有兩個壁的行星齒輪架組成的靈活系統(tǒng)、兩個相對的壁之間的連接輪輻和界定行星齒輪的支撐軸承座的支撐銷相關(guān)聯(lián)。
[0008]然而，隨著負(fù)載朝向兩端中的一端(運動輸出端)集中從而顯著地減小行星齒輪系統(tǒng)的傳輸容量，通過行星齒輪銷傳輸?shù)叫行驱X輪架的兩個相對的壁的總轉(zhuǎn)矩的部分確定行星齒輪架的兩個壁的不同行為并且這導(dǎo)致支撐銷的顯著不對準(zhǔn)。此外，隨著實際行星齒輪的數(shù)量增加，不對準(zhǔn)問題變得顯著，并且可導(dǎo)致點蝕現(xiàn)象，即齒輪上的腔體形成和裂紋的連續(xù)形成。為了彌補不對準(zhǔn)，齒輪的齒常常是冠狀的，但此解決方案不充分或者對于所有負(fù)載水平可甚至起相反作用。
[0009]因此，需要制作允許克服上述缺點的行星齒輪裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明的主要目的是提供一種行星齒輪裝置，所述行星齒輪裝置允許具有兩個壁的行星齒輪架具有以最優(yōu)方式管理負(fù)載的不均勻性所需要的柔韌性并且重新分配由于作用在行星齒輪的支撐軸承上以及齒的嚙合帶上的轉(zhuǎn)矩而引起的不對準(zhǔn)，以便增加行星齒輪系統(tǒng)的傳輸容量。
[0011]本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種其中具有兩個壁的行星齒輪架具有帶有最大安全限制的受控柔韌性的行星齒輪裝置。
[0012]本發(fā)明的另一個目的是提供一種具有帶有兩個壁的行星齒輪架的行星齒輪裝置，所述行星齒輪裝置能夠管理行星齒輪的支撐銷的不對準(zhǔn)，能夠與標(biāo)準(zhǔn)的滾動軸承相互作用，從而不需要專用軸承，并且能夠確保這些標(biāo)準(zhǔn)軸承具有相對于當(dāng)前系統(tǒng)中獲得的耐久性提高的耐久性。
[0013]因此本發(fā)明提出通過提供一種行星齒輪裝置來實現(xiàn)上述目的，所述行星齒輪裝置根據(jù)權(quán)利要求1包括預(yù)定數(shù)量的設(shè)置有嚙合帶的行星齒輪；配備有兩個壁的行星齒輪架，其中行星齒輪安裝在行星齒輪架上；支撐行星齒輪并界定相應(yīng)縱向軸線的支撐銷，每個支撐銷包括:
[0014]-固定到所述兩個壁的第一壁的第一端部段，
[0015]-固定到所述兩個壁的第二壁的第二端部段，
[0016]-第三中心段，所述第三中心段具有的直徑大于所述第二端部段的直徑，由此環(huán)形肩界定在第三中心段和第二端部段之間，
[0017]其中環(huán)形槽設(shè)置在所述環(huán)形肩上，所述環(huán)形槽具有的沿縱向軸線的深度低于行星齒輪的嚙合帶沿相同縱向軸線的延長，由此所述中心段的環(huán)繞所述環(huán)形槽的環(huán)形端部分界定支撐銷的屈服區(qū)域；
[0018]并且其中剛性大于或等于所述環(huán)形端部分的剛性的環(huán)至少部分插入環(huán)形槽，以用作用于可在負(fù)載下屈服達(dá)到與所述環(huán)接觸的所述屈服區(qū)域的機(jī)械止動件。
[0019]本發(fā)明在行星齒輪架中提供區(qū)域的引入，該區(qū)域在根據(jù)行星齒輪架的全局可變形性而量化的負(fù)載下屈服于在適當(dāng)位置上的負(fù)載并屈服于應(yīng)用范圍，以便最小化或消除由于在負(fù)載下銷的不對準(zhǔn)或由于系統(tǒng)中的最小結(jié)構(gòu)誤差而產(chǎn)生的影響。
[0020]本發(fā)明提供具有不同直徑的縱向支撐銷的使用，所述縱向支撐銷在運動輸出側(cè)上，即在負(fù)載最集中在其上的一側(cè)上具有優(yōu)選通過去除材料制成的圓柱形或截頭圓錐形槽，該槽確定銷的屈服區(qū)域。
[0021]銷上的槽基于所述槽的軸向深度和高度賦予所述銷一定程度的柔韌性:所述銷的一端處的屈服區(qū)域在來自行星齒輪系統(tǒng)的運動的輸出側(cè)上的存在允許將通常集中在這一點的部分負(fù)載帶到所述銷的最剛性區(qū)域；從而減小壁的不對準(zhǔn)影響并使所傳輸?shù)呢?fù)載分配朝向嚙合帶的中間。
[0022]因此，槽構(gòu)成能夠修改在軸承和齒輪上的負(fù)載分配的柔性元件；軸向加工深度、錐度和預(yù)定厚度允許銷的可變形性與行星齒輪架的一般剛性和所施加的外部負(fù)載相關(guān)。因此，槽和屈服區(qū)域的不同設(shè)計允許通過使不同銷適應(yīng)于其中可使用的不同應(yīng)用來校準(zhǔn)干預(yù)轉(zhuǎn)矩范圍。
[0023]本發(fā)明的第一變型規(guī)定每個行星齒輪的支撐銷是以單個工件做成的單塊，其中環(huán)形槽通過移除材料的一部分做成。
[0024]本發(fā)明的第二變型反而規(guī)定每個行星齒輪的支撐銷由兩個不同工件形成:第一平滑工件和以成形套管的形狀的第二工件，所述第二工件被布置到相對于所述第一工件同軸，以便連同第一工件界定上述槽。此第二變型尤其容易有利于越來越大的齒輪裝置尺寸。
[0025]為了使柔性元件更有效并在過載的情況下保護(hù)柔性元件，兩個變型都可有利地提供以使得限制槽的變形高于給定的轉(zhuǎn)矩值的方式抵抗外部過載插入安全元件。由于此安全元件以插入槽的機(jī)械變形止動件的形式，銷的屈服區(qū)域僅屈服達(dá)到最大預(yù)定量，以防止過多的負(fù)載損壞所述銷。特別是，防止永久銷變形，或甚至防止屈服部件的破裂。
[0026]銷的屈服部件的變形止動件通過在銷槽中至少部分地引入金屬安全環(huán)而做成，所述安全環(huán)具有與所述槽基本相同的截頭圓錐形或圓柱形輪廓。
[0027]有利地，一旦安全環(huán)插入槽中，環(huán)的外表面和槽的對應(yīng)內(nèi)表面之間就有間隙，由此所述間隙允許在過載的情況下調(diào)整支撐銷的最大柔韌性，其中槽的對應(yīng)內(nèi)表面是支撐銷的中心段的環(huán)形端部分的內(nèi)表面。
[0028]此間隙的尺寸被設(shè)計，以便將銷的屈服端部區(qū)域的變形限制到預(yù)定值。事實上，槽和機(jī)械止動件之間的間隙提供銷所期望的柔韌性范圍，其中此類間隙量化銷的屈服并確定其操作范圍。在將屈服區(qū)域放置成與機(jī)械止動件接觸的負(fù)載的情況下，銷的操作范圍是左邊，這不具有另外形式的柔韌性并且表現(xiàn)為典型的銷，其中沿所述銷的整個長度的剛性是恒定的。
[0029]安全環(huán)的外表面的輪廓的形狀對應(yīng)于銷的中心段的環(huán)形端部分的對應(yīng)內(nèi)表面的輪廓的形狀。
[0030]有利地，布置在每個支撐銷和相應(yīng)行星齒輪之間的至少一個軸承的內(nèi)環(huán)是與支撐銷不同的部件。
[0031]有利地，根