无齿隙的行星式齿轮总成的制作方法

xiaoxiao2021-2-18  120

无齿隙的行星式齿轮总成的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及行星式和混合式传动装置的领域。本发明公开了减小的齿隙的行星式齿轮,并且还涉及一种包括所述减小的齿隙的行星齿轮的齿轮减速器或增速器。
【背景技术】
[0002]行星式齿轮包括安装在行星轮架上的一个或多个行星齿轮。行星齿轮通常与太阳齿轮啮合并与外圈或外环形件啮合。行星轮架相对于太阳齿轮旋转,以便行星齿轮围绕所述太阳齿轮旋转。
[0003]行星式齿轮为一种公知种类的周转式齿轮,并且具有数个有利的特征,包括在紧凑的包装中显著的传动比。例如,行星式齿轮广泛地用在与电动机联接的齿轮减速器中。更高的减速可以通过包括数个行星级的多级减速器或混合减速器实现,该混合减速器包括一个或多个常规的非周转级(例如正齿轮级)和一个或多个行星级。
[0004]像任何齿轮总成一样,行星式齿轮受到齿轮之间的一些空隙(或间隙)的影响,空隙(或间隙)也称为齿隙。特别是,行星级受到行星齿轮与太阳齿轮和/或环形件之间的齿隙的影响。所述齿隙的减小是所希望的,尤其是当行星式齿轮在两个旋转方向上操作时,这是由于每当旋转反转时,齿轮之间的任何空隙/间隙产生了旋转的空转角。例如,这种空转可能会影响包括行星式齿轮的伺服电机单元的精度。
[0005]已经进行多种尝试使齿隙最小化,并获得减小的齿隙的行星式齿轮单元。具有减小的齿隙的行星式齿轮也被称为“无齿隙”的行星式齿轮。
[000?] W0 2009/106222公开了一种行星式齿轮单兀,其中每一行星齿轮被分成了第一行星子齿轮和第二行星子齿轮,并且其中第一行星子齿轮通过弹簧杆相对于第二行星子齿轮被预加载。
[0007]W0 2010/132912公开了一种行星式齿轮,其中行星轮彼此独立地弹性安装在行星轮架上。
[0008]这些系统的缺点是行星轮的复杂设计。
[0009]还已经提出了:提供一种行星轮架,其包括弹性地连接以提供所期望的预加载的分开的构件。
[0010]例如,JP-3-48045公开了当旋转方向改变时,通过提供由压缩弹簧激励的两个浮动轮架来防止特性的改变。
[0011]以上所有的系统均具有某种成本上的缺点。它们可能是难以实施的和/或实施起来非常昂贵,尤其在小型化的部件中。此外,所期望的预加载可以根据例如材料和预期用途(速度、扭矩等等)的一些条件而改变。现有技术的以上系统不能提供对于上述需求的令人满意的解决方案。

【发明内容】

[0012]本发明的目的是改进以上所描述的现有技术。特别是,本发明的目的是提供一种用于在行星式齿轮中齿隙弥补的系统,该系统是简单的、易于制造且易于装配,并且可以根据不同的规格(例如要求不同的预加载)来配置。
[0013]上述目的利用以下方式来实现:
[0014]—种行星式齿轮总成,所述行星式齿轮总成包括行星轮架,所述行星轮架至少包括相对于彼此能够旋转的第一行星轮架构件和第二行星轮架构件,并且所述行星式齿轮总成还包括所述第一行星轮架构件和所述第二行星轮架构件之间的弹性连接机构,所述弹性连接机构布置成当所述行星轮架构件在设计操作条件下可旋转地对准时提供预加载,其特征是所述弹性连接机构包括:
[0015]至少一个弹性构件,所述至少一个弹性构件关联至所述第一行星轮架构件和所述第二行星轮架构件中的一个行星轮架构件,
[0016]伸出部,所述伸出部关联至所述第一行星轮架构件和第二行星轮架构件中的另一个行星轮架构件,并且接合所述弹性构件,
[0017]所述弹性构件和所述伸出部布置成使得所述弹性构件的偏转提供所述预加载。
[0018]术语偏转应当被理解为意味着,弹性构件大体上像横梁一样弯曲。
[0019]伸出部可以以不同的方式接合弹性构件。优选地,伸出部邻接抵靠弹性构件,更优选地,邻接抵靠所述弹性构件的中心部分。
[0020]所述弹性构件容纳在行星轮架的相应的构件的合适的支座中。优选地,所述支座为狭槽,该狭槽的端部配置成容纳所述弹性构件的两个相对端部,并且该狭槽的较大的中心部分容纳所述伸出部并为所述弹性构件的偏转提供足够的空间。因此,在轮架构件之间合适的旋转时,弹性构件大体上作用为中心加载的横梁。
[0021]在一些实施方式中,可以采用多个弹性构件。弹性构件可以容置在一个或多个行星轮架构件中。通常来说,容置在行星轮架的构件中的弹性构件由固定至同一行星轮架的另一个构件的伸出部来接合。根据一个优选的实施方式,所述行星轮架构件中的一个行星轮架构件被设计成容置所有的弹性构件。在一个优选的实施方式中,使用了四个弹性构件。
[0022]优选地,所述弹性构件具有大体上薄片状的元件的形式,更优选地具有柔性片状件的形式,该柔性片状件具有合适的厚度和柔韧度。形成弹性构件的柔性片状件可以具有恒定或可变的厚度。优选地,所述柔性片状件具有恒定的厚度和矩形的截面。优选地,伸出部为销的形式,所述销优选为圆柱销。
[0023]主要的优点是在工业水平下还容易实施。例如,以柔性片状件形式的弹性构件是便宜的且易于安装在轮架构件中。相关的安装支座不需要精确且昂贵的机加工。与来自其它轮架构件的伸出部的匹配也不需要高精度。
[0024]根据所期望的预加载的量,该系统的弹性常量可以通过用另一个弹性构件替代该弹性构件来改变。因此,用于行星式齿轮总成的行星轮架可以根据具有不同预加载的不同型式、通过使用相同的轮架设计且仅仅使用插入到安装支座中的不同的弹性构件(例如不同的柔性状件)来配置。
[0025]例如相较于具有螺旋弹簧(需要相应的圆柱壳体)的系统,本发明的系统比较便宜且更加可配置的。
[0026]上述优点对于行星式齿轮级的制造商来说特别重要。特别地,它们对于制造许多领域(包括医疗器械、机器人、航空航天工业、视听传播设备等等)中所需要的小行星级(例如具有小于10mm的直径)是重要的。在这些领域中,还需要高精度且之后齿隙的消除变得至关重要。
[0027]本发明的额外的优选特征如下。
[0028]行星式齿轮总成通常包括一些行星轮和太阳齿轮。行星轮通常与齿圈壳体(环形件)相接合。例如在多级减速器中,太阳齿轮与行星轮架成为一体并与行星轮相对安装,以接合另一个邻近的行星级的行星轮。
[0029]行星轮架可以被分成两个或多个弹性连接的构件。具有两个弹性连接的行星轮架构件的总成优化了行星轮与齿圈壳体之间的齿隙;具有三个(或更多个)构件的总成还可以减小行星轮与太阳齿轮之间的齿隙。
[0030]根据本发明的一些实施方式,本发明的总成的太阳齿轮被分成可相对彼此旋转的至少两个轴向部分,并且该至少两个轴向部分固定至相应的行星轮架构件。
[0031]例如,所述太阳齿轮包括第一轴向部分和第二轴向部分,所述第一轴向部分和所述第二轴向部分相对于彼此可围绕中心轴线旋转;太阳齿轮的第一轴向部分固定至第一行星轮架构件,并且太阳齿轮的第二轴向部分固定至第二行星轮架构件。在另外的实施方式中,太阳齿轮可以包括多于两个部分,每一个部分固定至相应的行星轮架构件。
[0032]在一个优选的实施方式中,太阳齿轮的轴向部分安装在同轴的轴上,例如,第一空心轴和与第一空心轴同轴的第二轴。第一轴连接至第一行星轮架构件,第二轴连接至第二行星轮架构件。因此,上面描述的行星轮架构件之间的弹性连接提供了太阳齿轮的所述部分之间的预加载。
[0033]这些实施方式导致了具有两个(或更多个)弹性预加载的轴向部分的太阳齿轮。具有这种弹性预加载的部分的太阳齿轮弥补了相对于行星轮的齿隙。
[0034]优选地,行星轮架构件为大体上盘状叠置的元件的形式。
[0035]行星轮架构件和行星轮可以用已知的包括金属和塑料的材料来制成。该柔性片状件可以由金属、合成弹性材料或其它合适的材料来制成。
[0036]本发明可以实施在齿轮减速器或齿轮增速器中。所述齿轮减速器或齿轮增速器可以为多级单元或混合的减速器/增速器,所述混合的减速器/增速器包括一个或多个行星级和一个或多个常规的非周转正齿轮级。齿轮减速器被理解为可以用来减小传动比的齿轮,也被称为减速器。齿轮增速器被理解为可以用来使传动比增大的齿轮,也称为增速器。
[0037]在一些实施方式中, 多级单元中仅一个行星级可以包括上面所描述的预加载的行星轮架构件,这意味着该具体的行星级(可以称为齿隙弥补级)将补偿该装置的齿隙。在其它实施方式中,多个行星级或者甚至所有的行星级可以以本发明的预加载的轮架构件为特征。
[0038]本发明的其它优点包括:行星轮为常规的且便宜的;由齿的逐渐磨损所产生的齿隙得以稳定补偿,同时将噪音保持在最初水平,并且维持了产品的最初规格。
[0039]本发明的这些和其它的特征和优点从以下详细的描述并借助于附图将变得更加清楚。
【附图说明】
[0040]图1为根据一个实施方式的行星式齿轮总成的示意图;[0041 ]图2为图1的齿轮总成的行星轮架构件的视图;
[0042]图3示出了在装配时的图2的行星轮架构件;
[0043]图4为根据本发明的一个实施方式的弹性连接的简化截面;
[0044]图5为根据另一个实施方式的行星式齿轮总成的示意图。
【具体实施方式】
[0045]图1示出了行星式齿轮总成,其包括行星轮架1、布置在后侧上的太阳齿轮2以及用于承载在前侧上的行星轮(未示出)的多个行星轴3。
[0046]行星轮架1包括第一行星轮架构件4和第二行星轮架构件5,在该示例中,第一行星轮架构件4和第二行星轮架构件5为由垂直于中心旋转轴线7的平面6所分开的大体上盘形的零件。
[0047]所述行星轮架构件4、行星轮架构件5围绕所述轴线7相对于彼此可移位地旋转,并且弹性连接。
[0048]如最好在图2和图3中所看到的,第一轮架构件4包括若干个支座(seat)10,柔性片状件11配合在支座10处。第二轮架构件5包括从所述第二构件5伸出的多个销12,并且当装配轮架1时,多个销12被容纳在第一构件4的所述支座10中。在图3中,盘部构件5被移位以示出内部构件。
[0049]所述销12的每一者接合相应的片状件11,例如在所示出的实施方式中,销12邻接抵靠片状件11。
[0050]图4中还示出了一个优选的实施方法。支座10大体上为狭槽,该狭槽的端部13配置成容纳柔性片状件11的相对的端部,并且该狭槽的较大的中心部分14容纳所述销12并提供用于片状件11的偏转的空间。图3的虚线示出了偏转的片状件11*。在附图的示例中,片状件11为大体上C形的,具有设计成配合在支座10的端部13中的支撑部分17。可以看到的是,片状件11在偏转中大体上像的横梁一样起作用。
[0051]在使用中,该总成以这种方式安装,以便当轮架构件4、轮架构件5在适当的工作位置中对准时,片状件11偏转并且储存一定量的弹性能量,例如每一个片状件处于图3的状况11*中。因此,两个构件4、5被预加载。由于该预加载,例如安装在轴3上的行星轮的齿压抵环形件(未示出)的齿,消除了装置的齿隙。例如可能由于该装置的磨损而出现的齿隙将通过该系统自动地消除。
[0052]换句话说,偏转的片状件11推动销12的弹性反作用趋向于使轮架4、轮架5相对彼此旋转、充当扭簧并提供齿隙的自恢复。
[0053]附图示出了优选的实施方式,其中所述柔性片状件11具有恒定的厚度和矩形的截面;然而不同的实施方式也是可能的。
[0054]该示例的行星轮架1设计成承载四个行星轮。两个第一行星轮与第一轮架构件4相关联,两个第二行星轮与第二轮架构件5相关联。为此,行星式齿轮包括第一行星轴3.1和第二行星轴3.2,第一行星轴3.1与第一轮架构件4成为一体,第二行星轴3.2与第二轮架构件5成为一体。第一轴3.1从第一行星轮架构件4突出并穿过第二行星轮架构件5的狭槽15。
[0055]太阳齿轮2固定至第一轮架构件4,并且可以接合下一(邻近的)级的行星轮。
[0056]应当注意的是,如附图中所示,可以布置弹性连接而在行星轮架1的中间留下自由通道或孔16。在该示例中,轮架4、轮架5利用固定销或螺栓18来固定。
[0057]图4为另一实施方式的示例,其中本发明的总成包括也弥补该齿隙的太阳齿轮,所述太阳齿轮具有相对于彼此可旋转并且关联至弹性连接的行星轮架构件的部分。更详细地说,现在太阳齿轮2包括第一轴向部分2.1和第二轴向部分2.2。第一部分2.1固定至一个行星轮架构件,第二部分2.2固定至另一个行星轮架构件。例如,部分2.1和部分2.2可以通过同轴的轴固定至相应的轮架构件4、轮架构件5。另外在该实施方式中,类似于图2和图3,轮架构件弹性连接。
【主权项】
1.一种行星式齿轮总成,所述行星式齿轮总成包括行星轮架(1),所述行星轮架(1)至少包括相对于彼此能够旋转的第一行星轮架构件(4)和第二行星轮架构件(5),并且所述行星式齿轮总成还包括所述第一行星轮架构件和所述第二行星轮架构件之间的弹性连接机构,所述弹性连接机构布置成当所述行星轮架构件在设计操作条件下可旋转地对准时提供预加载, 其特征在于,所述弹性连接机构包括: 至少一个弹性构件(11),所述至少一个弹性构件(11)关联至所述第一行星轮架构件和所述第二行星轮架构件中的一个行星轮架构件(4), 伸出部(12),所述伸出部(12)关联至所述第一行星轮架构件和所述第二行星轮架构件中的另一个行星轮架构件(5),并且接合所述弹性构件(11), 所述弹性构件和所述伸出部布置成使得所述弹性构件(11*)的偏转提供所述预加载。2.根据权利要求1所述的行星式总成,其中所述伸出部(12)接合所述弹性构件(11)的大体上中心部分。3.根据权利要求1或2所述的总成,其中所述伸出部(12)邻接抵靠所述弹性构件。4.根据权利要求1至3中任一项所述的行星式总成,所述弹性构件容纳在轮架构件(4,5)的合适的支座(10)中,并且所述支座具有狭槽的形状,所述狭槽的端部(13)配置成容纳所述弹性构件(11)的两个相对端部,并且较大的中心部分(14)容纳所述伸出部(12)并为所述弹性构件(11)的偏转提供足够的空间。5.根据前述权利要求中任一项所述的行星式齿轮总成,所述弹性构件为柔性片状件(11)。6.根据权利要求5所述的行星式总成,所述柔性片状件具有恒定的厚度和矩形的截面。7.根据前述权利要求中任一项所述的行星式总成,所述伸出部为销(12)的形式。8.根据前述权利要求中任一项所述的行星式总成,所述弹性连接机构包括多个弹性构件(11),并且所述弹性构件容置于一个或多个行星轮架构件中。9.根据前述权利要求中任一项所述的行星式总成,包括太阳齿轮(2),所述太阳齿轮被分成能够相对于彼此而旋转的至少两个轴向部分(2.1,2.2),并且所述至少两个轴向部分(2.1,2.2)分别固定至所述第一轮架构件(4)和所述第二轮架构件(5)。10.根据权利要求9所述的总成,所述太阳齿轮的所述第一轴向部分(2.1)具有第一轴;所述太阳齿轮的所述第二轴向部分(2.2)具有与所述第一轴同轴的第二轴,所述第一轴连接至所述第一行星轮架构件(4),所述第二轴连接至所述第二行星轮架构件(5)。11.一种齿轮减速器或齿轮增速器,其包括至少一个根据前述权利要求中的任一项所述的行星齿轮总成。12.根据权利要求11所述的齿轮减速器或增速器,所述齿轮减速器或增速器为多级行星装置,或包括行星级和常规的非行星正齿轮级的混合装置。
【专利摘要】一种行星式齿轮总成,所述行星式齿轮总成包括相对于彼此能够旋转的第一行星轮架构件(4)和第二行星轮架构件(5),并且所述行星式齿轮总成还包括在所述第一行星轮架构件和所述第二行星轮架构件之间提供预加载的弹性连接机构,其中所述弹性连接机构包括关联至所述第一行星轮架构件和所述第二行星轮架构件中的一个行星轮架构件(4)的弹性构件(11),以及从所述第一行星轮架构件和所述第二行星轮架构件中的另一个行星轮架构件(5)伸出的销(12),并且在所述轮架构件(4,5)之间旋转时,所述销(12)邻接抵靠所述弹性构件(11)并导致了所述弹性构件(11)的偏转。
【IPC分类】F16H1/28
【公开号】CN105492799
【申请号】CN201380077885
【发明人】鲁杰罗·曼佐蒂, 罗兰多·贝尔塔
【申请人】冯哈伯微电机有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2013年6月28日
【公告号】EP3014143A1, WO2014206493A1

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