CN109751367A - 用于行星齿轮的行星轮组件 - Google Patents

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CN109751367A CN201811291988.6A CN201811291988A CN109751367A CN 109751367 A CN109751367 A CN 109751367A CN 201811291988 A CN201811291988 A CN 201811291988A CN 109751367 A CN109751367 A CN 109751367A
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Abstract

用于行星齿轮的行星轮组件(101)包括：行星轴(102)；具有径向接触表面(104、105)和轴向接触表面(106、107)的行星轮(103)；连接到行星轴的衬套(108、109)；在衬套的径向接触表面与行星轮的径向接触表面之间的径向滑动元件(108、109)；以及在衬套的轴向接触表面与行星轮的轴向接触表面之间的轴向滑动元件(112、113)。行星轮被成形为构成周向凸起(118)，该凸起朝向行星轴沿径向突出，沿轴向在径向滑动元件之间，并形成行星轮的第一和第二轴向接触表面。径向滑动元件位于轴向最外侧且轴向滑动元件位于中间的这种布置提高了径向滑动元件的对使行星轮倾斜的力抵抗的能力。

Description

用于行星齿轮的行星轮组件
技术领域
本公开涉及用于行星齿轮的行星轮组件。此外，本公开涉及行星齿轮。
背景技术
行星齿轮包括行星架、太阳轴、齿圈以及与太阳轴啮合且与齿圈啮合的行星轮。行星轮由行星轴支撑，行星轴又由行星架支撑。行星轮的轴承可以是滚动轴承或滑动轴承。滑动轴承相对于滚动轴承的优点是：滑动轴承在径向方向上需要更小的空间，并且滑动轴承的承载表面比滚动轴承的承载表面大。与滑动轴承相关的挑战是：在行星齿轮的组装期间，这些滑动轴承易于损坏。
出版物EP2847497描述了一种行星齿轮，该行星齿轮包括基于滑动轴承的行星轮组件。每一个行星轮组件都包括固定连接到行星轴的两个衬套。每一个衬套在横截面中都是L形的，且具有径向接触表面和轴向接触表面。衬套被安装为形成横截面U形，使得衬套的轴向接触表面面向彼此，并且行星轮的至少一部分位于由L形衬套形成的U形内。衬套在轴向方向上在两个外侧都被由行星架构成的抵接部锁定。行星轮组件进一步包括：在每一个衬套的径向接触表面与行星轮的相应径向接触表面之间的径向滑动元件；以及在每一个衬套的轴向接触表面与行星轮的相应轴向接触表面之间的轴向滑动元件。径向滑动元件和轴向滑动元件可首先被安装在衬套上，然后可将得到的组件放入行星轮的孔中。当行星轴被推动穿过衬套的孔时，径向滑动元件和轴向滑动元件受衬套保护，因而减小径向滑动元件和轴向滑动元件的破坏风险。
然而，在出版物EP2847497中描述的行星齿轮并非没有挑战。一个挑战与如下事实相关：因为每一个径向滑动轴承都位于由L形衬套形成的上述U形内，所以轴向滑动轴承所需的轴向空间缩短了对径向滑动轴承可用的轴向长度。这限制了径向滑动轴承的对倾向于使行星轮的几何旋转轴线相对于行星轴倾斜的力抵抗的能力。
发明内容
以下呈现简化的概述，以便提供对各种发明实施例中的一些形态的基本理解。该概述不是对本发明的广泛综述。它既不意图标识本发明的关键或重要元件，也不意图描绘本发明的范围。以下概述仅以简化的形式呈现本发明的一些概念，作为对本发明的示范实施例的更详细描述的序言。
在本文件中，当用作前缀时，词语“几何”意味着不一定是任何物理对象的一部分的几何概念。该几何概念可以是例如几何点、直线或曲线几何线、几何平面、非平面几何表面、几何空间或零维、一维、二维或三维的任何其它几何实体。
根据本发明，提供一种用于行星齿轮的新行星轮组件。根据本发明的行星轮组件包括：
行星轴；
用于与太阳轴啮合且与齿圈啮合的行星轮，所述行星轮具有第一径向接触表面和第二径向接触表面以及第一轴向接触表面和第二轴向接触表面，所述第一径向接触表面和所述第二径向接触表面沿径向面向所述行星轴；
被连接到所述行星轴的第一衬套和第二衬套；和
在所述第一衬套的径向接触表面与所述行星轮的所述第一径向接触表面之间的第一径向滑动元件、在所述第二衬套的径向接触表面与所述行星轮的所述第二径向接触表面之间的第二径向滑动元件、在所述第一衬套的轴向接触表面与所述行星轮的第一轴向接触表面之间的第一轴向滑动元件以及在所述第二衬套的轴向接触表面与所述行星轮的第二轴向接触表面之间的第二轴向滑动元件。
所述行星轮被成形为构成周向凸起，所述周向凸起i)朝向所述行星轴沿径向突出，ii)沿轴向在所述第一径向滑动元件和所述第二径向滑动元件之间，且iii)具有轴向面对表面，所述轴向面对表面构成所述行星轮的所述第一轴向接触表面和所述第二轴向接触表面，从而所述轴向滑动元件在轴向方向上在所述径向滑动元件之间。径向滑动元件和轴向滑动元件可以首先被安装在所述衬套上，然后可以将所得到的组件放入所述行星轮的孔中。当所述行星轴被推动穿过所述衬套的孔时，径向滑动元件和轴向滑动元件受所述衬套保护，因而减小径向滑动元件和轴向滑动元件的破坏风险。
由于轴向滑动元件在轴向方向上在径向滑动元件之间，所以在径向滑动元件之间的轴向距离能够大于例如在EP2847497中描述的其中径向滑动元件在轴向方向上在轴向滑动元件之间的类型的情况下。在径向滑动元件之间的较大轴向距离改善了它们对倾向于使行星轮的几何旋转轴线相对于行星轴倾斜的力抵抗的能力。
根据本发明，还提供一种新的行星齿轮，包括：
太阳轴；
齿圈；
根据本发明的行星轮组件；和
行星架，所述行星架将所述行星轴和所述行星轮支撑成与所述太阳轴啮合且与所述齿圈啮合。
在从属权利要求中描述了本发明的各种示范且非限制实施例。
当结合附图阅读时，从具体示范实施例的以下描述将最好地理解本发明无论是结构还是操作的方法的各种示范且非限制实施例连同其附加目的和优点。
动词“包括”和“包含”在本文件中被用作开放式限定，其既不排除也不要求也未记载的特征的存在。除非另外明确声明，否则从属权利要求中记载的特征可相互自由组合。此外，应该理解，在整个文件中使用“一”或“一个”即单数形式并不排除多个。
附图说明
下面在实例的意义上并参考附图更详细地解释本发明的示范且非限制实施例及这些实施例的优点，在这些附图中：
图1示出根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件；
图2a、图2b和图2c示出根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件的细节；并且
图3示出根据本发明的示范且非限制实施例的行星齿轮。
具体实施方式
以下描述中提供的具体实例不应当被理解为限制权利要求的范围和/或适用性。除非另外明确声明，否则说明书中提供的列表和示例组并非详尽无遗。
图1示出根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件101的截面图。该截面是沿着与坐标系199的yz平面平行的截面平面截取的。图1还示出行星轮组件101的截面图的一部分的放大图。行星轮组件101包括固定地连接到行星架的行星轴102。在图1中，仅示出行星架的部分125和126。在图1中，行星轴102的几何中心线用点划线描绘，并且行星轮轴102的轴向方向与坐标系199的z轴平行。行星轮组件101包括行星轮103，用于与太阳轴啮合和与齿圈啮合。在图1中，未示出太阳轴和齿圈。行星轮103具有沿径向面向行星轴102的第一径向接触表面104和第二径向接触表面105。此外，行星轮103具有第一轴向接触表面106和第二轴向接触表面107。行星轮组件101包括连接到行星轴103的第一衬套108和第二衬套109。行星轮组件101包括位于衬套108的径向接触表面114与行星轮103的径向接触表面104之间的第一径向滑动元件110。行星轮组件101包括位于衬套109的径向接触表面115与行星轮103的径向接触表面105之间的第二径向滑动元件111。行星轮组件101包括位于衬套108的轴向接触表面116与行星轮103的轴向接触表面106之间的第一轴向滑动元件112。行星轮组件101包括位于衬套109的轴向接触表面117与行星轮103的轴向接触表面107之间的第二轴向滑动元件113。
径向滑动元件110和111以及轴向滑动元件112和113可根据已知的滑动轴承技术。滑动元件110-113的材料可以是例如白色金属，并且行星轮193和衬套108和109的材料可以是例如钢。还可行的是径向滑动元件110和111和/或轴向滑动元件112和113是多层元件，每一个多层元件包括：由例如钢制成的背衬；由一种或更多种比背衬的材料软的合适材料制成的一个或更多个中间层；以及用于提供适当滑动性能和耐磨性的表面涂层。
如图1中所示，行星轮103被成形为构成具有矩形横截面并且朝向行星轴102径向突出的周向凸起118。如图1中所示，该周向凸起118在轴向方向上位于径向滑动元件110和111之间。周向凸起118具有轴向面对表面，这些表面构成行星轮103的轴向接触表面106和107。由于轴向滑动元件112和113在轴向方向上位于径向滑动元件110和111之间，所以在径向滑动元件110和111之间的轴向距离能够更大。在径向滑动元件110和111之间的更大轴向距离改善了它们对倾向于使行星轮103的几何旋转轴线相对于行星轴102倾斜的力抵抗的能力。
在根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件中，径向滑动元件110和111的外表面构成用来相对于行星轴102可旋转地径向支撑行星轮103的滑动表面，并且径向滑动元件110和111的内表面固定地连接到衬套108和109。在根据本发明的另一个示范且非限制实施例的行星轮组件中，径向滑动元件110和111是浮动的，使得它们的内表面和外表面都构成用来相对于行星轴102可旋转地径向支撑行星轮103的滑动表面。在根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件中，轴向滑动元件112和113的面向周向凸起118的表面构成用来相对于行星轴102可旋转地轴向支撑行星轮103的滑动表面，并且轴向滑动元件112和113的背离周向凸起118的表面固定地连接到衬套108和109。在根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件中，轴向滑动元件112和113是浮动的，使得轴向滑动元件112和113的所有轴向面对表面都构成用来相对于行星轴102可旋转地轴向支撑行星轮103的滑动表面。
在根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件中，衬套108和109中的每一个都包括在衬套的一端处的套环，该套环包括所考虑的衬套的轴向接触表面。在图1中，衬套108的套环用附图标记119表示。如图1中所示，这些套环限定径向滑动元件110和111的位置，使得径向滑动元件110在坐标系199的负z方向上抵接在衬套108的套环119上，并且径向滑动元件111在坐标系199的正z方向上抵接在衬套109的套环上。
根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件包括间隔结构120，该间隔结构120确定在衬套108的轴向接触表面116和衬套109的轴向接触表面117之间的最小轴向距离。在图1中所示的示范行星轮组件中，间隔结构120是间隔衬套，该间隔衬套连接到行星轴102并且沿轴向位于衬套108和109之间。如图1中所示，在间隔衬套与行星轮103的周向凸起118之间有径向间隙。
图2a、图2b和图2c示出根据本发明的示范且非限制实施例的行星轮组件的衬套和滑动元件的截面图。这些截面沿着与坐标系299的yz平面平行的截面平面被截取。图2a-2c示出用于确定在衬套的轴向接触表面之间的最小轴向距离的不同间隔结构220a、220b和220c。在图2a中所示的示范情形中，用衬套208a和209a实现间隔结构220a，使得衬套208a包括间隔部分221a，并且衬套209a包括间隔部分222a。在该示范情形中，衬套208a和209a彼此类似。在图2b中所示的示范情形中，用衬套208b和209b实现间隔结构220b，使得衬套208b包括间隔部分221b，并且衬套209b包括与间隔部分221b不同的间隔部分222b。在图2c中所示的示范情形中，用衬套208c和209c中的仅一个衬套实现间隔结构220c，使得衬套208c包括间隔部分221c。
图3示出根据本发明的示范且非限制实施例的行星齿轮。根据本发明的示范且非限制实施例，行星齿轮包括太阳轴330、齿圈331、行星架332和行星轮组件。在图3中，这些行星轮组件中的三个行星轮组件用附图标记301a、301b和301c表示。行星架332被布置成支撑行星轮，使得行星轮与太阳轴啮合且与齿圈331啮合。行星轮组件可以是例如诸如图1中所示。在图3中所示的示范情形中，有四个行星轮。在根据本发明的另一示范且非限制实施例的行星齿轮中，可以有例如2、3或多于四个的行星轮。在图3中所示的示范情形中，齿圈331是静止的，并且行星架332和太阳轴330是可旋转的。也可行的是：例如太阳轴是静止的，并且行星轮架和齿圈是可旋转的。
以上给出的描述中提供的具体实例不应被理解为限制权利要求的范围和/或适用性。除非另外明确声明，否则在上面给出的描述中提供的列表和示例组并非详尽无遗。

Claims (13)

1.一种用于行星齿轮的行星轮组件(101)，所述行星轮组件包括：
行星轴(102)；
用于与太阳轴啮合且与齿圈啮合的行星轮(103)，所述行星轮具有第一径向接触表面(104)和第二径向接触表面(105)以及第一轴向接触表面(106)和第二轴向接触表面(107)，所述第一径向接触表面(104)和所述第二径向接触表面(105)沿径向面向所述行星轴；
被连接到所述行星轴的第一衬套(108、208a、208b、208c)和第二衬套(109、209a、209b、209c)；和
在所述第一衬套的径向接触表面(114)与所述行星轮的所述第一径向接触表面之间的第一径向滑动元件(110)、在所述第二衬套的径向接触表面(115)与所述行星轮的所述第二径向接触表面之间的第二径向滑动元件(111)、在所述第一衬套的轴向接触表面(116)与所述行星轮的第一轴向接触表面之间的第一轴向滑动元件(112)以及在所述第二衬套的轴向接触表面(117)与所述行星轮的第二轴向接触表面之间的第二轴向滑动元件(113)，
其特征在于所述行星轮被成形为构成周向凸起(118)，所述周向凸起i)朝向所述行星轴沿径向突出，ii)沿轴向在所述第一径向滑动元件和所述第二径向滑动元件之间，且iii)具有轴向面对表面，所述轴向面对表面构成所述行星轮的所述第一轴向接触表面和所述第二轴向接触表面。
2.根据权利要求1所述的行星轮组件，其中所述第一衬套包括在所述第一衬套的一端处的包括所述第一衬套的所述轴向接触表面的套环(119)，并且所述第二衬套包括在所述第二衬套的一端处的包括所述第二衬套的所述轴向接触表面的套环，所述第一径向滑动元件在第一轴向方向上抵接在所述第一衬套的所述套环上，并且所述第二径向滑动元件在与所述第一轴向方向相反的第二轴向方向上抵接在所述第二衬套的所述套环上。
3.根据权利要求1所述的行星轮组件，其中所述行星轮组件进一步包括间隔结构(120、220a、220b、220c)，所述间隔结构确定在所述第一衬套的所述轴向接触表面和所述第二衬套的所述轴向接触表面之间的最小轴向距离。
4.根据权利要求2所述的行星轮组件，其中所述行星轮组件进一步包括间隔结构(120、220a、220b、220c)，所述间隔结构确定在所述第一衬套的所述轴向接触表面和所述第二衬套的所述轴向接触表面之间的最小轴向距离。
5.根据权利要求3所述的行星轮组件，其中所述间隔结构(120)是被连接到所述行星轴且沿轴向在所述第一衬套和所述第二衬套之间的间隔衬套，在所述间隔衬套和所述行星轮的所述周向凸起之间有径向间隙。
6.根据权利要求3所述的行星轮组件，其中通过所述第一衬套和所述第二衬套中的至少一个衬套实现所述间隔结构(220a、220b、220c)，使得所述第一衬套(208a)和所述第二衬套(209a)中的至少一个衬套包括朝向所述第一衬套和所述第二衬套中的另一个衬套沿轴向突出的间隔部分(221a、222a、221b、222b、221c)，从而在每一个间隔部分与所述行星轮的所述周向凸起之间有径向间隙。
7.根据权利要求4所述的行星轮组件，其中所述间隔结构(120)是被连接到所述行星轴且沿轴向在所述第一衬套和所述第二衬套之间的间隔衬套，在所述间隔衬套和所述行星轮的所述周向凸起之间有径向间隙。
8.根据权利要求4所述的行星轮组件，其中通过所述第一衬套和所述第二衬套中的至少一个衬套实现所述间隔结构(220a、220b、220c)，使得所述第一衬套(208a)和所述第二衬套(209a)中的至少一个衬套包括朝向所述第一衬套和所述第二衬套中的另一个衬套沿轴向突出的间隔部分(221a、222a、221b、222b、221c)，从而在每一个间隔部分与所述行星轮的所述周向凸起之间有径向间隙。
9.根据权利要求1-8中的任一项所述的行星轮组件，其中所述第一径向滑动元件的外表面和所述第二径向滑动元件的外表面构成用来相对于所述行星轴可旋转地径向支撑所述行星轮的滑动表面。
10.根据权利要求1-8中的任一项所述的行星轮组件，其中所述第一径向滑动元件的内表面和所述第二径向滑动元件的内表面构成用来相对于所述行星轴可旋转地径向支撑所述行星轮的滑动表面。
11.根据权利要求1-8中的任一项所述的行星轮组件，其中所述第一轴向滑动元件和所述第二轴向滑动元件的面向所述周向凸起的表面构成用来相对于所述行星轴可旋转地轴向支撑所述行星轮的滑动表面。
12.根据权利要求1-8中的任一项所述的行星轮组件，其中所述第一轴向滑动元件和所述第二轴向滑动元件的面向所述第一衬套和所述第二衬套的表面构成用来相对于所述行星轴可旋转地轴向支撑所述行星轮的滑动表面。
13.一种行星齿轮，包括：
太阳轴(330)；
齿圈(331)；
行星架(332)；和
根据权利要求1-8中的任一项所述的行星轮组件(301a301c)，
其中所述行星架被布置成支撑所述行星轴，使得所述行星轮与所述太阳轴啮合且与所述齿圈啮合。
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