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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Untersetzungsgetriebe, insbesondere ein Planetenzahnradgetriebe sowie einen Motor, eine Leistungsquelle und ein Fahrzeug mit dem Planetenzahnradgetrieb.
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Stand der Technik
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Ein Untersetzungsgetriebe ist eine Kernkomponente des Motors und seine Leistung beeinflusst direkt die Gesamtleistung des Motors. Mit seinen vielen Vorteilen wie geringer Größe, hoher Übertragungseffizienz, breitem Bremsbereich, hoher Präzision wird Planetenzahnradgetriebe verbreitet in Servomotoren, Schrittmotoren, DC-Motoren und anderen Übertragungssystemen eingesetzt. Seine Aufgabe liegt darin, bei Sicherstellung einer präzisen Übertragung von Kraft die Drehzahl zu verringern, das Drehmoment zu erhöhen und die Last oder das Trägheitsdrehmoment-Verhältnis des Motors zu verringern.
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Die Hauptübertragungselemente eines Planetenzahnradgetriebes sind ein Planetenrad, ein Sonnenrad und ein Hohlrad, die in der Regel alle aus Metall hergestellt sind. Jedoch bringt das vor allem aus Metall hergestellte Planetenzahnradgetriebe hohe Herstellungskosten und große Übertragungsgeräusche mit sich. Zur Lösung solcher technischen Probleme werden bei manchen Planetenzahnradgetrieben plastische Planetenräder eingesetzt, die über die Vorteile niedriger Kosten und geringer Geräusche verfügen. Die plastische Planetenräder weisen jedoch wenige verschleißbeständigkeit und keine genügende Festigkeit auf, was zur Instabilität der Motorleistung, kurzem Wartungszyklus und sogar kurzer Lebensdauer führt. Zur Vermeidung der im Stand der Technik bestehenden Mängel ist es erforderlich, Verbesserungen hinsichtlich des Stands der Technik vorzunehmen.
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Beschreibung der Anmeldung
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Der vorliegenden Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motor und dessen Planetenzahnradgetriebe sowie einen Motor, eine Leistungsquelle und ein Fahrzeug mit solch einem Planetenzahnradgetrieb bereitzustellen, das gute Festigkeit, lange Lebensdauer und geringe Geräusche aufweist.
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Dazu wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung ein Planetenzahnradgetriebe bereitgestellt, umfassend ein Sonnenrad, eine Radwelle, mehrere Planetenräder, einen Planetenträger, mehrere Planetenradwellen und ein Hohlrad, wobei das Sonnenrad an der Radwelle angeordnet ist, wobei die Planetenräder durch die Planetenradwellen an dem Planetenträger abgestützt sind, wobei die Planetenräder zwischen dem Hohlrad und dem Sonnenrad angebracht sind und jeweils in Eingriff mit dem Hohlrad und dem Sonnenrad stehen, wobei die Planetenräder ein ungleichmäßiges Planetenzahnradsystem bilden und die Summe der Anzahl der Zähne des Sonnenrads mit dem 2-Fache der Anzahl der Zähne der Planetenräder kleiner als die Anzahl der Zähne des Hohlrads ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird außerdem eine Leistungsquelle mit dem vorgenannten Planetenzahnradgetriebe bereitgestellt, wobei die Leistungsquelle ein Elektromotor mit elektrischer Energie als Triebkraft, ein Benzinmotor mit Benzin als Triebkraft sowie ein Dieselmotor mit Diesel als Triebkraft sein kann.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird außerdem ein Motor mit einem Antriebsteil, einem Abtriebsgehäuse und einem vorgenannten Planetenzahnradgetriebe bereitgestellt, wobei das Sonnenrad des Planetenzahnradgetriebes mit dem Ausgang des Antriebsteils verbunden ist und das Hohlrad des Planetenzahnradgetriebes fest an dem Abtriebsgehäuse befestigt ist.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird außerdem ein Fahrzeug mit dem vorgenannten Motor bereitgestellt.
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Da bei dem Planetenzahnradgetriebe der vorliegenden Anmeldung ein ungleichmäßiges Planetenzahnradsystem eingesetzt wird, wird der Zahnradmodul erhöht und die Anzahl der Zähne verringert, sodass die Festigkeit der Zahnräder verbessert und die Lebensdauer der Zahnräder verlängert wird. Darüber hinaus werden die Geräusche bei der Kraftübertragung verringert, weil das Hohlrad des Planetenzahnradgetriebes schwimmend an dem Abtriebsgehäuse befestigt ist.
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Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine schematische Draufsicht eines Planetenzahnradgetriebes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung, und
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2 zeigt eine schematische dreidimensionale strukturelle Explosionsansicht eines Motors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Nachfolgend werden in Bezug auf die beigefügten Figuren bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung beschrieben.
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In 1 und 2 ist ein Planetenzahnradgetriebe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung gezeigt, das ein Sonnenrad 1, eine Radwelle 10, mehrere Planetenräder 2, einen Planetenträger 3, mehrere Planetenradwellen 4 und ein Hohlrad 6.
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In der Ausführungsform sind die Radwelle 10 und das Sonnenrad 1 jeweils aus Metall hergestellt, wobei das Sonnenrad 1 koaxial und rotierbar an der Radwelle 10 angeordnet ist.
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Der Planetenträger 3 ist koaxial mit der Radwelle 10 fest verbunden. Der Planetenträger 3 ist mit den Planetenradwellen 4 fest verbunden, wobei die Planetenradwellen 4 im Wesentlichen senkrecht zum Planetenträger 3 sind und der Abstand jeder Planetenradwelle 4 zur Mitte des Planetenträgers 3 jeweils gleich ist.
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Die Planetenräder 2 sind jeweils koaxial und rotierbar an einer entsprechenden Planetenradwelle 4 angebracht, sodass die Planetenräder 2 durch die Planetenradwellen 4 an dem Planetenträger 3 abgestützt sind. Die Planetenräder 2 können aus Kunststoff oder Metall hergestellt sein, in der vorliegenden Ausführungsform aus Kunststoff.
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Das Planetenzahnradgetriebe der vorliegenden Anmeldung umfasst eine Anzahl N von Planetenrädern, wobei N eine beliebige Ganzzahl von 2 bis 8 ist. Es wird definiert, dass der Verbindungswinkel zwischen der Mitte von zwei benachbarten Planetenrädern 2 und der Mitte des Sonnenrads 1 der Mittelpunktwinkel der Planetenräder 2 ist. Da bei dem vorhandenen Planetenzahnradsystem die Planetenräder mit einer Anzahl von N verteilt angeordnet sind, ist jeder Mittelpunktwinkel 360°/N, wobei die Summe des Radius eines Teilkreises des Sonnenrads mit dem Durchmesser eines Teilkreises der Planetenräder gleich dem Radius eines Teilkreises des Hohlrads ist. D.h., die Summe der Anzahl der Zähne des Sonnenrads mit dem 2-Fache der Anzahl der Zähne der Planetenräder ist gleich der Anzahl der Zähne des Hohlrads.
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In dieser bevorzugten Ausführungsform umfasst das Planetenzahnradgetriebe drei Planetenräder 2, die ein ungleichmäßiges Planetenzahnradsystem bilden, damit die Anzahl der Zähne der Planetenräder weitestgehend verringert wird, sodass die Summe des Radius des Sonnenrads mit dem Durchmesser der Planetenräder kleiner als der Radius des Hohlrads ist. D.h., die Summe der Anzahl der Zähne des Sonnenrads mit dem 2-Fache der Anzahl der Zähne der Planetenräder ist kleiner als die Anzahl der Zähne des Hohlrads, damit der Modul des Planetenzahnradgetriebes erhöht, die Festigkeit der Planetenräder verbessert und damit die Lebensdauer des Planetenzahnradgetriebes der vorliegenden Anmeldung verlängert wird. Die Summe der Anzahl der Zähne des Sonnenrads 1 mit dem 2-Fache der Anzahl der Zähne der Planetenräder 2 ist um 1 bis 6, vorzugsweise um 1 bis 3, kleiner als die Anzahl der Zähne des Hohlrads 6 ist. Zum Beispiel ist in der vorliegenden Ausführungsform die Summe der Anzahl der Zähne des Sonnenrads 1 mit dem 2-Fache der Anzahl der Zähne der Planetenräder 2 um 2 kleiner als die des Hohlrads 6, wobei die Anzahl der Zähne des Sonnenrads, der Planetenräder und des Hohlrads zum Beispiel jeweils 11, 17, 47 ist. In diesem Fall wird der Mittelpunktwinkel der Planetenräder 2 in einen großen Mittelpunktwinkel α1 und zwei kleine Mittelpunktwinkel α2 unterteilt, wobei α1 > α2, α1 ≈ 124°, α2 ≈ 118°.
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In anderen Ausführungsformen kann abhängig von dem tatsächlichen Bedarf an der Zahnradfestigkeit die Anzahl der Zähne des Zahnrads entsprechend erhöht oder verringert werden, damit der Modul des Zahnrads verringert oder erhöht wird, wobei sich der Anordnungswinkel der Planetenräder auch entsprechend ändert. Zum Beispiel weisen der größte Mittelpunktwinkel α1 und der kleinste Mittelpunktwinkel α2 der Planetenräder 2 folgende Verhältnisse auf: α1 – α2 <= 15°, α1 = 360/N° ± 15°, α2 = 360/N° ± 15°, vorzugsweise α1 = 360/N° ± 5°, α2 = 360/N° ± 5°, α1 – α2 <= 10°, wenn das Planetenzahnradgetriebe der vorliegenden Anmeldung N Planetenräder umfasst und diese Planetenräder ein ungleichmäßiges Planetenzahnradsystem bilden.
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Der Durchmesser des Teilkreises des Hohlrads 6 ist größer als der des Sonnenrads 1 und der Planetenräder 2. Bei der Montage werden das Hohlrad 6 und das Sonnenrad 1 koaxial angeordnet, wobei die Planetenräder 2 zwischen dem Hohlrad 6 und dem Sonnenrad 1 angebracht werden und jeweils in Eingriff mit dem Hohlrad 6 und dem Sonnenrad 1 steht.
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Das Planetenzahnradgetriebe der vorliegenden Anmeldung eignet sich für jede beliebige Leistungsquelle, z.B. Elektromotor mit elektrischer Energie als Triebkraft, Benzinmotor mit Benzin als Triebkraft sowie Dieselmotor mit Diesel als Triebkraft. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Leistungsquelle z.B. ein Elektromotor mit einem Planetenzahnradgetrieb, wobei der Elektromotor ein Servomotor, Schrittmotor, DC-Motor usw. sein kann.
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Der Motor gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung umfasst ein Planetenzahnradgetriebe, ein Antriebsteil 7 und ein Abtriebsgehäuse 8, wobei das Antriebsteil 7 und das Planetenzahnradgetriebe innerhalb des Abtriebsgehäuses 8 angebracht sind. Das Sonnenrad 1 ist mit dem Ausgang des Antriebsteils 7 verbunden und das Hohlrad 6 ist schwimmend an dem Abtriebsgehäuse 8 befestigt. Im Betrieb treibt das Antriebsteil 7 das Sonnenrad 1 zum Rotieren mit einer relativ hohen Geschwindigkeit an. Durch Bremsen durch die Planetenräder 2 wird das Hohlrad 6 zum Drehen mit einer erforderlichen relativ niedrigen Geschwindigkeit gebracht und das Abtriebsgehäuse 8 rotiert nach dem Erhalten der von dem Planetenzahnradgetriebe übermittelten Triebkraft.
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Die Triebkraft des Antriebsteils 7 wird über das Planetenzahnradgetriebe an das Abtriebsgehäuse 8 übermittelt.
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Der Motor wird in dem Fahrzeug der vorliegenden Anmeldung verwendet. Es kann jedes beliebige Fahrzeug mit elektrischer Leistungsquelle sein, zum Beispiel kleines Vierradelektrofahrzeug, Dreiräder, Zweiräder und Schubkarre.
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Da bei dem Planetenzahnradgetriebe der vorliegenden Anmeldung ein ungleichmäßiges Planetenzahnradsystem eingesetzt wird, wird der Zahnradmodul erhöht und die Anzahl der Zähne verringert, sodass die Festigkeit der Zahnräder verbessert und die Lebensdauer der Zahnräder verlängert wird. Darüber hinaus werden die Geräusche bei der Zahnradübertragung verringert, weil das Hohlrad des Planetenzahnradgetriebes schwimmend an dem Abtriebsgehäuse befestigt ist.
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Oben sind zwar einige Ausführungsformen beschrieben, dies sind jedoch nur als Beispiele angegeben und zielen nicht auf eine Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung ab. Die beigefügten Ansprüche sowie deren Äquivalente sind beabsichtigt, alle Modifikationen, Alternativen und Änderungen innerhalb des Umfangs sowie des Geistes der vorliegenden Erfindung abzudecken.
