CN109990048A - 行星变速器 - Google Patents

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CN109990048A CN201811607448.4A CN201811607448A CN109990048A CN 109990048 A CN109990048 A CN 109990048A CN 201811607448 A CN201811607448 A CN 201811607448A CN 109990048 A CN109990048 A CN 109990048A
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蒂尔曼·哈尔
丹尼尔·雷克
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Abstract

公开了一种行星变速器(1)，包括第一齿圈和第二齿圈(2、4)和第一双行星(6)，第一双行星(6)包括第一齿轮和第二齿轮(8、10)，第一齿轮和第二齿轮(8、10)绕着共用的轴可旋转地布置，其中第一双行星(6)的第一齿轮(8)的齿轮齿接合到第一齿圈(2)的齿轮齿中，第一双行星(6)的第二齿轮(10)的齿轮齿接合到第二齿圈(4)的齿轮齿中。第一双行星(6)的第一齿轮(8)沿顺时针方向预紧，使得第一双行星(6)的第一齿轮(8)的齿轮齿与第一齿圈(2)的齿轮齿接触。第一双行星(6)的第二齿轮(10)沿逆时针方向预紧，使得第一双行星(6)的第二齿轮(10)的齿轮齿与第二齿圈(4)的齿轮齿接触。

Description

行星变速器
技术领域
本发明涉及一种根据本专利技术方案1的前序部分的行星变速器，其包括第一齿圈和第二齿圈以及第一双行星。
背景技术
行星变速器(/传动器)通常包括多个齿轮。如果这种行星变速器的齿轮的齿轮齿一个与另一个接合(/相互啮合)，则经常在齿轮齿之间产生间隙。对于仅沿一个方向旋转的齿轮来说，这并没有进一步的影响，这是因为在启动期间相互接合的两个齿轮的齿轮齿彼此抵靠一次，然后随着该抵靠(/在该抵靠下)(with this abutment)旋转。在进一步的操作(/运行)中不会发生进一步的抵靠。
然而，如果齿轮改变其旋转方向，例如，执行向前运动和相反运动，则齿轮之间的间隙导致齿轮的齿轮齿在某些情况下会不均匀地彼此撞击(/冲击)(impact against)。这可能导致不希望的齿轮磨损。
发明内容
因此，本发明的目的是减小行星变速器中齿轮的齿轮齿之间的间隙。
该目的通过根据本专利技术方案1的行星变速器来实现。
该行星变速器包括第一齿圈和第二齿圈以及第一双行星。第一双行星包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮绕着共用(的)轴可旋转地布置，其中第一双行星的第一齿轮的齿轮齿接合到第一齿圈的齿轮齿中，第一双行星的第二齿轮的齿轮齿接合到第二齿圈的齿轮齿中。
为了使第一双行星的齿轮齿与齿圈(的齿轮齿)之间的间隙最小化，第一双行星的第一齿轮沿顺时针方向预紧，使得第一双行星的第一齿轮的齿轮齿与第一齿圈的齿轮齿接触。另外，第一双行星的第二齿轮沿逆时针方向预紧，使得第一双行星的第二齿轮的齿轮齿与第二齿圈的齿轮齿接触。以这种方式，第一双行星的齿轮的齿轮齿在两个不同的方向上(一个沿顺时针方向、一个沿逆时针方向)抵靠齿圈(在切向上)预紧。由于所述预紧，因此在齿圈的齿轮齿与双行星的齿轮的齿轮齿之间已经存在接触。另外，由于所述预紧，因此即使在操作(/运行)时该接触也(能够)被在不同方向上保持，从而避免了齿轮齿之间的间隙。
当双行星的齿轮被预紧时，它们相对于彼此固定在自己的位置。这例如可以通过焊接(/熔接)(welding)、软焊接(soldering)或粘接来实现。作为另一种选择，所述两个齿轮还可以包括花键(spline)，花键使这两个齿轮在它们一个放在另一个上时(one-atop-the-other)抵靠(/相对于)彼此固定。该花键可以是轴向有效的，即，键被结合在齿轮的与齿轮的旋转轴线垂直的表面中，或者也可以是径向有效的，即，键被结合在一齿轮的轮毂的外表面中和另一齿轮的内孔中。键还可以被结合在最终连接到齿轮的单独的架上。如果两个齿轮被彼此结合(joined)，则这两个齿轮的相对的键表面抵靠(/相对于)彼此滑动进而产生齿轮的旋转，直到它们抵靠齿圈的侧面(/侧齿面)(flanks)并因而产生预紧为止。在该状态下，这两个齿轮可以被彼此固定。如果两个相对的键表面被构造成使得它们位于自锁区域中，则可以省略永久固定，并可以通过例如弹簧力来使两个齿轮彼此压靠。该机构使得能够连续地重新调整两个齿轮相对于彼此的轴向位置以及进而还有径向位置，这进而使得能够自动地重新调整齿隙消除(backlash elimination)，例如，在齿(的侧)面(toothflanks)磨损的情况下。
设置在行星变速器中的驱动器(即，被轴驱动的元件)例如可以通过齿圈中的一个来实现，其中另一个齿圈用作输出。由于第一双行星经由一个齿轮与第一齿圈接触以及经由另一齿轮与第二齿圈接触，因此用作驱动器的齿圈的运动被传递到用作输出的齿圈。然而，其它组合也是可行的。例如，行星架可以被设置成用作驱动器。另外，行星变速器还可以包括太阳齿轮。
如果仅使用一个双行星，则两个齿圈可能会相对于彼此偏离(deviate)。为了避免这种情况，根据一个实施方式，行星变速器可以包括第二双行星，第二双行星包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮绕着共用的轴可旋转地布置，其中第二双行星的第一齿轮的齿轮齿接合到第一齿圈的齿轮齿中，第二双行星的第二齿轮的齿轮齿接合到第二齿圈的齿轮齿中。
由于第一双行星和第二双行星的使用，改善了行星变速器的稳定性。第二双行星防止了第一双行星相对于第一齿圈和第二齿圈径向移位。这是可能的，因为第一双行星和第二双行星通过共用的行星架而连接。例如，行星架可以用作驱动器，由此力从轴传递到双行星并从而传递到齿圈。
为了减小行星变速器中(因第二双行星的)的间隙并防止齿圈相对于彼此旋转，第二双行星的第一齿轮可以沿逆时针方向预紧，使得第二双行星的第一齿轮的齿轮齿与第一齿圈的齿轮齿接触。另外，第二双行星的第二齿轮沿顺时针方向预紧，使得第二双行星的第二齿轮的齿轮齿与第二齿圈的齿轮齿接触。
两个齿圈与双行星之间的间隙通过使用预紧的双行星来防止。由于与第一双行星的预紧相反的第二双行星的预紧，因此可以(甚至)更好地防止齿轮齿之间的间隙。另外，由于两个双行星，均匀的力分布将齿圈保持就位。特别地，这里预紧力对于所有齿轮是相同的。
根据一个实施方式，行星变速器包括第三双行星，第三双行星包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮绕着共用的轴可旋转地布置，其中第三双行星的第一齿轮的齿轮齿接合到第一齿圈的齿轮齿中，第三双行星的第二齿轮的齿轮齿接合到第二齿圈的齿轮齿中。由于第三双行星，能够进一步增大行星变速器的载荷能力。三个行星优选彼此成120°角布置。从而能够改善行星变速器中的载荷分布。
根据一个实施方式，第三双行星的第一齿轮沿顺时针方向预紧，使得第三双行星的第一齿轮的齿轮齿与第一齿圈的齿轮齿接触。同时，第三双行星的第二齿轮沿逆时针方向预紧，使得第三双行星的第二齿轮的齿轮齿与第二齿圈的齿轮齿接触。
由于第三双行星的预紧(其与第一双行星的预紧对应并与第二双行星的预紧相反)，因此行星变速器中的齿轮齿的间隙因第三双行星而减小。
根据一个实施方式，行星变速器包括第四双行星。第四双行星也包括第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮绕着共用的轴可旋转地布置，其中第四双行星的第一齿轮的齿轮齿接合到第一齿圈的齿轮齿中，第四双行星的第二齿轮的齿轮齿接合到第二齿圈的齿轮齿中。这里第四双行星的第一齿轮沿逆时针方向预紧，使得第四双行星的第一齿轮的齿轮齿与第一齿圈的齿轮齿接触。另外，第四双行星的第二齿轮沿顺时针方向预紧，使得第四双行星的第二齿轮的齿轮齿与第二齿圈的齿轮齿接触。
由于四个双行星的使用，能够防止两个齿圈与双行星之间的间隙以及齿圈沿所有的旋转方向(即，向前和向后)相对于彼此的旋转。由于第四双行星的预紧(其与第二双行星的预紧对应)，第四双行星的齿轮的齿轮齿与齿圈的齿轮齿之间的间隙减小。此外，通过使用第四双行星，能够增大载荷能力。
为了使行星变速器中的载荷平衡，四个双行星优选分别偏移90°布置。这里，第一双行星和第二双行星彼此偏移90°布置。第三双行星和第四双行星也彼此偏移90°。第一双行星和第三双行星以及第二双行星和第四双行星各自偏移180°。以这种方式，不同的预紧在周向上均匀地分布。
根据另一实施方式，双行星中的至少一者被径向向外预紧。这意味着双行星中的至少一者被朝向齿圈挤压，即径向向外预紧。以这种方式，双行星中的至少一者的齿轮齿不仅在齿轮齿的一侧而是在齿轮齿的两侧与齿圈的齿轮齿接触。尤其在使用三个双行星的情况下，这是优选的。这里，双行星中的没有预紧的一者可以设置有预紧，但仅仅是径向向外(通过齿轮的旋转)。
为了使得能够径向向外预紧，至少一个弹簧可以被布置在行星架中，以便使至少一个双行星朝向齿圈预紧。
这里，弹簧可以在至少一个双行星上施加足以将双行星朝向齿圈(挤)压的力。
另外的优点和有利的实施方式被在说明书、附图和权利要求中详细说明。这里特别是在说明书和附图中详细说明的特征的组合纯粹是示例性的，使得这些特征还可以单个存在或以其它方式组合。
附图说明
在下文中，基于附图所描绘的示例性实施方式更详细地描述本发明。这里，示例性实施方式和示例性实施方式中所示出的组合纯粹是示例性的，而不意在限定本发明的范围。本发明的范围仅由待定的权利要求限定。
图1示出了行星变速器的第一实施方式的截面图；
图2示出了行星变速器的第二实施方式的截面图；
图3示出了行星变速器的第三实施方式的截面图；
图4示出了双行星的分解图。
附图标记说明
1 行星变速器
2 第一齿圈
4 第二齿圈
6 第一双行星
8 第一齿轮
9 轮毂
10 第二齿轮
11 花键
12 第二双行星
14 第一齿轮
16 第二齿轮
18 行星架
20 第三双行星
22 第一齿轮
24 第二齿轮
26 第四双行星
28 第一齿轮
30 第二齿轮
32 弹簧
具体实施方式
在下文中，相同的或功能上等同的元件由相同的附图标记表示。
图1示出了行星变速器(/行星传动器)(planetary transmission)1，其包括第一齿圈(ring gear)2和第二齿圈4。此外，行星变速器1包括第一双行星6以及第二双行星12。这两个双行星6、12通过布置在它们之间的行星架(planet carrier)18连接。作为另一种选择，行星变速器1还可以只包括一个双行星6。此外，可以使用太阳齿轮(未示出)。
在图1所示的实施方式中，第一齿圈2大于第二齿圈4。此外，第一齿圈2是固定的，其中行星架18用作沿箭头的方向旋转的驱动器，第二齿圈4用作输出。其它的设计和齿圈2、4与双行星6、12的尺寸比(/大小比率)(size ratios)也是可能的。
两个双行星6、12各自包括两个齿轮8、10和14、16。这里，第一齿轮8、14与第一齿圈2接触，第二齿轮10、16与第二齿圈4接触。
为了防止齿轮8、10、14、16的齿轮齿与齿圈2、4的齿轮齿之间的间隙(clearance)，第一双行星和第二双行星6、12的齿轮8、10、14、16被预紧(/预加载/预载荷)(preloaded)。为此目的，第一双行星6的第一齿轮8沿顺时针方向抵靠(against)第一齿圈2的齿轮齿预紧，如箭头所示。第一双行星6的第二齿轮10沿逆时针方向抵靠第二齿圈4的齿轮齿预紧，也如箭头所示。
以相反的方式，第二双行星12的第一齿轮14沿逆时针方向抵靠第一齿圈2的齿轮齿预紧，如箭头所示。同时，第二双行星12的第二齿轮16沿顺时针方向抵靠第二齿圈4的齿轮齿预紧，如箭头所示。以这种方式，能够防止齿轮8、10、14、16之间的间隙，该间隙在操作时将对行星变速器1产生不利的影响。
图2包括除了第一双行星和第二双行星6、12之外的第三双行星和第四双行星20、26。这四个双行星6、12、20、26通过行星架18连接。现在为了防止双行星的齿轮齿与齿圈的齿轮齿之间的间隙，所有的双行星6、12、20、26均被预紧。
这里，第一双行星和第二双行星6、12彼此成90°角布置。第三双行星和第四双行星20、26与其相反地布置。第三双行星也包括第一齿轮和第二齿轮22、24，其中第一齿轮22与第一齿圈2的齿轮齿接触，第二齿轮24与第二齿圈4的齿轮齿接触。第一齿轮22沿顺时针方向抵靠第一齿圈2的齿轮齿预紧，第二齿轮24沿逆时针方向抵靠第二齿圈4的齿轮齿预紧。第四双行星26的第一齿轮和第二齿轮28、30被与其相反地预紧。这意味着第一齿轮28沿逆时针方向抵靠第一齿圈2的齿轮齿预紧，第二齿轮30沿顺时针方向抵靠第二齿圈4的齿轮齿预紧。
由于使用了四个双行星6、12、20、26，一方面可以增大整个行星变速器1的载荷能力；同时通过当围绕齿圈2、4的圆周观察时呈交替形式的四个双行星6、12、20、26的预紧减小了齿轮齿之间的间隙。
作为另一种选择，也可以仅设置三个双行星6、12、20。这在图3中示出。这里，三个双行星6、12、20彼此成120°角布置。这里，第三双行星20可以在其齿轮22、24的预紧上对应于第一双行星6的预紧或第二双行星12的预紧。
另外，在行星架18中，可以设置弹簧32，弹簧32将第三双行星20压靠在第一齿圈和第二齿圈2、4的齿轮齿上。以这种方式，第三双行星20的第一齿轮和第二齿轮22、24的齿轮齿不仅在齿的一侧而且(/而是)(but rather)在两侧与第一齿圈和第二齿圈2、4的齿轮齿接触。以这种方式，即使在使用三个双行星的情况下也能够最优地减小间隙。
图4以示例的方式示出了怎样能够将双行星6的两个齿轮(gears)8、10彼此附接。为此目的，齿轮10包括轮毂9，轮毂9可以被引入(/导入)到齿轮8中，以便将齿轮一个放置在另一个(顶)上。为了将两个齿轮8、10彼此固定，设置有轴向有效的(/轴向起作用的)花键(spline)11。即，键被结合(/并入)在齿轮8、10的与齿轮8、10的旋转轴线垂直的表面中。作为另一种选择，键也可以是径向有效的并且可以结合在齿轮(gear wheel)上的轮毂的外表面中以及(结合)在另一齿轮的内孔中。
如果两个齿轮8、10彼此结合(joined)，则两个齿轮8、10的相对的键表面11抵靠(/相对于)(against)彼此滑动，因而产生齿轮8、10的旋转，直到它们抵靠齿圈2、4的侧面(/侧齿面)(flanks)并进而产生预紧为止。在该状态下，可以将两个齿轮彼此固定，例如通过粘接或焊接。如果两个相对的键表面11被构造成使得它们位于自锁的区域中，那么永久固定可以被省略，两个齿轮8、10例如通过弹簧力而彼此压靠。
由于各个(/各单个)(individual)双行星的齿轮的预紧，因此能够使双行星的齿轮的齿轮齿与齿圈的齿轮齿之间的间隙最小化。

Claims (10)

1.一种行星变速器(1)，包括第一齿圈和第二齿圈(2、4)和第一双行星(6)，所述第一双行星(6)包括第一齿轮和第二齿轮(8、10)，所述第一齿轮和所述第二齿轮(8、10)绕着共用的轴可旋转地布置，其中所述第一双行星(6)的第一齿轮(8)的齿轮齿接合到所述第一齿圈(2)的齿轮齿中，所述第一双行星(6)的第二齿轮(10)的齿轮齿接合到所述第二齿圈(4)的齿轮齿中，
其特征在于，
所述第一双行星(6)的第一齿轮(8)沿顺时针方向预紧，使得所述第一双行星(6)的第一齿轮(8)的齿轮齿与所述第一齿圈(2)的齿轮齿接触，所述第一双行星(6)的第二齿轮(10)沿逆时针方向预紧，使得所述第一双行星(6)的第二齿轮(10)的齿轮齿与所述第二齿圈(4)的齿轮齿接触。
2.根据权利要求1所述的行星变速器(1)，其特征在于，包括第二双行星(12)，所述第二双行星(12)包括第一齿轮和第二齿轮(14、16)，所述第一齿轮和所述第二齿轮(14、16)绕着共用的轴可旋转地布置，其中所述第二双行星(12)的第一齿轮(14)的齿轮齿接合到所述第一齿圈(2)的齿轮齿中，所述第二双行星(12)的第二齿轮(16)的齿轮齿接合到所述第二齿圈(4)的齿轮齿中。
3.根据权利要求2所述的行星变速器(1)，其特征在于，所述第一双行星(6)和所述第二双行星(12)被共用的行星架(18)驱动。
4.根据权利要求2或3所述的行星变速器(1)，其特征在于，所述第二双行星(12)的第一齿轮(14)沿逆时针方向预紧，使得所述第二双行星(12)的第一齿轮(14)的齿轮齿与所述第一齿圈(2)的齿轮齿接触，所述第二双行星(12)的第二齿轮(16)沿顺时针方向预紧，使得所述第二双行星(12)的第二齿轮(16)的齿轮齿与所述第二齿圈(4)的齿轮齿接触。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的行星变速器(1)，其特征在于，包括第三双行星(20)，所述第三双行星(20)包括第一齿轮和第二齿轮(22、24)，所述第一齿轮和所述第二齿轮(22、24)绕着共用的轴可旋转地布置，其中所述第三双行星(20)的第一齿轮(22)的齿轮齿接合到所述第一齿圈(2)的齿轮齿中，所述第三双行星(20)的第二齿轮(24)的齿轮齿接合到所述第二齿圈(4)的齿轮齿中。
6.根据权利要求5所述的行星变速器(1)，其特征在于，所述第三双行星(20)的第一齿轮(22)沿顺时针方向预紧，使得所述第三双行星(20)的第一齿轮(22)的齿轮齿与所述第一齿圈(2)的齿轮齿接触，所述第三双行星(20)的第二齿轮(24)沿逆时针方向预紧，使得所述第三双行星(20)的第二齿轮(24)的齿轮齿与所述第二齿圈(4)的齿轮齿接触。
7.根据权利要求5或6所述的行星变速器(1)，其特征在于，包括第四双行星(26)，所述第四双行星(26)包括第一齿轮和第二齿轮(28、30)，所述第一齿轮和所述第二齿轮(28、30)绕着共用的轴可旋转地布置，其中所述第四双行星(26)的第一齿轮(28)的齿轮齿接合到所述第一齿圈(2)的齿轮齿中，所述第四双行星(26)的第二齿轮(30)的齿轮齿接合到所述第二齿圈(4)的齿轮齿中，所述第四双行星(26)的第一齿轮(28)沿逆时针方向预紧，使得所述第四双行星(26)的第一齿轮(28)的齿轮齿与所述第一齿圈(2)的齿轮齿接触，所述第四双行星(26)的第二齿轮(30)沿顺时针方向预紧，使得所述第四双行星(26)的第二齿轮(30)的齿轮齿与所述第二齿圈(4)的齿轮齿接触。
8.根据权利要求7所述的行星变速器(1)，其特征在于，所述第一双行星和所述第三双行星(6、20)偏移180°，所述第二双行星和所述第四双行星(12、26)偏移180°，所述第一双行星和所述第二双行星(6、12)偏移90°，所述第三双行星和所述第四双行星(20、26)偏移90°。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的行星变速器(1)，其特征在于，所述双行星(6、12、20、26)中的至少一者被径向向外预紧。
10.根据权利要求9所述的行星变速器(1)，其特征在于，至少一个弹簧(32)被布置在所述行星架(18)中，以便使至少一个双行星(6、12、20、26)径向向外预紧。
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