CN101203700A - 圆柱齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二级或三级的圆柱齿轮传动装置，该圆柱齿轮传动装置具有单构件的外壳(1)、在两个轴承(8、10)之间支撑着从动齿轮(6)的从动轴(16)以及中间轴(14)，其中所述外壳(1)具有驱动侧的盖开口和将该盖开口封闭的盖(3)，并且所述中间轴支撑着由输入小齿轮(7)直接或间接驱动的中间齿轮(13)和与所述从动齿轮(6)相啮合的中间小齿轮(15)，并且通过两个与所述中间小齿轮(15)相邻的中间轴轴承(22、25)得到支承。所述两个与中间小齿轮(15)相邻的中间轴轴承(22、25)布置在所述外壳(1)的优选朝装配口无底切的从动侧腔室(5a)中。第三中间轴轴承(17)布置在所述盖(3)的轴承孔(18)中。在所述第三中间轴轴承上所述盖沿垂直于轴向方向延伸的接合缝定心。

Description

圆柱齿轮传动装置

对应于权利要求1前序部分的已知的圆柱齿轮传动装置(EP-A-686788)具有一个单构件的外壳。该外壳在从动侧的外壳壁和隔板之间形成一个从动侧的腔室，该腔室包括具有从动齿轮的从动轴。为了能够安装所述从动齿轮，驱动侧的外壳盖通过对角延伸的接合缝与所述传动装置外壳相连接。此外，所述外壳还形成一个驱动侧的腔室，电机小齿轮穿过所述盖伸进该腔室中。所述电机小齿轮与一个中间齿轮相啮合，所述中间齿轮在所述驱动侧的腔室中布置在中间轴上。所述中间轴支撑着一个中间小齿轮，该中间小齿轮在所述从动侧的腔室中驱动着所述从动齿轮。所述中间轴在所述中间小齿轮的两侧得到支承，也就是说支承在所述从动侧的壁体中和在隔板中。所述中间轴的驱动侧的裸露的端部伸入所述盖的一个相应的穿孔中，用于使该盖定心。

这种公开的装置未经受考验，因为一方面装配作业比较麻烦并且另一方面通过盖接缝的倾斜向盖施加一些力，这些力会促使该盖相对于所述外壳移动。这样的移动导致与所述轴产生摩擦接触。这不仅会损坏所述轴，而且也会导致所述中间轴轴承的过载。此外，所述接合缝的倾斜位置要求对所述盖进行精确的旋转定位，因为否则会导致在第一级的齿部中产生角度误差。这种精确的旋转定位在实际上几乎无法实现。

本发明的任务是，在外壳刚度高以及空间位置需求小的情况下降低安装开销。按本发明的解决方案在于权利要求1所述特征并且优选在于从属权利要求所述特征。

所述中间轴的更加远离驱动侧的轴承支承在朝装配口未底切的腔室中，以此可以将所述中间轴连同所有轴承及中间齿轮作为安装单元来准备并且在一个步骤中安装在外壳中。而后仅仅还需要套装所述盖。由于所述中间轴的设置在盖中的第三轴承，所述盖可轻易地定中心，而不必担心对所述轴造成不利之处。恰恰相反，三重支承导致在所述中间轴及其轴承上出现有利的力关系，由此能够减少所述中间轴及其轴承的尺寸并且由此减少空间位置需求。在此也不需要额外的安装步骤来轴向固定所述轴，因为可以通过两个在所述轴的端部上的轴承进行这种轴向固定。

虽然已经公开传动轴的三重支承(产品说明“SEW Eurodrive”，图5.3)。但是在此它是一种具有多构件外壳的传动装置，所述外壳不仅在驱动侧上而且也在外壳中间件的从动侧上包括一个装配口以及一个隔板。这种传动装置中间轴的三重支承处于由所述外壳中间件形成的轴承孔中。这使安装工作十分麻烦，因为所述中间轴及其轴承必须从所述外壳中间件的两侧进行安装。此外，所述外壳的多构件结构相对于仅仅具有一个装配口的单构件外壳具有刚度低的缺点或者说在具有相同刚度的情况下具有重量及费用更高的缺点。从这种现有技术中也不能获知人们应该如何在开头所说明的传动装置上简化安装并且避免定心错误这方面的任何启示。

轴的三重支承由于其静态的不确定性因而具有公知的缺点，该缺点在按本发明的装置上不起决定作用，因为所述盖由于由所述轴引起的定心作用准确地固定在相应的位置中，在该位置中布置在盖中的第三轴承与其它两个轴承对准。在第一级的齿部中也不会出现角度误差，因为盖接缝垂直于轴向方向。本发明的另一项优点在于，所述三个轴承中的中间轴承的负荷大大减轻，并且其尺寸因此可以定得更小一点。由此在这种支承的区域中产生空间盈余，所述空间盈余可以用于布置从动轴或从动轴的支承。在第一次提到的公开的结构上所述中间齿轮必须尽可能布置在靠近所述中间轴的设置在隔板中的轴承的地方，用于限制所述轴的弯曲负荷，而本发明则提供了将这个齿轮布置得远离所述中间的中间轴轴承的方案。这带来了更大的结构自由度。比如由此提供了将所述驱动侧的从动轴轴承及中间的中间轴轴承沿轴向方向彼此偏置布置的可能性，其中所述中间的中间轴轴承可以比所述从动轴轴承布置得更加远离驱动侧。这种结构自由度的另一个结果产生在外壳上，所述外壳可选用于两级或三级的传动装置。在使用两级传动装置的情况下，将所述中间齿轮布置在靠近盖的地方，而在使用三级传动装置的情况下则将其布置在远离盖的地方，因为这个靠近盖的位置要被另一个齿轮所占用。由于本发明，尽管减小了所述中间轴及其轴承的尺寸，但也可以实现所述中间齿轮的这种不同的定位，因为所述中间轴及其轴承布置在所述中间齿轮的两侧。

按本发明的传动装置极具安装友好性，因为对所述盖的正确安装来说，仅仅需要将所述中间轴安装在其从动侧的及中间的轴承中并且随后将所述盖安装在由此预先给定的位置中并且进行螺纹连接。如果所述外壳的其余结构也具有安装友好性，那么所述安装友好性而后尤其发挥作用。这尤其适用于一种特定的结构，在该结构上不仅所述中间轴而且所述从动轴也可以与所属的齿轮及轴承预装配在一起并且作为制成的单元装入所述外壳中，在使用一种特定的传动装置时就是这种情况，该传动装置的从动侧的腔室仅仅受到两个表面的限制，在这两个表面中第一表面为接纳所述从动轴无底切地朝所述从动侧敞开，而另一个表面则为安装所述中间轴无底切地朝所述驱动侧敞开。

在另一种实施方式中，所述从动轴单元同样可以象所述中间轴单元一样从驱动侧进行安装，方法是所述从动侧的腔室为安装所述从动轴无底切地朝所述驱动侧敞开。

在权利要求中，所述无底切性受到以下补充规定的限制，即这种无底切性至少应该在所述铸造或压注件的原始状态中存在。由此应该防止，在加工过程中才设置的、在可安装性方面无效的车削环形槽绕开这个特征。在完成状态中以下安排足以解决问题，即设置在所述从动轴的驱动侧上的轴承上的接纳孔的直径至少如此大，使得所述从动齿轮及从动侧的从动轴轴承能从中穿过。在中间轴上相应地以下安排足以解决问题，即设置在安装侧的轴承上的接纳孔具有一个如此大小的直径，使得所述中间小齿轮和所述中间轴的从动侧的轴承能从中穿过。所述接纳孔是否可以在这些位置之间还具有车削环形槽，这一点无关紧要。

本发明的其它特征由以下对在附图中示出的实施例进行的说明中获得。其中：

图1是具有用法兰连接的电机的第一实施例的纵剖面，

图2是空外壳的从从动侧看的透视图，

图3是盖的从从动侧看的相应视图，

图4是第二实施例的按图7的线条IV-IV的纵剖面，

图5和6是所属的盖的空外壳的透视图，

图7是打开的外壳连同中间轴从驱动侧看的视图，

图8是相应于图7的不带中间轴的简化图，

图9是按图4的线条IX-IX的剖面，

图10是图8的截取部分并且

图11到14是所述中间轴的安装的前后相连的阶段。

所述第一实施例的在图1中从左下往右上以阴影线画出的传动装置外壳1具有一个基脚2和一个驱动侧的开口，该开口被盖3封闭，在所示出的实施例中一个具有伸入所述传动装置外壳中的输入小齿轮7的电机26法兰连接到所述盖3上。

所述外壳1形成一个从动侧的腔室5，该从动侧的腔室5接纳着所述从动轴16，所述从动轴16具有从动齿轮6和所属的轴承，也就是在轴承孔9中的驱动侧的轴承8以及在轴承孔11中的从动侧的轴承10。所述具有轴承孔9和11的腔室5-从驱动侧看-没有底切。因此，所述从动轴16、齿轮6和滚动轴承8、10可以从驱动侧作为预装配的单元来安装。所述在腔室5中的从动轴单元在驱动侧通过所述盖3的凸起19并且在从动侧通过止推环或(未示出的)外壳轴环得到轴向固定。

所述从动侧的腔室5的接纳着所述从动轴16的部分被基本上轴向平行定向的壁体28所包围，该壁体28至少在所述轴承孔9和11的区域中圆柱形地延伸超过180°。该壁体28部分地通过筋条、部分地通过横壁4与所述基脚2相连接。

在所述外壳的驱动侧上有一个驱动侧的腔室12，该腔室12被壁体29及盖3所包围并且在该腔室12中有一个或多个传动装置级。在此示出一种实施例，其中所述输入小齿轮7作用于由中间轴14所支撑的中间齿轮13。所述中间轴14在其另一端上支撑着与所述从动齿轮6相啮合的中间小齿轮15。所述从动侧的腔室5为接纳所述中间轴14具有一个被基本上轴向平行延伸的壁体23所包围的、并且在从动侧上被壁体24所限制的、侧面的隆起5a。该隆起5a的圆柱形的、在圆周上延伸大于180°的内表面20形成用于所述中间轴的两个滚动轴承的轴承孔。在这两个滚动轴承中，所述滚动轴承22布置在所述腔室隆起5a的中间轴14的从动侧的端部上，并且所述滚动轴承25大致布置在轴的中心处及所述腔室隆起5a的驱动侧的端部上。这就能够直接在承受高负荷的中间小齿轮15的两侧支撑所述中间轴。由此限制由所述中间轴承受的弯曲力矩并且能够实现有利的尺寸。

用于所述中间轴的驱动侧的端部的第三轴承17处于所述盖3的轴承孔18中。由此使所述中间轴14额外地支撑在所述中间齿轮13的自由侧上。由此相应地减轻所述中间的轴承的负荷并且因此可以在节省空间的情况下确定其尺寸。此外，由此提供了将所述中间齿轮布置地离所述中间轴承25较远的可能性，这样做的优点是，所述中间轴的这个中间轴承25以及所述从动轴16的驱动侧轴承8可以在轴向上彼此错位布置。由此成功地将所述中间轴的中间轴承25-如上文已解释的一样-直接定位在所述中间小齿轮15的旁边。

所述静态不确定的布置使得人们通常避免轴的三重支承。按本发明，这种静态不确定的布置的缺点通过将所述盖中的轴的轴承用于该盖的定心这种方法加以规避。由此保证，这个第三轴承按照准确地与两个其它的轴承对准的方式来安装。为了这个轴承在关于所述盖凸起19在轴承孔9中的啮合关系中不会出现不期望的双重配合，给这种啮合设置了相应大小的间隙。象所述从动轴16一样，所述作为具有中间齿轮13及所有轴承17、22、25的装配单元的中间轴14同样可以作为预装配的单元从所述传动装置的驱动侧进行安装。相应地，安装开销较小。与此同时实现这样的优点，即整个传动装置外壳除了驱动侧的盖3以外构造为一体的并且相应地是刚硬的。

在第二实施例中，所述外壳30形成一个驱动侧的腔室32和一个从动侧的腔室33，其中所述驱动侧的腔室32的开口被所述盖31封闭。所述两个腔室32、33被隔板34彼此分开。在所述盖31上法兰连接了一个驱动单元35，该驱动单元35的输入小齿轮36伸入所述驱动侧的腔室32中。所述驱动单元可以由驱动电机或中间壳体构成，该中间壳体形成一个特殊的、用于浮动支承的小齿轮36的轴的轴承。作为替代方案，这根轴也可以在所述小齿轮36那一侧通过未示出的轴承支承在所述隔板34的轴承孔37中。

所述输入小齿轮36在所示出的二级装置上作用于安置在中间轴41上的中间齿轮40，所述中间轴41形成一个中间小齿轮42。所述中间轴41得到三重支承，也就是说通过所述盖31的轴承孔44中的轴承43、所述隔板34的轴承孔46中的轴承45以及所述从动侧的腔室33的从动侧的壁体38中的轴承孔48中的轴承47得到支承。所述中间轴41通过对轴承孔44和48进行限制的凸肩沿所述中间轴41的纵向方向固定在所述外壳中。

所述中间小齿轮42作用于所述从动轴51上的从动齿轮50，所述从动轴51通过所述轴承52支承在隔板34的轴承孔53中以及通过轴承54支承在所述外壳的从动侧端部上的轴承孔55中。所述具有所属部件的从动轴51通过在轴承54前面的止推环56固定在外壳中。

象在图5和7中可看出的一样，所述隔板34可以通过筋条68得到加强并且包括穿口69，所述穿口69为简化起见在其它几幅示意图中省去了。

形成驱动侧的腔室32的表面无底切地连接到所述被盖31封闭的开口上。因此所述表面可以在不失去核芯的情况下以压注法成型。在所述从动侧的腔室33的一个特定区域中布置了所述从动轴51并且该区域在图9中看上去受到所述表面57的限制，该区域无底切地连接到其从动侧的开口上，所述开口由所述轴承孔55以及必要时处于所述轴承孔55的从动侧的、用于接纳密封盖58的穿孔表面构成，并且因此可以同样无芯成型。

所述从动侧的腔室33为接纳所述中间轴41具有一个加宽部60，所述加宽部60在从动侧受到所述壁体38的限制并且因此不能从与属于所述从动轴51的区域相同的一侧进行成形。为了能够无芯地从相反的一侧进行成形，所述加宽部60的表面61无底切地连接到所述隔板34中相应的装配口62上。

所述从动侧的腔室33的加宽部60大于为接纳所述中间轴41所必需的尺寸。也就是说所述加宽部60具有如此大小，使得其在安装时除了允许已安装的从动齿轮50之外还允许所述从动侧的轴承47从中穿过。该加宽部60优选部分地受到一个圆柱形的表面61的限制，该表面的中轴线64相对于所述中间轴的已设置的轴线65沿着远离所述从动轴51的方向偏置(图8和11)。

所述装配口62形成为中间轴轴承45设置在隔板34中的轴承孔46的加宽部。所述加宽部在所述轴承孔46的圆周表面中导致出现一个截取部分，在该截取部分中所述轴承45未得到支撑。但是因为这个截取部分的宽度小于所述轴承孔的直径，所以所述轴承孔46的圆周表面延伸超过180°，也就是说在指向从动轴的半径63的两侧的角度α上延伸。这个角度如此大，使得由齿部引起的力的、在普通的齿部上相对于这个半径63偏移了大约110°的合力64处于所述由轴承孔46支撑的区域的范围内。

所述从动侧的腔室33的装配口62和加宽部60大到足以将所述具有按图12和13的预装配的从动侧轴承47的中间轴41从所述从动齿轮50的旁边推入。这能够将所述具有中间齿轮40及所有附属的轴承43、45、47的中间轴41作为预装配的单元装入所述外壳中。

在图11到14中示出了这个过程的不同阶段。在图11中在隔板34中的轴承孔46下方可以看出装配口62，所述从动侧的腔室的加宽部60无底切地连接到所述装配口62上。首先将这个预装配的单元沿图12所示箭头方向大约移到所述轴线64的位置中，直到这个从动侧的轴承47到达所述包括自身轴承孔48的壁体38。而后将所述单元沿图13所示箭头方向横向移动，以便到达所设置的轴线位置65处。在这过程中所述小齿轮42和所述从动齿轮彼此啮合。最后，将所述按图14的中间轴41的预装配的单元沿箭头方向移动，直到所述轴承47和45找到其设置在所述轴承孔48和46中的位置(参见图4)。为了能够从图13的位置横向移到图14的位置中，在所述从动齿轮50和所述形成从动侧的轴承孔48的壁体38之间的自由轴向间距必须至少相当于所述从动侧的轴承47的宽度。

所述为预装配的中间轴设置在所述隔板中的装配口也可以在没有所述加宽部62的情况下仅仅由所述轴承孔46构成，如果所述轴承孔足够大。但是如果所述轴承45由于所述加宽部62并且由于所述中间轴通过所述从动侧的轴承47的附加支承构造得很小，那么这就具有重要的优点，即可以将所述中间轴轴承45在隔板34中安置在与所述从动轴的轴承52大致相同的平面中。因而可以以很小的开销减少所述传动装置的结构长度和重量。由此也可以进一步提高按本发明已经通过额外装配口的取消得到提高的外壳刚度。所述外壳具有紧凑的结构，在此可以在压注法中以低廉的成本来制造所述外壳，所有的轴、齿轮及轴承均可预装配，并且可以放弃使用在所述外壳盖上的定心件，通过这一切可以实现很小的成本开销，在下文中将要对所述外壳盖上的定心件进行解释。

第二实施例示出了一种二级传动装置。但它可以-就象在图1中示出的一样-构造为三级的。在这种情况下，在所述驱动侧的腔室中布置了附加轴，对该附加轴来说所述隔板34及盖31包括其它的轴承孔70、71。该附加轴支撑着附加的齿轮，所述输入小齿轮作用于该附加的齿轮并且该附加的齿轮处于一个特定的平面中，在该平面中在附图中示出了所述中间齿轮40。将这个中间齿轮40在所述中间轴41上在附图中向左移动，以便能够与所述附加轴的小齿轮共同作用。

考虑到要致力于减少开销，所述中间轴的通常由于静态一致性避免使用的三重支承值得注意。在现有情况下，这种三重支承一方面具有这样的优点，即它能够实现所述布置在隔板中的中间轴轴承的上述有利的尺寸，从而可以将其布置在具有所述从动轴的轴承的平面中。另一方面这种三重支承具有这样的优点，即对所述中间齿轮来说可以为二级的和三级的传动设置所说明的替代位置，因为其在两侧得到支承。最后，该三重支承具有将所述盖在所述中间轴41的布置在盖中的轴承44上定中心的优点。这在所述传动装置的一种二级实施方式中已经够用。对于三级实施方式的情况来说，所述外壳和盖也可以装备额外几对共同作用的定心面72、73。如此布置这些定心面72、73，使得其补充地关于所述盖的围绕着所述中间轴轴承43的轴线的旋转位置定心。为此有必要使所述定心面对具有一个表面部分，所述表面部分与来自所述中间轴的轴线的半径74、75围成一个小于90°的角度。

Claims (12)

1.二级的或三级的圆柱齿轮传动装置，

a)具有单构件的外壳，该外壳具有驱动侧的盖开口以及将这个盖开口封闭的盖(3、31)，

b)具有从动轴(16、51)，该从动轴(16、51)在两个轴承(8、10；52、54)之间支撑着从动齿轮(6、50)，并且

c)具有中间轴(14、41)，该中间轴(14、41)支撑着由输入小齿轮(7、36)直接或间接驱动的中间齿轮(13、40)和与所述从动齿轮(6、50)相啮合的中间小齿轮(15、42)，并且通过两个与所述中间小齿轮(15、42)相邻的中间轴轴承(22、25；45、47)得到支承，

其特征在于，

d)第三中间轴轴承(17、43)布置在所述盖(3、31)的轴承孔(18、44)中，

e)在所述第三中间轴轴承(17、43)上所述盖(3、31)沿垂直于轴向方向延伸的接合缝定心。

2.按权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述两个与中间小齿轮(15、42)相邻的中间轴轴承(22、25、45、47)布置在所述外壳的朝所述装配口至少在原始状态中未底切的从动侧腔室(5a、60)中。

3.按权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于，所述外壳(30)形成驱动侧的腔室(32)并且在隔板(34)的另一侧形成从动侧的腔室(33)，该腔室(33)被两个表面(57、61)限制，在这两个表面中第一表面(57)至少在原始状态中无底切地连接到从动侧的用于所述从动轴(51)的轴承孔(55)上，并且第二表面(61)至少在原始状态中无底切地连接到为支承和安装所述中间轴(41)而设置在所述隔板(34)中的开口(46、62)上，并且所述第二表面(61)以及所述对驱动侧的腔室(32)进行限制的表面至少在原始状态中无底切地连接到所述盖开口上。

4.按权利要求3所述的传动装置，其特征在于，所述在隔板(34)中为中间轴(41)设置的开口包括轴承孔(46)，所述轴承孔(46)沿着离开所述从动轴(51)的方向通过装配口(62)加宽，所述从动侧的腔室(33)的加宽部(60)至少在原始状态中无底切地连接到所述装配口(62)上，所述加宽部(60)为使所述从动侧的中间轴轴承(47)以及所述从动齿轮(50)在安装过程中通过构造得足够宽。

5.按权利要求4所述的传动装置，其特征在于，所述在隔板(34)中为中间轴(41)设置的轴承孔(46)在其指向所述从动轴(51)的远离从动侧的轴承的半径(63)两侧分别至少在110°的范围上被封闭。

6.按权利要求1或2所述的传动装置，其特征在于，所述外壳形成从动侧的腔室(5)，该从动侧的腔室(5)接纳着所述从动轴(16)连同其轴承(8、10)以及从动齿轮(6)，并且至少在原始状态中无底切地朝驱动侧敞开。

7.按权利要求1到6中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述从动侧的腔室(5、5a；33、60)由基本上轴向平行延伸的壁体(23、28)构成。

8.按权利要求1到7中任一项所述的传动装置，其特征在于，在所述驱动侧的腔室(32)中有足以用于沿轴向方向并排安置两个齿轮的空间位置，并且在使用二级实施方式的情况下所述中间齿轮(40)相对于所述中间轴(41)的中间轴承(45)布置得更靠近所述盖侧的轴承(43)。

9.按权利要求5到8中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述从动轴(16)的驱动侧的轴承(8)以及所述中间轴(14)的中间轴承(25)按照彼此间轴向偏置的方式进行布置，其中所述中间轴(14)的中间轴承(25)更靠近所述中间小齿轮(42)。

10.按权利要求5到9中任一项所述的传动装置，其特征在于，所述从动轴(16)的从动侧的轴承(10)以及所述中间轴(14)的从动侧的轴承(22)按照彼此间轴向偏置的方式进行布置，其中所述中间轴(14)的从动侧轴承(22)更靠近所述中间小齿轮(15)。

11.按权利要求1到10中任一项所述的传动装置，其特征在于，在使用二级的传动装置的情况下，所述外壳盖(3、31)除了所述中间轴(14、41)的驱动侧的轴承(17、43)之外没有任何其它的定心件。

12.按权利要求1到11中任一项所述的传动装置，其特征在于，在为在所述驱动侧的腔室(32)中具有另一根中间轴的三级传动装置设置的外壳的情况下，布置了另一个定心件(72、73)，所述定心件(72、73)的定心作用基本上横向于引自所述中间轴(41)的轴线(65)的半径(74、75)定向。

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