TWI302184B - Planetengetriebe - Google Patents

Description

1302184 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係一種行星齒輪傳動裝置’主要由一利用傳動馬達傳動的恆星齒輪(又稱太 陽齒輪）、一在齒輪箱外殼內設置的內齒輪、一組第一行星齒輪與一組第二行星齒輪所 構成，而且該行星齒輪分別具有一小變速齒輪與一大變速齒輪。其中，第一行星齒輪 分別具有相同的齒輪結構，而且其齒輪可同時和該內齒輪與一小變速齒輪互相囑合； 該變速行星齒輪的大變速齒輪係與恆星齒輪互相囑合；該第一行星齒輪與該變速行星 齒輪係樞設在一共同的行星齒輪機架上；該變速行星齒輪的數量係相當於該第一行星 齒輪的半數；該變速行星齒輪的小變速齒輪係同時與相鄰的一組第一行星齒輪互相嚼 合。 【先前技術】 按，如德國專利編號DE 101 44 805所述的行星齒輪傳動裝置已具有高效率、 低背隙、高輸出功率與低噪音等特性。此外，該傳動裝置軸向結構距離很短，適合 具有中心傳動的結構，而且在製造上較能符合公差要求。 然而，該已知的傳動裝置在某些高精密要求用途卻不允許齒輪背隙的調整，是 其缺點。 按，如歐洲專利編號EP 0 981 697 B1所述的行星齒輪傳動裝置，雖具有極低背 隙的優點，適合極高的減速要求，然而卻需要較大的結構空間而且製造成本也較高。 【發明内容】 鑒於上述齒輪傳動裝置所存在的一些缺陷，本發明的目的，在提供一種齒輪耦 合背隙可適當調整而且可以達到較高精密要求的行星齒輪傳動裝置。 本發明的目的可利用請求專利範圍第1項所述的行星齒輪傳動裝置來達成。其 有利的結構設計，係如請求專利範圍第2項至16項所說明。 由於內齒輪與第一行星齒輪係圓錐齒輪結構，因此第一行星齒輪與內齒輪間的齒 輪鍋合背隙，可利用調整機構來調整第一行星齒輪的軸向位置。傳動裝置的總扭力背 隙，將視該齒輪耦合背隙而定。 1302184 依據本發明的其中一個有利的結構設計，第一行星齒輪係沿著傳動軸設計有一 單獨的調整機構供調整軸向位置。此外，所有的行星齒輪也可以共用一個調整機構 亦或在設計上使行星齒輪機架可以與內齒輪相對調整。該調整機構可以是調整墊圈 或緩衝墊圈，在安裝時可選擇適當厚度者使用。 依據本發明的一個有利的結構設計，該調整機彳冓係採用固定螺絲，而且每一第一 行星齒輪都採用該固定螺絲，其中該固定螺絲的一端係定位在行星齒輪機架的螺孔內， 另一*自由端則與彳了星齒輪或其軸承相互作用’问時可避免丫了星國輪脫離與內齒輪曝合 而往軸向後退的可能性。 依據本發明的另一個有利的結構設計，在每一第一行星齒輪之一正面與該設置 的固定螺絲的自由端之間，皆設有一緩衝墊圏。 倘若每組相鄰的第一行星齒輪設計有一共用的墊圈時’因爲該墊圈能利用二支行 星齒輪傳動軸防止扭曲，故可避免緩衝墊圏的扭曲。 在一有利的實施例，第一行星齒輪與變速行星齒輪的傳動軸在設計上係與一傳 動裝置主軸互相平行而且變速行星齒輪的小變速齒輪係圓錐齒輪結構，以便配合第 一行星齒輪的圓錐齒輪囑合結構。此種有利的結構，其外殼的螺孔係與傳動裝置主 軸互相平行，因此，在安裝上所需的調整時間相對地也較少。變速行星齒輪的小變 速齒輪與第一行星齒輪間的背隙可以利用變速行星齒輪的軸向調整來進行適當調 整。 變速行星齒輪的大變速齒輪與恆星齒輪至少幾乎是圓柱齒輪結構，而且在此位置 不能調整背隙，然而，此類的齒輪囈合結構其對總背隙的影響則相對地最低。 在選擇變速行星齒輪的小變速齒輪的圓錐方向時，最好是圓錐往大變速齒輪方 向逐漸變細，換句話說，變速行星齒輪的小變速齒輪係往其自由端方向逐漸變厚。 在此情形，如果將變速行星齒輪往大變速齒輪方向游移時，可減少其游隙，這點尤 其容易實現。 在另一有利的實施例，第一行星齒輪與變速行星齒輪的傳動軸在設計上係不與一 傳動裝置主軸互相平行。相反地，第一行星齒輪的傳動軸係與傳動裝置主軸形成斜度（^ ) 而且變速行星齒輪的傳動軸係與傳動裝置主軸形成斜度（石）。小變速齒輪在本實施例 至少幾乎是圓柱齒輪結構，因此，可以利用單一分度硏磨加工方法來製造，成本較低。 此外，其圓錐度被允許小於漸開線的0，5°斜度，因爲利用單一分度硏磨加工方式不 致於產生齒型上的偏差。 1302184 此實施例的優點在於，恆星齒輪與大變速齒輪間的背隙也可以加以適當調整。 此外，變速行星齒輪的大變速齒輪可以是圓錐齒輪結構而恆星齒輪幾乎是圓柱齒輪 結構。此結構的優點在於至少該第一行星齒輪的傳動軸、第二行星齒輪的傳動軸係 與傳動裝置主軸相交(相切）。 第一行星齒輪傳動軸的有利斜度（α)與第二行星齒輪傳動軸的有利斜度（^)係介 於1，2與5，0°之間。 爲了能夠調整背隙，該變速行星齒輪係樞設在行星齒輪機架上而且允許軸向移 動。此外’需沿著變速行星齒輪的傳動軸額外設置調整機構以便能夠調整變速行星齒 輪的軸向位置，亦或設置預應力機構，以便能夠將行星齒輪機架的軸力施加於變速行 星齒輪上。該預應力機構的有利結構係使用有波紋的緩衝墊圈亦或使用有槽的杯形彈 簧。 本創作行星齒輪傳動裝置製造時的安裝步驟如下： 將所有的第一行星齒輪安裝在行星齒輪機架上一軸向極限位置，使形成最大的 背隙； 安裝恆星齒輪； 將恆星齒輪在一機構內定心處理； 將變速行星齒輪推入行星齒輪機架內部至有利的軸向位置，俾在第一段變速時 能形成理想的背隙； 將第一行星齒輪在固定螺絲與緩衝墊圈上軸向安裝，同時沿著軸向傾斜的行星 齒輪螺栓安裝在適當的軸向位置上，確認第一行星齒輪與變速行星齒輪的小變速齒 輪之間達到最理想的背隙，以及 利用可調整厚度的調整墊片將內齒輪(環齒輪)安裝在軸承的環肩上，以便也能夠 調整內齒輪與第一行星齒輪之間的齒輪曝合背隙。 爲使能對本發明作更進一步的認識與了解，茲舉實施例配合圖式，進一步詳細說 明如下： 口’ 【實施方式】 請參照第1圖所示，本發明係一種行星齒輪傳動裝置，該行星齒輪傳動裝置具有 一恆星齒輪4而且該®星齒輪4係同時與相鄰的一對變速行星齒輪8的大變速齒輪互 1302184 相曝合連接。該變速彳了星國輪8具有小變速國輪10而且小變速齒輪ι〇又分別再龃一 組行星齒輪12互相曝合連接。每一行星齒輪12又同時與一變速行星齒輪8的一小變 速齒輪10與一內齒輪16互相囑合連接。如第1圖所示也可暸解如第2圖所示的切線 過程。 請參照第2圖所示，本發明的一種行星齒輪傳動裝置具有一主軸2，該主軸2具 有容設在該圖中未標示的一個傳動馬達的傳動軸的軸孔。恆星齒輪4係與該傳動軸互 相連接而且在傳動馬達對面側與變速行星齒輪8的二個180。設置的大變速齒輪6同時 互相曬合連接。由於該截面圖角度的原因，該二個變速行星齒輪8在第2圖中只顯示 一個。 變速行星齒輪8的小變速齒輪10係與相鄰的行星齒輪12互相曝合連接而且變速 行星齒輪8與行星齒輪12係共同固定在一從動的行星齒輪機架14上。行星齒輪12分 別具有一貫穿的齒輪結構，同時與一變速行星齒輪8的一小變速齒輪10與內齒輪16 互相囈合連接。行星齒輪12的齒輪係在相同的軸面與內齒輪16以及變速行星齒輪8 的小變速齒輪10互相嚼合連接，以便能夠在很短的軸向達成結構設計的目的。 在傳動馬達對面側，該行星齒輪機架14上具有一從動凸緣20。該從動凸緣20具 有一個或多數間隙22供容設變速行星齒輪8的大變速齒輪6。在此位置，該大變速齒 輪6的設置係距離傳動馬達最遠，具有下述各項優點： 如第2圖所示，該變速行星齒輪8的齒輪嚼合平面左側，除一齒輪箱蓋17外， 未設置有任何其他的傳動功能元件，因此在軸向結構長度上非常有利。此外，在此位 置，該大變速齒輪6可以是一相對較大的直徑結構而不致與行星齒輪機架14軸承或內 齒輪16衝突。該行星齒輪機架14是利用二個傾斜軸承24、26在齒輪箱外殼18上樞 接固定而且可以旋轉。該滾珠軸承結構的二個傾斜軸承24'26係採用0型(梯形接觸 線)方式(0 arrangement)配置在內齒輪16的齒嚼合範圍的兩側。設置在傳動軸對面側 的傾斜軸承24係軸向配置在該內齒輪16的齒輪嚼合範圍與該變速行星齒輪δ的大變 速齒輪6的齒嚷合範圍之間。因此，該變速行星齒輪8的大變速齒輪6的包絡曲線 (envelope curve)不會受到行星齒輪機架14軸承的限制。該大變速齒輪6的直徑可以 適當地選擇較大者，以增加總減速比。 高傳輸速度、功率密度、堅固性與製造精密度之基礎在於，不但該恆星齒輪4與 變速行星齒輪8的大變速齒輪6的齒輪囑合結構，而且該變速行星齒輪8的小變速齒 輪10與行星齒輪12的嚼合結構可以被補償固定，同時可以分行尋找負載平衡所 1302184 需的位置。此外，該恆星齒輪4與變速行星齒輪8係分別利用一單獨的軸承固定而且 軸承的設置係軸向遠離各別的齒輪囑合結構。各個軸承視齒輪的徑向移動需要在尺寸 上調整角度。因此，每一變速行星齒輪8可利用在該大變速齒輪6範圍內所設置的一 個軸承28被固定在該行星齒輪機架14內部。該恆星齒輪4或主軸2係在朝向傳動馬 達側利用軸承30被固定在齒輪箱外殻19內部，而且該齒輪箱外殼丨9可利用螺絲與齒 輪箱外殼18互相鎖定。 該行星齒輪12係利用滾針軸承32可旋轉地樞設在行星齒輪螺栓34上，而且該 行星齒輪螺栓34係設置在行星齒輪機架14的螺孔內，以墊圈36加以定位。 該內齒輪16與行星齒輪12係圓錐齒輪結構，以便能利用行星齒輪12的軸向設 置來調整或排除齒輪囈合的背隙。該行星齒輪12可利用緩衝墊圈38在內齒輪16的圓 錐內被固定。每一行星齒輪12都設有一固定螺絲4〇(請參閱第4圖)而且該固定螺絲40 的一端係固定在行星齒輪機架14內部的一螺孔內，另一端係頂住該緩衝墊圈38，以 防止行星齒輪12因軸向後退而脫離與內齒輪16的嚼合。如果二個彼此相鄰的行星齒 輪12在結構上共用一個緩衝墊圏38時，請參閱第4圖，可以避免發生扭曲現象，而 且固定螺絲40的偏心負載不致於導致不利的傾斜。如第2圖本創作發明的實施例所示， 該行星齒輪12的傳動軸42與變速行星齒輪8的傳動軸44係與傳動裝置主軸46互相 平行結構。因此，變速行星齒輪8的小變速齒輪1〇是圓錐齒輪結構而且其圓錐係往 大變速齒輪6方向逐漸變細。變速行星齒輪8的大變速齒輪6與恆星齒輪4至少幾乎 是圓柱齒輪結構。 在軸承28的外(座)圈與行星齒輪機架14內部的軸承承座的一正面之間設有彈簧 墊圈48。該軸承28與該變速行星齒輪8係在行星齒輪機架14的容置槽內可以軸向移 動。該彈簧墊圏48所作用產生的軸向力量，能迫使該變速行星齒輪8相對地軸向運動 直到小變速齒輪10上的背隙被排除爲止。利用此種彈性背隙排除功能可以補償製造上 的公差，因而可以避免行星齒輪傳動裝置在操作時發生卡齒情形。 又者，請參照第3圖所示，依據本發明的一種行星齒輪傳動裝置的另一有利實施 例，其中，該行星齒輪12的傳動軸42係與傳動裝置主軸46形成斜度（α )而變速行星 齒輪8的傳動軸44係與傳動裝置主軸46形成斜度（々）。該變速行星齒輪8的小變 速齒輪10在本實施例至少幾乎是圓柱齒輪結構。此外，第3圖實施例所使用的位置與 圖號與第2圖的實施例相同。該變速行星齒輪8的大變速齒輪6是圓錐齒輪結構而恆 星齒輪4至少幾乎是圓柱齒輪結構。因爲小變速齒輪10的圓柱齒輪結構可以利用單一 1302184 分度硏磨加工方法來製造，所以該變速行星齒輪δ更容易製造。此外，該行星齒輪12 的傳動軸42與該變速行星齒輪8的傳動軸44係與傳動裝置主軸46形成相交(相切)結 構，至少幾乎是設置在遠離傳動裝置的一點。 該行星齒輪12的有利斜度（α )與該變速行星齒輪8的有利斜度（々）係介於丨，2 與5，0°之間。 恆星齒輪4與變速行星齒輪8的大變速齒輪6之間的齒輪曝合背隙，可以利用沿 著變速行星齒輪傳動軸44的軸向移動加以適當地調整。 綜上所述，本發明的一種行星齒輪傳動裝置，不但可改良習用技術的各種缺點， 且在使用上能增進功效，合於實用，充份符合發明專利的要件，實爲一理想的發明， 故申請人爰依專利法的規定，向鈞局提出發明專利申請，並懇請早日賜准本案專利， 至感德便。 【圖式簡單說明】 圖式說明： 第1圖係本發明行星齒輪傳動裝置彼此曬合的齒輪的上視圖。 第2圖係本發明行星齒輪傳動裝置第一實施例的縱向截面圖。 第3圖係本發明行星齒輪傳動裝置第二實施例的縱向截面圖。 第4圖係本發明行星齒輪傳動裝置彼此嚼合的齒輪的上視圖。 主要部分之代表符號: 恒星齒輪 …… 4 變速行星齒輪...... 8 小變速齒輪 …… 10 行星齒輪 ...... 12 內齒輪 …… 16 主軸 …… 2 大變速齒輪 …… 6 行星齒輪機架…… 14 從動凸緣 …… 20 間隙 …… 22 齒輪箱蓋 …… 17 傾斜軸承 …… 24、26 齒輪箱外殼 ……18、19 軸承 …… 28、30 滾針軸承 ……32 行星齒輪螺栓…… 34 墊圈 ……36 緩衝墊圈 …… 38 固定螺絲 …… 40 傳動軸 …… 42、44 48 1302184 傳動裝置主軸……46 彈簧墊圏 斜度 …… a、β 11

Claims (1)

1302184 拾、申請專利範圍： 1、 一種行星齒輪傳動裝置，主要包括有一由傳動馬達傳動的恆星齒輪、一在齒 輪箱外殻內設置的內齒輪、一組第一行星齒輪與一組第二行星齒輪，而且該行星齒輪 係變速行星齒輪的結構，分別具有一小變速齒輪與一大變速齒輪，其中第一行星齒輪 分別具有相同的齒輪結構而且其齒輪可同時與該內齒輪與一小變速齒輪互相囑合；該 變速行星齒輪的大變速齒輪係與恆星齒輪互相曝合；該第一行星齒輪與該變速行星齒 輪係樞設在一共同的行星齒輪機架上；該變速行星齒輪的數量係相當於該第一行星齒 輪的半數;該變速行星齒輪的小變速齒輪係同時與相鄰的一組第一行星齒輪互相囑合， 其特徵在於，該內齒輪與該第一行星齒輪係圓錐齒輪結構而且具有供調整第一行星齒 輪之軸向位移的調整機構，以便能夠適當地調整齒輪囑合之背隙。 2、 如申請專利範圍第1項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該第一行星 齒輪係沿著傳動軸設計有一單獨的調整機構供調整軸向位置。 3、 如申請專利範圍第2項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該第一行星 齒輪係分設置有一固定螺絲，而且該固定螺絲的一端係定位在行星齒輪機架的一螺孔 內，另一自由端則與行星齒輪或其軸承相互作用，同時可避免行星齒輪脫離與內齒輪 囑合而往軸向後退的可能性。 4、 如申請專利範圍第3項所述之行星齒輪傳動裝置、其特徵在於，在每一第一 行星齒輪之一正面與該設置的固定螺絲的自由端之間，皆設有一緩衝墊圈。 5、 如申請專利範圍第4項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該每組相鄰 的第一行星齒輪設計有一共用的墊圏，而且該墊圈能利用二行星齒輪傳動軸防止扭曲。 6、 如申請專利範圍第5項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該第一行星 齒輪的傳動軸與變速行星齒輪的傳動軸在設計上係與一傳動裝置主軸互相平行而且變 速行星齒輪的小變速齒輪係圓錐齒輪結構。 7、 如申請專利範圍第6項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該變速行星 齒輪的大變速齒輪與恆星齒輪至少幾乎是圓柱齒輪結構。 8、 如申請專利範圍第7項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該變速行星 齒輪的小變速齒輪的圓錐係往大變速齒輪方向逐漸變細。 9、 如申請專利範圍第5項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該第一行星 齒輪的傳動軸係與傳動裝置主軸形成斜度（^ )而且變速行星齒輪的傳動軸係與傳動裝 置主軸形成斜度（々）而且該變速行星齒輪的小變速齒輪至少幾乎是圓柱齒輪結構。 12 1302184 10、 如申請專利範圍第9項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該變速行星 齒輪的大變速齒輪可以是圓錐齒輪結構而恆星齒輪幾乎是圓柱齒輪結構。 11、 如申請專利範圍第10項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該第一行 星齒輪的傳動軸與該變速行星齒輪的傳動軸係與傳動裝置主軸形成相交(相切)結構， 而且至少幾乎是設置在一點。 12、 如申請專利範圍第9項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該行星齒輪 的斜度（α )與該變速行星齒輪的斜度（/3 )係介於丨，2與5，0。之間。 13、 如申請專利範圍第12項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，該變速行 星齒輪係樞設在行星齒輪機架上而且允許軸向移動。 14、 如申請專利範圍第13項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，沿著變速 行星齒輪的傳動軸設置有調整機構供調整變速行星齒輪的軸向位置。 15、 如申請專利範圍第13項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，設置有預 應力機構供將行星齒輪機架的軸力施加於變速行星齒輪上。 16、 如申請專利範圍第9項所述之行星齒輪傳動裝置，其特徵在於，其安裝步驟 如下： 將所有的第一行星齒輪安裝在行星齒輪機架上一軸向極限位置，使形成最大的背 隙； 安裝恆星齒輪； 將恆星齒輪在一機構內定心處理； 將變速行星齒輪推入行星齒輪機架內部至有利的軸向位置，俾在第一段變速時能 形成理想的背隙； 將第一行星齒輪在固定螺絲與緩衝墊圈上軸向安裝，同時沿著軸向傾斜的行星齒 輪螺栓安裝在適當的軸向位置上，確認第一行星齒輪與變速行星齒輪的小變速齒輪之 間達到最理想的背隙’以及 利用可調整厚度的調整墊片將內齒輪(環齒輪)安裝在軸承的環肩上，以便也能夠 調整內齒輪與第一行星齒輪之間的齒輪囑合背隙。 13