CN106415061A - 行星齿轮变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种行星齿轮变速器(100)，其具有多个分别设计为行星齿轮的第一齿轮(12)，所述第一齿轮围绕第一旋转轴线(20)可转动地被支承。每个第一齿轮设计为两阶梯式，具有与齿圈(18)啮合的、构成第一阶梯的锥形齿部(17)和构成第二阶梯的齿部(22)。此外所述行星齿轮变速器(100)具有设计为齿圈的第二齿轮(18)和设计为太阳轮的带有齿部(23)的齿轮(5)，所述齿部(23)与第二阶梯的齿部(22)啮合。第一和第二阶梯的齿部(17、22)通过力锁合或摩擦配合的连接部(24)相互连接，它能够关于共同的旋转轴线(20)实现不同的相对角位置。此外，力锁合的连接部(24)作为限定扭矩的摩擦离合装置或滑动摩擦用于限定最大能传递的扭矩。

Description

行星齿轮变速器
本发明涉及一种具有齿轮对的行星齿轮变速器，所述齿轮对具有多个分别设计为行星齿轮的第一齿轮，该第一齿轮具有第一旋转轴线，其中第一齿轮分别设计为两阶式，第一齿轮具有与齿圈啮合的、构成第一阶梯的齿部和构成第二阶梯的齿部，所述行星齿轮变速器还具有设计为齿圈的第二齿轮，该第二齿轮具有平行于第一旋转轴线的第二旋转轴线，行星齿轮变速器具有设计为太阳轮的齿轮，其与第二阶梯的齿部啮合。
DE 37 34 462 A1已经描述了一种此类行星齿轮变速器，其具有相互啮合的齿轮，所述齿轮具有反向圆锥状成型的齿部，其中两个齿轮中的至少一个能够相对另一个齿轮朝向另一个齿轮轴向滑移。行星齿轮支承在旋转固定的轴上，所述轴通过沿轴向可调节的销栓构成。行星齿轮的位置在运行过程中不会改变，因此行星齿轮的调节需要拆卸行星齿轮变速器。
由DE 94 05 495 U1已知，在行星齿轮变速器中，支承圆锥状齿轮的轴借助弹簧、例如螺旋弹簧必要时借助压力球相对同样圆锥状的齿轮预压紧。
圆锥状的、具有在其宽度上可变的型廓位移的锥齿轮作为具有平行的轴线的齿轮对已知。所述齿轮对适用于通过轴向调节一个或两个齿轮来调节无缝的啮合。
齿轮啮合也可以在用于自动操作的行星齿轮变速器(例如折臂机器人、调节单元、旋转台等)中以较高的精度被使用。在这些领域中行星齿轮变速器的特点在于能够以紧凑的结构尺寸、以非常高的效率传递较高的扭矩。此外这种变速器还可以作为紧凑的单元集成在机器中。
较高的功率密度通过多重的齿啮合(太阳轮、行星齿轮和齿圈)实现。在行星轮架中轴线间距改变以及齿部的制造影响(例如在制造时的公差波动)对齿啮合具有直接影响。
尤其在行星齿轮变速器或行星齿轮传动机构中，其由多个相互啮合的部件组成并且其中单独部件的公差相互严重地影响，则制造耗费相对较高。锥形或圆锥形齿轮的应用通常也不能满足，因为一个齿轮对的调节能够影响另外齿轮对的调节(例如多个作用在太阳轮或空心轮上行星齿轮的调节)。
太阳轮和行星齿轮必须符合几何形状地设置在齿圈内。因为在实践中仅会出现整数个齿数，则齿数条件必须满足：
(︱Z2︱+︱Z1︱)/q＝整数
其中Z2＝齿圈的齿数，Z1＝太阳轮的齿数并且q＝行星轮的数量。
因此本发明所要解决的技术问题在于，扩展变速组合的可行性并且简化装配。
所述技术问题通过按照权利要求1所述的行星齿轮变速器解决。按照本发明的行星齿轮变速器的有利的实施形式是从属权利要求的技术方案并且由以下说明得出。
所述技术问题被这样解决，第一阶梯的齿部和第二阶梯的齿部通过力锁合或摩擦配合的连接部或连接件而相互连接。
由此，首次使得适用于行星齿轮变速器的啮合定律和与行星齿轮变速器相关的行星齿轮安装条件被满足，并且同时显著简化了装配。此外，通过这些措施扩展的变速组合。对此关键在于，在阶梯行星齿轮的两个齿轮之间的力锁合的连接部被制造，其保证了在两个齿轮或一个齿轮与主动轮之间的各个任意的位置。此外，行星齿轮阶梯的齿部和太阳轮阶梯的齿部之间齿部缝隙的同心度在装配过程中产生有益的效果。在由现有技术已知的实施形式中，齿间隙形成(Findung)仅通过制造来实现。
为此，第一阶梯的齿部和第二阶梯的齿部在参照共同的旋转轴线的不同的相对角位置中首先不被确定，而是首先在装配过程中通过固定件、例如拧入端面中的固定螺栓固定。
由现有技术已知的大量可用于摩擦配合和夹紧配合的连接技术。此外，按照本发明优选的技术方案，力锁合式的连接部具有扭矩限定的摩擦离合装置或滑动离合装置，因此避免了变速器不期望的过载。
可传递的最大扭矩在此按照优选的实施形式设为特定数值并且由此被限定。
一种特别简单的结构形式也可以由此实现，即所述连接是夹紧连接、尤其锥形连接，或者额外具有锥形紧固件。通过这种方式，第一齿轮的第一阶梯力锁合或摩擦配合地固定在第一齿轮的第二阶梯的锥形外周部段上。
通过第二阶梯悬臂式(fliegend)支承，借助在第一阶梯和第二阶梯之间的第一轴承和在第一阶梯的背向第二阶梯的侧面上的另外的轴承，还可以使用更大的行星齿轮。
行星齿轮优选设计为两阶梯式的，其中每个行星齿轮具有锥形的齿部，所述齿部与齿圈啮合，并且每个行星齿轮具有不配备锥形齿部的第二齿部，其与太阳轮的齿部啮合。由此实现了这样的可能性，即这样实现简单的、无需维护的自动的再调节，即仅行星齿轮相对齿圈预紧。
通过每个行星齿轮的锥形的和非锥形的齿部与太阳轮或齿圈的相应齿部的组合，在实现期望的高负荷性的同时还实现了自动的、有效的公差补偿。
按照本发明的行星齿轮变速器优选还具有调节装置，其沿轴向作用在第一齿轮上，方式为调节装置在此产生轴向作用力和/或通过作用力能够调节轴向调节行程。所述轴向力在此将第一齿轮的锥形齿部沿轴向压向或拉至第二齿轮的同样锥形的(对应)齿部中，因此在运行中，第一和第二齿轮的两个齿部尽可能无缝隙地相互啮合。
在一种实施形式中，调节装置具有用于施加作用力的弹性的调节体。这种调节体连同另外的或多或少弹性的部件构成弹簧***，其将齿部沿轴向压入齿接触中或将齿部拉入齿接触中。
锥形齿部或者圆柱形齿部可以实施为直齿(轴平行)、斜状的(斜齿)或者双重倾斜齿部。所述齿部同样可以是斜面体齿轮。
本发明允许不同的实施形式。为了进一步说明基本原理，结合附图示出一种实施形式并在下面进行描述。在各个剖视图中示出的是：
图1示出按照本发明的行星齿轮变速器；
图2示出具有第一阶梯和第二阶梯的行星齿轮变速器的放大视图；
图3示出行星齿轮变速器端侧图。
按照本发明的行星齿轮变速器100以下结合图1至3详细描述。行星齿轮变速器100具有多个分别设计为行星齿轮的第一齿轮12，它们分别围绕第一旋转轴线20可旋转地被支承。每个齿轮设计为两阶梯式，具有构成第一阶梯的锥形齿部17，其与齿圈18啮合，并且具有构成第二阶梯的齿部22。此外，行星齿轮变速器100具有设计为齿圈的第二齿轮18和设计为太阳轮的齿轮5，该齿轮5具有与第二阶梯的齿部22啮合的齿部23。第一和第二阶梯的齿部17、22通过力锁合或摩擦配合的连接部24相互连接，所述连接部能够实现相对共同的旋转轴线20的不同的相对角位置。此外，力锁合的连接部24作为扭矩限定的摩擦离合装置或滑动离合装置用于限定可传递的最大扭矩。所述连接部24在此以简单的方式实现，即第一齿轮12的第一阶梯摩擦配合地固定在第二阶梯的锥形***部段25上。在此借助端侧的螺栓连接实现所述连接部24的固定，其中实现了悬臂式或可拆卸式布局。
此外，行星齿轮变速器100具有用于产生轴向作用力的调节装置26，用于使第一齿轮12的齿部17相对第二齿轮18的齿部19预紧。由此在运行中第一齿轮12的齿部和第二齿轮18的齿部19基本上无缝隙地相互啮合。
行星齿轮变速器100的装配借助以下步骤进行：首先第一齿轮12的锥形齿部17和第二齿轮18的锥形齿部19无缝隙地相互推套。之后第二阶梯的齿部22安置在连接部24的锥座上并且在太阳轮的齿部23上定向。齿部22然后被按压，产生摩擦配合并且借助螺栓27和盘簧28被轴向紧固。盘簧28承受在螺栓27和齿部22之间的轴向运行应力。

Claims (11)

1.一种具有齿轮对的行星齿轮变速器(100)，具有
-多个分别设计为行星齿轮的第一齿轮(12)，所述第一齿轮具有第一旋转轴线(20)，
-其中，第一齿轮(12)分别设计为两阶梯式，具有与齿圈(18)啮合的、构成第一阶梯的齿部(17)和构成第二阶梯的齿部(22)，
-设计为齿圈的第二齿轮(18)，其具有平行于第一旋转轴线(20)延伸的第二旋转轴线(21)，和
-设计为太阳轮的齿轮(5)，其与第二阶梯的齿部(22)啮合，其特征在于，第一阶梯的齿部(17)和第二阶梯的齿部(22)通过力锁合或摩擦配合的连接部(24)相互连接。
2.按照权利要求1所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，第一阶梯的齿部(17)和第二阶梯的齿部(22)能够固定在参照共同的旋转轴线(20)的不同的相对角位置中。
3.按照权利要求1或2所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，力锁合的连接部(24)具有扭矩限定的摩擦离合装置或滑动离合装置。
4.按照前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，通过摩擦离合装置或滑动离合装置可传递的最大扭矩设计为可调节的。
5.按照前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，所述连接部(24)具有夹紧连接部，尤其具有锥形连接部。
6.按照前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，第一齿轮(12)的第一阶梯力锁合或摩擦配合地固定在第一齿轮(12)的第二阶梯的锥形外周部段(25)上。
7.按照前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，第二阶梯被悬臂式地支承。
8.按照前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，第一齿轮(12)和第二齿轮(18)沿第一旋转轴线(20)相互可轴向滑移的布置。
9.按照前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，第一齿轮(12)的齿部(17)和第二齿轮(18)的齿部(19)分别设计为锥形或圆锥形。
10.按照前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于，所述齿部(22)和所述齿部(23)设计为圆柱形。
11.按照前述权利要求之一所述的行星齿轮变速器(100)，其特征在于调节装置(26)，该调节装置这样产生轴向作用力和/或轴向调节行程，即第一齿轮(12)的齿部(17)沿轴向相对第二齿轮(18)的齿部(19)能够调节和/或能够预紧，因此在运行过程中第一齿轮(12)的齿部(17)和第二齿轮(18)的齿部(19)基本上无缝隙地相互啮合。
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