CN108138842A - 减速器和组装该减速器的方法 - Google Patents

减速器和组装该减速器的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及减速器，其包括沿着纵向轴线延伸的轴(11)以及围绕轴(11)设置的两个滚动轴承(16、17)，所述两个滚动轴承(16、17)各自包括径向外圈(19)、径向内圈(18)以及设置在径向外圈(19)与径向内圈(18)之间的滚动元件(20)，其特征在于，减速器包括预加载系统，该预加载系统定位在所述两个滚动轴承(16、17)之间的空间中，该预加载系统包括：‑两个间隔元件(40)，每个间隔元件抵靠滚动轴承(16、17)的圈(18、19)中的一个圈搁置；‑至少一个可弹性变形元件(41)，所述至少一个可弹性变形元件设置在所述两个间隔元件(40)之间并且构造成能够占据预加载的第一状态和至少部分地松弛的第二状态，该预加载系统设置成使得所述至少一个可弹性变形元件(41)从第一状态至第二状态的转变引起每个间隔元件(40)相对于另一间隔元件的单向旋转运动，以使用楔效应来在滚动轴承(16、17)中产生预加载荷。

Description

减速器和组装该减速器的方法
技术领域
本发明涉及减速器或倍速器。特别地，本发明涉及对用于减速器或倍速器的滚动轴承的预加载，并且还涉及减速器或倍速器的组装。
背景技术
术语“减速器”将在下文中等同地用于表示减速器和倍速器。
在减速器中有时需要具有预加载的滚动轴承。在机器的整个寿命期间，预加载则必须是均匀的且恒定的。
在用于对滚动轴承进行预加载的技术中，已知的实践是：在组装减速器时施加一定程度的填隙以对滚动轴承进行预加载。例如，图1部分地且示意性地示出了现有技术的减速器，该减速器设置有轴1、螺旋锥齿轮2和两个滚动轴承3，滚动轴承3具有锥形滚子4且以所谓的“O型”设置布置。滚动轴承3包括径向内圈5和径向外圈6。两个簧环7和8使得可以轴向地阻挡滚动轴承。为了对滚动轴承3进行预加载，在滚动轴承3之间安装由包括填隙片的填隙系统9形成的接合件。
在图2所示的现有技术的示例中，滚动轴承中的预加载的实施是通过在滚动轴承3之间设置由开槽螺母12形成的接合件并通过改变所述螺母的拧紧而实现的。
因此，根据这两个已知的实施方式，预加应力或预加载荷是在组装期间通过在滚动轴承的圈中的一个圈中进行填隙而被施加的。
这些解决方案引起了许多问题。
首先，需要用于每个减速齿轮对的特定接合件。因此，在整个范围内，需要在马达与减速器之间设置接合部件。因此，对于整个范围的马达和减速器而言，参考数目是相对较大的。此外，接合件的制造使得需要测量具有零游隙的部件，以计算要执行的填隙并利用统计学确定用于获得唯一填隙的值。因此，该组装是基于统计学的，而没有提供任何确定性。此外，对机器逐个进行调节。具体地，对于每个生产的机器，需要根据具体情况进行填隙，这在装配期间会造成时间浪费。最后，在逐渐使用机器期间，最初提供的预加应力随着各种部件的磨损而趋于减小。
发明内容
因此，本发明的目的是解决现有技术带来的问题中的所有问题或部分问题。特别地，本发明旨在减少组装时间、在机器的整个寿命期间避免滚动轴承的预加载荷的损失、以及获得可以用于各种机器的解决方案。
本发明通过这样的减速器来实现上述目的：该减速器包括沿着纵向轴线延伸的轴以及围绕轴设置的两个滚动轴承，所述两个滚动轴承各自包括径向外圈、径向内圈以及设置在径向外圈与径向内圈之间的滚动元件，所述减速器包括预加载系统，该预加载系统定位在所述两个滚动轴承之间的间隙中，该预加载系统包括：
-两个间隔元件，所述两个间隔元件相应地与滚动轴承的圈中的一个圈支承接合；
-至少一个可弹性变形元件，所述至少一个可弹性变形元件设置在所述两个间隔元件之间，所述至少一个可弹性变形元件构造成能够占据预加应力的第一状态和至少部分地松弛的第二状态，
预加载系统设计成使得：所述至少一个可弹性变形元件从第一状态至第二状态的转变引起每个间隔元件相对于另一间隔元件的单向旋转运动，并通过楔效应而在滚动轴承中产生预加载荷。
术语“支承接合”等同地表示在设置或不设置环形元件或其他插入元件的情况下的支承接触和支承接合。
通过本发明，提供了一种与所述至少一个可弹性变形元件的至少部分松弛相关联的自动预加应力。因此，减少了组装时间。当机械部件开始磨损时，一个或多个可弹性变形的元件的动作趋于保持在组装机器时限定的预加载荷。因此，由滚动轴承中的游隙的出现所产生的噪音得以减少，并且预加载荷的损失降低或者甚至不存在。
每个间隔元件可以仅与相关联的滚动轴承的径向外圈支承接合。在变型中，每个间隔元件可以仅抵靠相关联的滚动轴承的径向内圈支承接合。
每个间隔元件均有利地具有外部面和与外部面相反的内部面，外部面用于抵靠滚动轴承中的一个滚动轴承支承接合，内部面与所述至少一个可弹性变形元件接触，内部面具有用于所述可弹性变形元件的至少一个容置部使得所述可弹性变形元件在从第一状态至第二状态的转变期间在内部面上施加大致切向力。
有利地，内部面具有至少一个例如至少部分地呈螺旋形的凸起部，且除了所述至少一个可弹性变形元件的容置部之外具有与另一间隔元件的内部面的形状基本上互补的形状。
每个间隔元件的内部面的凸起部比如螺旋形状部使得可以在所述至少一个可弹性变形元件从第一状态至第二状态的转变期间通过楔效应而产生轴向力。这种形状部使得可以在从第一状态至第二状态的转变期间引起间隔元件远离彼此的轴向运动，以在滚动轴承中产生轴向预加应力。
每个间隔元件的内部面可以是带凹口的或者可以不是带凹口的。每个间隔元件的内部面可以具有在0.05与0.6之间、优选地在0.1与0.5之间、更优选地在0.1与0.3之间的摩擦系数。摩擦系数优选地是尽可能高的。间隔元件的关键问题是具有这样的螺旋角度：该螺旋角度足以允许组装和占用游隙所需的足够轴向偏转，并且相反地，该螺旋角度足够小以承受外部轴向力而不使弹性元件移动且不使弹性元件的刚度最小化。
在一个特定的实施方式中，所述两个间隔元件是相同的。
所述至少一个可弹性变形元件例如是从由压缩弹簧、拉伸弹簧和扭力弹簧组成的组中选择的弹簧，优选地是压缩弹簧。当所述至少一个可弹性变形元件是压缩弹簧时，从第一状态至第二状态的转变包括弹簧的至少部分松弛，第一状态为压缩状态。
可弹性变形元件的数目可以大于一、优选地在二与八之间、更优选地等于四，该元件优选地围绕旋转轴线以均匀的方式分布在间隔元件之间。
减速器有利地包括传动装置，传动装置可以包括齿轮，该齿轮优选地为螺旋锥齿轮，该轴有利地支承锥形小齿轮。齿轮可以是任何其他类型的。
滚动轴承可以是具有锥形滚子的滚动轴承或者可以是任何其他类型的滚动轴承。所述两个滚动轴承可以包括呈所谓的“X型”设置或所谓的“O型”设置的具有锥形滚子的滚动轴承，径向内圈和径向外圈相应地具有轴向增加的厚度或轴向减小的厚度。当滚动轴承具有O型设置时，每个间隔元件仅与相关联的滚动轴承的径向外圈支承接合。当滚动轴承的设置是X型设置时，每个间隔元件仅抵靠相关联的滚动轴承的径向内圈支承接合。
减速器有利地包括至少一个轴向阻挡元件，所述至少一个轴向阻挡元件抵靠每个滚动轴承设置以防止所述滚动轴承远离另一滚动轴承的任何轴向运动，对于每个轴向阻挡元件均可以包括形成在轴上的至少一个肩部、带凹口的螺母以及/或者簧环或者也可以呈某一其他形式。
本发明的另一主题是用于组装如上限定的减速器的方法，该方法包括以下步骤：
-将根据本发明的预加载系统以及滚动轴承围绕轴安装，以将所述至少一个可弹性变形元件置于加应力的第一状态；
-借助于轴向阻挡元件轴向地阻挡滚动轴承的组件和预加载系统的组件，以使所述至少一个可弹性变形元件进入至少部分地松弛的第二状态，从而在滚动轴承中产生预加载荷。
附图说明
通过参照附图阅读本发明的非限制性的示例性实施方式的以下详细描述，可以更好地理解本发明，在附图中：
-先前描述的图1和图2是根据现有技术的减速器的示意性局部截面；
-图3是根据本发明的减速器的示例的示意性局部截面图；
-图4是图3的减速器的示意性分解立体图；
-图5单独地示出了间隔元件；
-图6部分地示出了图3的处于组装期间的减速器；以及
-图7单独地示出了预加载系统。
具体实施方式
图3示出了根据本发明的减速器10，该减速器10包括沿着纵向轴线X延伸的轴11。在所示的示例中，轴以本身已知的方式在一端处支承锥形小齿轮13并且在另一端处支承柱形齿轮15。减速器10还包括围绕轴11设置的滚动轴承16和17。每个滚动轴承16或17均包括径向内圈18和径向外圈19以及所示的示例中的锥形类型的滚子20。在图3的示例中，滚动轴承具有“X型”设置，但是在不背离本发明的范围的情况下，其他设置也是可以的。
减速器10包括轴向阻挡元件25，轴向阻挡元件25抵靠每个滚动轴承16和17设置以阻止一个滚动轴承远离另一个滚动轴承的任何轴向运动。
在该示例中，轴向阻挡元件25包括簧环，但是在不背离本发明的范围的情况下，轴向阻挡元件25可以是其他的。特别地，轴向阻挡元件25可以包括存在于轴上的螺母。
为了保持柱形齿轮15，设置有平垫圈26和螺钉27，如在图3中可见。为了保持滚动轴承17的径向内圈，设置有开槽垫圈51和开槽螺母52，如在图3中可见，但该装置可以容易地由填隙片(shim)和簧环替代。在所示的示例中，支承填隙片29和调节填隙片30设置在轴向阻挡元件25的附近，特别地如在图4中可见。
在滚动轴承16与17之间的空间中，减速器10包括两个间隔元件40，在该示例中，所述两个间隔元件40是相同的，所述两个间隔元件40相对于彼此基本上对称地设置，每个间隔元件40抵靠与该间隔元件相邻的滚动轴承的圈中的一个圈支承接合。在间隔元件40之间插置有可弹性变形元件41，在所示的示例中，可弹性变形元件41的数目为四。每个间隔元件40仅与外圈19支承接合，在该示例中，每个间隔元件40仅与外圈19支承接触。
如在图5至图7中更进一步可见，每个间隔元件40均包括轴向外部面或外部面45以及位于相反侧上的轴向内部面或内部面46，该轴向内部面或内部面46面向另一间隔元件40的内部面46。在所示的示例中，外部面45支承在更接近的且基本上平滑的滚动轴承16或17上。每个间隔元件40的内部面46具有至少一个特别地呈螺旋形状的凸起部49，该凸起部49具有为每个可弹性变形元件41设置的容置部50。
可弹性变形元件41能够占据加应力的第一状态。在可弹性变形元件41由如所示的压缩弹簧构成的情况下，第一状态对应于弹簧的压缩状态。可弹性变形元件41也能够占据至少部分地松弛的第二状态。在从第一状态至第二状态的转变期间，可弹性变形元件41由于每个间隔元件的内部面46的形状而施加切向力，该切向力引起每个间隔元件40相对于另一间隔元件的单向旋转运动。这种旋转通过楔效应而产生间隔元件40远离彼此的轴向运动，并且因此通过对每个间隔元件40所支承接合的圈施加应力而在滚动轴承16和17中产生预加载荷。
本发明当然不限于刚已经描述的示例。
特别地，在不背离本发明的范围的情况下，在所述两个间隔元件40之间可以设置一个或更多个中间部件。
同样地，预加载荷可以借助于设置在所述两个间隔元件40之间的偏心件来产生，该偏心件设置有扭力弹簧以消除因磨损产生的游隙。
在不背离本发明的范围的情况下，可弹性变形元件41的数目和类型可以是不同的。例如，可弹性变形元件41可以包括扭力弹簧或拉伸弹簧。
每个间隔元件40的内部面46可以是带有凹口的。所述两个间隔元件40可以是相同的或者可以是不相同的。
间隔元件40的内部形状46可以不同于螺旋斜面。

Claims (16)

1.一种减速器(10)，包括沿着纵向轴线(X)延伸的轴(11)以及围绕所述轴(11)设置的两个滚动轴承(16、17)，所述两个滚动轴承(16、17)各自包括径向外圈(19)、径向内圈(18)以及设置在所述径向外圈(19)与所述径向内圈(18)之间的滚动元件(20)，其特征在于，所述减速器包括预加载系统，所述预加载系统定位在所述两个滚动轴承(16、17)之间的间隙中，所述预加载系统包括：
-两个间隔元件(40)，所述两个间隔元件(40)各自与所述滚动轴承(16、17)的所述圈(18、19)中的一个圈支承接合；
-至少一个可弹性变形元件(41)，所述至少一个可弹性变形元件(41)设置在所述两个间隔元件(40)之间，所述至少一个可弹性变形元件(41)构造成能够占据预加应力的第一状态和至少部分地松弛的第二状态，
所述预加载系统设计成使得所述至少一个可弹性变形元件(41)从所述第一状态至所述第二状态的转变引起每个间隔元件(40)相对于另一间隔元件的单向旋转运动，以通过楔效应而在所述滚动轴承(16、17)中产生预加载荷。
2.根据权利要求1所述的减速器，每个间隔元件(40)仅与相关联的所述滚动轴承的所述径向外圈(19)支承接合。
3.根据权利要求1所述的减速器，每个间隔元件(40)仅抵靠相关联的所述滚动轴承的所述径向内圈(18)支承接合。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的减速器，每个间隔元件(40)均具有外部面(45)和与所述外部面相反的内部面(46)，所述外部面(45)用于抵靠所述滚动轴承中的一个滚动轴承支承接合，所述内部面(46)与所述至少一个可弹性变形元件(41)接触，所述内部面(46)具有用于所述可弹性变形元件(41)的至少一个容置部(50)使得所述可弹性变形元件(41)在从所述第一状态至所述第二状态的转变期间在所述内部面(46)上施加切向力。
5.根据权利要求4所述的减速器，所述内部面(46)至少部分地呈螺旋状，且除了所述至少一个可弹性变形元件(41)的所述容置部(50)之外具有与所述另一间隔元件(40)的内部面(46)的形状基本上互补的形状。
6.根据权利要求4或5所述的减速器，每个间隔元件(40)的所述内部面(46)形成平滑的表面或者带凹口的表面。
7.根据权利要求4至6中的任一项所述的减速器，其特征在于，每个间隔元件(40)的至少所述内部面(46)由比如为钢的材料制成并且具有在0.05与0.6之间、优选地在0.1与0.3之间的摩擦系数。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的减速器，所述两个间隔元件(40)是相同的。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的减速器，所述至少一个可弹性变形元件(41)是从由压缩弹簧、拉伸弹簧和扭力弹簧组成的组中选择的弹簧。
10.根据权利要求9所述的减速器，所述至少一个可弹性变形元件(41)是压缩弹簧。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的减速器，所述可弹性变形元件(41)的数目大于一、优选地在二与八之间、更优选地等于四，所述元件分布在所述间隔元件(40)之间、特别地以均匀的方式分布在所述间隔元件(40)之间。
12.根据前述权利要求中的任一项所述的减速器，包括传动装置，所述传动装置包括齿轮。
13.根据权利要求12所述的减速器，所述齿轮是螺旋锥形的，所述轴支承锥形小齿轮。
14.根据前述权利要求中的任一项所述的减速器，所述两个滚动轴承(16、17)包括具有所谓的X型设置或所谓的O型设置的锥形滚动轴承，所述径向内圈和所述径向外圈相应地具有轴向增加的厚度或轴向减小的厚度。
15.根据前述权利要求中的任一项所述的减速器，包括至少一个轴向阻挡元件(25)，所述至少一个轴向阻挡元件(25)抵靠每个滚动轴承设置以防止该滚动轴承远离另一滚动轴承的任何轴向运动，每个轴向阻挡元件(25)均包括：形成在所述轴上的至少一个肩部、带凹口的螺母、以及/或者簧环或另一类型的轴向阻挡元件。
16.一种用于组装根据权利要求1至15中的任一项所述的减速器的方法，所述方法包括下述步骤：
-将所述预加载系统和所述滚动轴承(16、17)围绕所述轴(11)安装，以将所述至少一个可弹性变形元件(41)置于加应力的所述第一状态；
-借助于轴向阻挡元件(25)轴向地阻挡所述滚动轴承(16、17)的组件和所述预加载系统的组件，以使所述至少一个可弹性变形元件(41)进入至少部分地松弛的所述第二状态，从而在所述滚动轴承(16、17)中产生预加载荷。
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