CN101074726A - 用于齿轮传动装置的推力凸轮 - Google Patents

Abstract

用于齿轮传动装置(17)的推力凸轮(1)，其特征在于：推力凸轮(1)至少由能够相对于彼此移动的两个分离部件(2、3)制成。

Description

用于齿轮传动装置的推力凸轮

技术领域

本发明涉及一种用于齿轮传动装置的推力凸轮。

背景技术

用于齿轮传动装置的推力凸轮已熟知，尤其是当将其应用在具有滑动轴承的涡轮齿轮箱中时。

众所周知，在某些齿轮传动装置中，诸如例如在具有简单螺旋齿轮的一对齿轮的齿轮传动装置中，产生轴向载荷，该轴向载荷将必须以适当方式进行补偿。

这通常通过利用轴承将齿轮传动装置的若干不同的轴支承在壳体中来完成，该轴承能够吸收轴向载荷，该轴承诸如例如锥形轴承等等。

然而，另一种已知方案在于：利用一个或多个所谓的推力凸轮，所述推力凸轮确保阻止齿轮相对于彼此沿轴向方向的移动，使得轴向载荷在齿轮传动装置的相啮合齿轮处彼此抵消。

这种推力凸轮典型地为环状元件，其可固定至齿轮传动装置的第一齿轮或所述齿轮的轴上，该推力凸轮还具有接触(running)面，该接触面与设置在齿轮传动装置的另一齿轮上的接触面协同工作，该另一齿轮与上述第一齿轮啮合，从而将接触面相对于彼此设置成防止齿轮相对于彼此的轴向运动。

为了能够在两个方向上吸收轴向载荷，通常设置两个这种推力凸轮，在上述第一齿轮的每一侧都分别设置一个推力凸轮，从而通过在两侧的推力凸轮来包围另一齿轮。

同样已知的是，在齿轮传动装置上的载荷的影响下，在齿轮传动装置的不同轴之间通常产生一定的变形或一定的对准误差。

发明内容

已知的推力凸轮的缺点在于，当产生这种变形或对准误差时，齿轮之间的轴向载荷以不规则的方式传递，故危及齿轮传动装置的良好的正常工作状态。

因而，本发明致力于解决上述及其他缺点。

为此，本发明涉及用于齿轮传动装置的推力凸轮，该推力凸轮由能够相对于彼此移动的至少两个分离部件构成。

这种推力凸轮的优点在于，由于推力凸轮的分离部件的相对于彼此的移动性，能够容易地补偿齿轮传动装置中的对准误差和变形，使得能够以规则的方式传递轴向载荷。

实际上，无论两个齿轮之间是否存在对准误差，由于推力凸轮的第一部件将跟随第一齿轮或该齿轮的轴，而另一部件将跟随另一齿轮并能够与该另一齿轮保持很好地对准。

根据本发明推力凸轮的优选实施例，上述部件为环状，由此第一环状部件的外径小于另一环状部件的外径，下文称该第一环状部件为内环，称另一环状部件为外环。

根据本发明推力凸轮的该实施例的优点在于：容易利用已知的刀具制造该推力凸轮。

根据本发明推力凸轮的另一优选实施例，内环还具有外表面，该外表面大体上对应于外环的内表面，同时该内环还以紧密配合方式设置在所述外环中。

根据本发明推力凸轮的该实施例的优点在于，如传统的推力凸轮，当安装推力凸轮时，该推力凸轮能够作为一个整体设置在轴上，由此推力凸轮仍然具有能够相对于彼此移动的两个部件。

根据本发明推力凸轮的最优选实施例，另外的，各个环的上述外表面和内表面为球面状。

因为本实施例容易制造，而且因为由于上述内表面和外表面的球面形状而获得内环和外环相对于彼此较大的移动能力，故本实施例是非常有利的。

尤其地，本实施例对补偿对准误差和变形是有用的，由此，齿轮传动装置的齿轮的轴相对于彼此或非局部地表现出一定的角位移。

附图说明

为了更好地说明本发明的特征，参考附图，仅作为实例给出了根据本发明的、用于齿轮传动装置的推力凸轮的下列优选实施例，在附图中：

图1示意性地示出根据本发明的推力凸轮的一部分的截面图；

图2为行星齿轮传动装置的截面图，其中该行星齿轮传动装置应用有根据图1的两个推力凸轮；

图3大比例地示出图2中的F3所指示的部分；

图4示出根据本发明的推力凸轮的操作；和

图5至8类似于图3，示出根据本发明的推力凸轮的其它实施例。

具体实施方式

在图1中示出的根据本发明的推力凸轮1由能够相对于彼此移动的两个分离的部件2和3构成。

部件2和3在给出的实例中为环状，由此，第一环状部件2的外径D小于另一环状部件3的外径D′。

在下文中我们将这些部件称为内环2和外环3。

同样根据本发明，内环2具有外表面4，该外表面4大体上对应于外环3的内表面5，由此内环2进一步紧密配合在外环3中。

尤其地，在图1的推力凸轮1的情况下，上述的各个环2和3的外表面4和内表面5为球面状。

这提供了实际的优点，即内环2能够相对于环2和3的平面在外环3中没有阻碍地旋转一定角度。

在图1的实例中，内环2的外表面4为凸形，而外环3的内表面5为凹形。

外环3在其外周长6处具有边缘7，该边缘7沿轴向方向AA′延伸。

根据径向方向RR′，所述边缘7具有宽度B，并且从外环3的其余部分8沿轴向方向AA′突出一定高度H。

而且，边缘7为圆形，使得边缘7的高度H从边缘7的中心9朝着边缘7的径向极限远端10和11减小。

这产生了可作为接触面12的圆形表面12。

另一方面，相对于设置在外环3上的上述边缘7，同样在内环的内周长13处设置有边缘14，在这种情况下，边缘14从内环2的其余部分15沿轴向方向AA′突出相同高度H。

该边缘14在径向方向RR′上具有宽度B′，该宽度B′在给出的实例中与边缘7的宽度B为同一数量级。

不同于边缘7，由于边缘14具有垂直于轴向方向AA′的平直表面16，故边缘14在高度上不为圆形，该平直表面16可作为支承面16。

图2示出根据本发明的行星齿轮组件17，由此根据图1的两个推力凸轮被轴向地锁定在行星齿轮组件17的从动轴18上。

图2的行星齿轮组件17还包括驱动轴19，该驱动轴19上设置有行星架20，由此将四个轴21设置在行星架20上，其中只有两个在图2的截面图中可见，所述轴21通过轴承23以旋转方式支承行星轮。

当然，根据本发明的这种推力凸轮1可同样地应用在其它齿轮组件或行星齿轮组件17中，由此只使用了两个或三个行星轮22而不是四个行星轮22，或者由此设置了超过四个的行星轮22。

这些行星轮22与行星齿轮24协同工作，该行星齿轮24通常被固定至图2中未示出的壳体上，并且被固定至设置在从动轴18上的太阳轮25上。

推力凸轮1设置在太阳轮25的任一侧，由此边缘14的支承面16在每个推力凸轮1处依靠在太阳轮25上。

从动轴18上的推力凸轮1的轴向锁定由以配合方式设置在沟槽28和29中的锁定环或卡簧26和27来实现，这些沟槽28和29被分别设置在从动轴18中的太阳轮25的任一侧上。

此外，由于行星轮22轴向地保持在两个推力凸轮1之间，故推力凸轮1分别利用它们的接触面12而依靠在行星轮22的侧壁30和31中的一个上，并且依靠在图2中未示出的行星轮22的相应的侧壁30和31上。

根据本发明的推力凸轮1的原理比较简单，下文将利用图2至4说明该原理。

显而易见的是，由于行星轮22和行星齿轮24以及太阳轮25之间的相互作用，故驱动轴19的旋转以及因此行星架20的旋转被转换为从动轴18的旋转。

众所周知，在图2至4的设置中，推力凸轮1确保在行星轮22和太阳轮25之间工作的轴向载荷相互补偿。

由于这些推力凸轮1围绕太阳轮25轴向固定至从动轴18，由此推力凸轮1还包围行星轮22。

采用这种方式，除可能的小的间隙以外，太阳轮25和行星轮22不能沿轴向方向AA′相对于彼此移动。

具有推力凸轮1的这种设置的优点在于，为了将行星齿轮组件17作为一个整体轴向固定在壳体中，利用适当的轴向轴承，只有驱动轴19或从动轴18必须轴向固定在壳体中。

然而，本发明的典型特征为推力凸轮1由能够相对于彼此移动的两个部件2和3制成。

这使得能够容易地补偿行星齿轮组件17在载荷的影响下可能出现的对准误差。

作为可提及的实际实例，风力涡轮机通常配备有这种行星齿轮组件17，由此风力涡轮转子的叶片上的重载荷导致驱动轴19和从动轴18之间相当大的变形和对准误差。

同样，在所述情况中，通常以如下方式将太阳轮25和从动轴18支承安装在壳体中，即太阳轮25留有足够的运动自由度，以能够将其本身尽可能稳定地放置在不同的行星轮22之间的位置中。

这种对准误差以非常简化的方式示意性地示出在图4中，由此从动轴18以相对于从动轴18和驱动轴19沿轴向方向AA′精确对准的情况成一定的角度C旋转。

自然，变形和对准误差实际上更加复杂，但是本发明的原理将保持有效。

如果图2至4中的设置由始终整体制成的传统推力凸轮实现，则由于传统推力凸轮不能够跟随变形，故驱动轴19和从动轴18之间的对准误差C将不可避免地导致在太阳轮25和/或行星轮22上当然不希望存在的张力。

然而，根据本发明，由于推力凸轮1至少由两部件制成，尤其由于内环2的外表面4和外环3的内表面5的球面状的实施例，故根据本发明的推力凸轮1能够吸收如图4所示的变形或对准误差C。

由于每个推力凸轮1的内环2将跟随太阳轮25的移动，而外环3保持与行星轮22对准，故行星轮22仍然沿轴向方向AA′保持固定。

采用这种方式，避免了各个齿轮22和25上的较大的张力，同时太阳轮25可将其本身放置在行星轮22之间的平衡位置中，而不会受到太多的阻碍，从而保证行星齿轮组件17的良好的正常工作状态。

图5示出根据本发明推力凸轮的可选实施例，由此这次的推力凸轮1设置有具有接触面12的边缘7，该接触面12为圆锥形而不是圆形。

采用这种方法极大地扩大了支承面，推力凸轮1能够利用该支承面来吸收轴向力。

此外，应注意到：在所给出的实例中，推力凸轮1的内环2固定至从动轴18，而推力凸轮1的外环3可根据接触面12上的轴向力而承受行星齿轮22的侧壁30和31的一定摩擦。

此外，推力凸轮1的内表面4和外表面5为球面状，使得外环4可以相对于内环3绕轴线AA′旋转。

由于球面状实施例和上述摩擦的这种结合，不排除在内环2和外环3之间出现一定的圆周速度差异。

在一些应用中，这可能是所期望的，以实现一种滑动支承。

图6和7示出推力凸轮1的实施例，由此进一步展开该观点。

例如，在图6中，内环2的外表面4和外环3内表面5具有润滑涂层32，该润滑涂层32便于环2和3相对于彼此移动，用于绕轴向轴线AA′的旋转以及用于绕径向方向RR′的旋转。

在图7的实施例中，通过在内环2中提供润滑管道33，为环2和3之间提供润滑，其中润滑管道33在表面4和5之间开放，并且润滑油能够通过该润滑管道33来供应。

另一方面，可能不希望外环3相对于内环2绕轴线AA′旋转。

在这种情况下，根据图8的实施例为可能的解决方案，由此提供防止上述旋转的锁定装置。

具体而言，将锁定楔34利用螺栓35而固定至内环2，将该锁定楔34安装在槽36和槽37中，其中槽36设置在外环3中，而槽37设置在内环2中。

此外，在楔34和外环3之间存在足够的间隙S，一方面使得外环3不能相对于内环2绕轴线AA′旋转，但是另一方面使得环2和3仍然能够相对于彼此根据径向方向RR′旋转。为了便于根据径向方向的运动，即使在该实施例中，仍然能够提供表面4和5的润滑或者在这些表面4和5上提供涂层32。

在根据本发明的推力凸轮1的所给出的实施例中，始终提供球形表面。

然而，不排除使用其他形状。

本发明决不限制于借助于实例所述和附图中所示的实施例；相反的，根据本发明的、用于齿轮传动装置的推力凸轮能够制成各种形状和尺寸，同时仍然保持在本发明的范围内。

Claims (16)

1.用于齿轮传动装置(17)的推力凸轮(1)，其特征在于：该推力凸轮(1)至少由能够相对于彼此移动的两个分离部件(2、3)制成。

2.如权利要求1所述的推力凸轮，其特征在于：所述分离部件(2、3)为环状。

3.如权利要求2所述的推力凸轮，其特征在于：第一环状部件(2)的外径(D)小于另一环状部件(3)的外径(D′)，下文称该第一环状部件(2)为内环，而称该另一环状部件(3)为外环。

4.如权利要求3所述的推力凸轮，其特征在于：所述内环(2)具有外表面(4)，该外表面(4)大体上对应于所述外环(3)的内表面(5)。

5.如权利要求4所述的推力凸轮，其特征在于：所述内环(2)被紧密配合在所述外环(3)中。

6.如权利要求4或5中的任一项所述的推力凸轮，其特征在于：所述内环(2)的所述外表面(4)为凸形，而所述外环(3)的所述内表面(5)为凹形。

7.如权利要求6所述的推力凸轮，其特征在于：各个所述环(2、3)的上述外表面(4)和内表面(5)为球状。

8.如权利要求7所述的推力凸轮，其特征在于：各个所述环(2、3)的上述外表面(4)和内表面(5)具有涂层(32)。

9.如权利要求7所述的推力凸轮，其特征在于：各个所述环(2、3)的上述外表面(4)和内表面(5)具有润滑层。

10.如权利要求7至9中任一项所述的推力凸轮，其特征在于：提供了锁定装置(34、35)，该锁定装置(34、35)防止所述外环(3)绕所述轴向轴线(AA’)相对于所述内环(2)的旋转。

11.如前述权利要求中任一项所述的推力凸轮，其特征在于：该推力凸轮(1)具有接触面(12)，利用该接触面(12)，所述推力凸轮(1)能够依靠在相对于所述推力凸轮(1)旋转的齿轮(22)上。

12.如权利要求3和11所述的推力凸轮，其特征在于：所述接触面(12)设置在所述外环(3)上。

13.如权利要求11或12所述的推力凸轮，其特征在于：所述接触面(12)为圆形。

14.如权利要求11或12所述的推力凸轮，其特征在于：所述接触面(12)为圆锥形。

15.一种行星齿轮组件(17)，其特征在于：有如前述权利要求中任一项所述的推力凸轮(1)被锁定在所述行星齿轮组件(17)的若干轴(18)中的一个轴上。

16.如权利要求15所述的行星齿轮组件，其特征在于：有推力凸轮(1)设置在所述太阳轮(25)的轴(18)上。

17.如权利要求16所述的行星齿轮组件，其特征在于：有接触面(12)设置在所述推力凸轮(1)上，该接触面(12)与所述行星齿轮(22)的侧表面(30，31)协同工作。

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