CN110100120A - 锥齿轮传动马达 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种锥齿轮传动马达和用于设定小齿轮(17)与齿轮之间的限定间隙的方法。锥齿轮传动马达具有：传动装置壳体，齿轮以可转动的方式制成在传动装置壳体中；传动装置侧的马达轴承端盖(4)，上面固定有小齿轮(17)的马达轴(16)穿过马达轴承端盖伸出；在传动装置壳体(11)与传动装置侧的马达轴承端盖(4)之间的接口；以及固定在马达轴承端盖(4)中的销(15)，销用作为传动装置壳体相对于马达轴承端盖(4)旋转的旋转中心。

Description

锥齿轮传动马达
背景技术
原则上，术语“锥齿轮传动装置”包括所有以下传动装置，其将扭矩偏转一个角度，特别是90度，这例如是伞齿轮传动装置和蜗轮蜗杆传动装置。在此，区分出没有轴线偏移的锥齿轮传动装置和具有轴线偏移的锥齿轮传动装置：在没有轴线偏移的锥齿轮传动装置中，彼此成角度的驱动轴和从动轴的轴线在交叉点处相交。在具有轴线偏移的锥齿轮传动装置中，彼此成角度的驱动轴和从动轴的轴线不具有共同的交叉点，而是仅仅交错。在此，具有轴线偏移的伞齿轮传动装置也称为准双曲面齿轮传动装置。
在具有轴线偏移的锥齿轮传动装置中，例如蜗轮蜗杆传动装置和准双曲面齿轮传动装置，布置在驱动轴上的小齿轮和布置在从动轴上的齿轮(例如盘形齿轮)之间的间隙被精确地调整；此处的公差在十分之几毫米的范围内。在蜗轮蜗杆传动装置中，其被称为齿面接触区调整，在伞齿轮传动装置中称为间隙调整。在具有轴线偏移的锥齿轮传动装置中，在马达小齿轮与齿轮之间的轴线偏移(其也被称为轴线间距)对于效率和可能的传动比范围起决定性作用：
-随着轴线间距增加(极端情况下是蜗轮蜗杆传动装置)，效率η(除了滚动之外高的滑动份额)下降，但是可实现的传动比范围[i_min；i_max]增加(i_max到100！)。
-随着轴线间距减小(极端情况下伞齿轮传动装置的轴线偏移＝0)，效率η(除了滚动之外减少的滑动份额)增加，但是可实现的传动比范围[i_min；i_max]减小(在伞齿轮传动装置中，i_min约为1.5，i max约为6)。
蜗轮蜗杆传动装置是锥齿轮传动装置的常规解决方案，但可能具有以下缺点，由于滑动份额高，其效率相对较低。没有轴线偏移的伞齿轮传动装置的缺点是，可实现的传动比范围有限。虽然利用“没有轴线偏移的锥齿轮传动装置”的传动类型也能实现任何所需的传动比，即通过使用多个传动级来实现，但这种结构会比单级的准双曲面齿轮传动装置明显更贵。
在准双曲面齿轮传动装置中，如在没有轴线偏移的伞齿轮传动装置中一样，在齿轮与小齿轮之间的间隙的精确设定对于传动装置的效率、负载能力、噪声和寿命是决定性的。小齿轮和齿轮的相应位置所需的精度为<±1/10mm。
此外，具有轴线偏移的锥齿轮传动马达应用在传送技术中，例如，用于驱动滚筒输送机以运输物件，如包裹、手提箱、托盘或箱子。
DE102009005344A1(SEW Eurodrive)05.08.2010描述了一种锥齿轮传动马达，其具有所谓的小齿轮1的Helikon齿部。在此，通过在滚动轴承11，25与滚动轴承的锁定环12，88之间插入调节垫圈518，521来调节齿轮6在轴向方向上的位置；由此可以在<±1/10mm的范围中精确地调节齿轮的轴向位置。在轴向方向上对马达小齿轮位置的事后调整是不必要的，因为小齿轮(Helikon)的圆柱形状和扁平的盘形齿轮允许±5/10mm的公差。
发明内容
本发明的目的是：提供改进的锥齿轮传动马达。
根据本发明，该目的通过锥齿轮传动马达,特别是准双曲面传动马达来实现，其具有：传动装置壳体，齿轮以可转动的方式支撑在该传动装置壳体中；传动装置侧的马达轴承端盖，上面固定有小齿轮的马达轴穿过该马达轴承端盖伸出；在传动装置壳体与传动装置侧的马达轴承端盖之间的接口；和，固定在马达轴承端盖中的销，其用作为传动装置壳体相对于马达轴承端盖旋转的旋转中心。根据本发明，所述目的还通过用于设定根据权利要求1所述的锥齿轮传动马达的小齿轮与齿轮(特别是盘形齿轮)之间的限定间隙的方法来实现，该方法具有如下步骤：旋转传动装置壳体，直至小齿轮无间隙地抵靠齿轮为止，由此限定零位；并且，从零位出发将传动装置壳体围绕用作为旋转中心的销旋转一预设的角度，其中该角度旋转对应于限定间隙。
因此，借助于止挡法，优选地在将马达安装到传动装置侧的马达轴承端盖处时设定齿部的间隙。由此能够极大地缩短传动马达的装配时间。因此，不需要通过在轴承区域中插入调节垫圈来麻烦地调节小齿轮与齿轮之间的间隙。
在传动装置壳体与传动装置侧的马达轴承端盖之间的接口允许传动装置壳体相对于传动装置侧的马达轴承端盖旋转。在此，传动装置侧的马达轴承端盖能够直接抵靠传动装置壳体，但是也能够在传动装置侧的马达轴承端盖与传动装置壳体之间布置另外的、不妨碍相对旋转的部件，例如油密封件。
已知具有一体式壳体的锥齿轮传动马达，该壳体包括立方体形的壳体部段，也就是实际的传动装置壳体，和圆柱形的壳体部段，也就是马达罩。由于圆柱形的壳体部段限定了电动机的位置，所以通过该一体性预设了圆柱形的壳体部段相对于立方体形的壳体部段的位置，进而预设以可转动的方式支撑在电动机中的马达轴上布置的小齿轮相对于以可转动的方式支撑在立方体形的壳体部段中的齿轮的径向位置。因此，小齿轮与以可转动的方式支撑在立方体形的壳体部段中的齿轮之间的间隙的变化仅可以通过如下方式实现：齿轮轴向地被调节，例如通过插入调节垫圈实现，这导致很大的花费。此外，传动装置和电动机不能在两条并行的装配线上分开地装配并然后用法兰连接在一起，而是马达必须围绕从传动装置伸出的马达轴安装，也就是说，局限于串联的装配线。
此外，已知具有两件式壳体的锥齿轮传动马达，其包括形成实际的传动装置壳体的立方体形的壳体部分和具有传动装置侧的马达罩的圆柱形的壳体部分；例如，DE102012010789A1(SEW Eurodrive)05.12.2013描述了这种具有两个壳体部分的锥齿轮传动装置。然而，这些已知的两件式锥齿轮传动装置不具有使两个壳体部分相对旋转的可能性。
与此相对，本发明提出一种两件式壳体，其中这两个壳体部分可相互旋转：实际的传动装置壳体和传动装置侧的马达罩通过接口分开并且围绕作为旋转中心的销相对彼此旋转。因此，具有传动装置壳体的传动装置和具有马达罩的电动机能够单独地在两个并行的装配线中装配并且随后相互法兰连接；因此，能够实现更快速的装配。本发明的另外优点是，可以比现有技术更简单地精确设定在锥齿轮传动装置的小齿轮与齿轮之间的限定间隙。
传动装置壳体相对于传动装置侧的马达罩的可旋转性能够由以下方式来实现：用于将传动装置壳体相对于传动装置侧的马达罩进行固定的紧固件允许在特定的角度范围内的旋转运动，例如能够将多个贯穿的钻孔设计为长孔，固定螺栓穿过钻孔以用于将传动装置壳体固定在传动装置侧的马达罩处。如果到达传动装置壳体相对于传动装置侧的马达罩的期望位置，那么旋紧固定螺栓，从而这两个壳体部分到达相对于彼此不可转动的位置。
本发明有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中说明。在此，也能够根据相关的设备要求改进根据本发明的方法，并且反之亦然。
根据该方法的优选的设计方案，通过将传动装置壳体旋转直至在传动装置侧的马达轴承端盖的外侧上的对应的预设标记为止，使得传动装置壳体以预设的角度进行旋转。当传动装置壳体抵靠在马达轴承端盖处时，预设标记在马达轴承端盖上可见，预设标记表明了在马达轴承端盖与传动装置壳体之间的相对位置，在该相对位置处的角度旋转实现了所期望的限定间隙。以这种方式，能够可重复地以限定的方式设定传动装置壳体相对于传动装置侧的马达罩的位置。
附图说明
在下文中，根据若干实施例借助附图阐述本发明。附图分别示意性地而非按比例地示出
图1是准双曲面传动马达的斜视图；
图2是准双曲面传动马达的构件；
图3是马达轴承端盖的斜视图；
图4是图3的具有马达轴承端盖的电动机的斜视图；
图5是沿着马达轴的传动马达的局部透视图；
图6是与盘式齿轮啮合的小齿轮的斜视图；
图7至图9是具有三个不同的马达轴承端盖的结构系列；
图10是作为工作机器的驱动器的准双曲面传动马达；
图11是具有较大的第一轴线偏移的准双曲面传动马达的侧视图；
图12是图11的传动装置装配板的俯视图；
图13是具有较小的第二轴线偏移的准双曲面传动马达的侧视图；且
图14是图13的传动装置装配板的俯视图。
具体实施方式
图1示出了准双曲面传动马达1的斜视图，其具有电动机2和准双曲面传动装置3。
电动机2具有圆柱形的定子壳体10和两个马达轴承端盖，它们安装在定子壳体10的两个端面处，端面也被称为A侧(从动侧)和B侧(风扇侧)。在此，A侧的马达轴承端盖4位于电动机2的从动侧，也就是位于面向传动装置3的一侧，而B侧的马达轴承端盖5位于电动机2的风扇侧，也就是在背离传动装置3的一侧。因此，A侧的马达轴承端盖4也称为传动装置侧的马达轴承端盖。
一体式设计的A侧的马达轴承端盖4具有马达侧部段41和传动装置侧部段42。用作定子壳体10的传动装置侧端面的覆盖部的马达侧部段41具有圆形周面，对应于定子壳体10的圆柱形状。用作传动装置装配板或传动装置法兰的传动装置侧部段42具有带棱角的周面，对应于传动装置壳体11的方形。
准双曲面传动装置3具有方形的传动装置壳体11，支承着齿轮的从动轴6支撑在传动装置壳体中，从动轴借助轴密封环9相对于传动装置壳体11密封。传动装置壳体11在两个相对的侧面处分别具有带通孔的法兰7。两个法兰7抵靠在A侧的马达轴承端盖4的传动装置侧部段42处并且借助连接螺栓8固定在那里。在此，传动装置壳体11在面向电动机2的一侧上敞开，以允许电动机2的马达轴插入到传动装置壳体11中，从而插装到马达轴上的小齿轮与可转动地支撑在传动装置壳体11中的齿轮啮合。
图2示出了准双曲面传动马达1的构件，确切来说是：电动机2，其具有在绘图平面中延伸的转子轴的轴线20；准双曲面传动装置3，其具有垂直于绘图平面延伸的从动轴的轴线30；以及布置在电动机2与准双曲面传动装置3之间的A侧的马达轴承端盖4，其具有马达侧部段41和传动装置侧部段42。
电动机2和A侧的马达轴承端盖4的相对装配位置由虚线24表示，准双曲面传动装置3和A侧的马达轴承端盖4的相对装配位置由虚线34表示。
图3是图1的A侧的马达轴承端盖4的斜视图。马达侧部段41具有用于固定在定子壳体10处的未示出的紧固装置，例如用于穿引螺栓的通孔，A侧的马达轴承端盖4可以借助紧固装置固定在定子壳体10处。传动装置侧部段42沿其两个垂直延伸的侧面具有贯穿的钻孔14以用于插入连接螺栓8，钻孔在传动装置侧的端面22中打开。借助于贯穿的钻孔14，A侧的马达轴承端盖4可以与传动装置壳体11旋紧。
A侧的马达轴承端盖4具有贯穿开口13，用于贯穿插入电动机2的马达轴。
在其传动装置侧的端面22的下边缘处，传动装置侧部段42在底侧水平边沿的中间具有销孔12，也就是用于插入销的通孔或盲孔。销孔12的功能在图4中更详细地说明。
图4示出了具有图3的A侧的马达轴承端盖4的电动机2的斜视图。在其端部处固定有小齿轮17的马达轴16穿过A侧的马达轴承端盖4的贯穿开口13伸出。销15插入到A侧的马达轴承端盖4的传动装置侧部段42的传动装置侧的端面22的下边缘处的销孔12中。销用作传动装置11相对于A侧的马达轴承端盖4的旋转中心。为此，销15插入到传动装置壳体11的面向电动机2的开放端面处的销孔中。
图5示出了，沿着马达轴的轴线20，在观察角度上布置在传动装置壳体11后方的A侧的马达轴承端盖4的示意图，其具有马达侧部段41和与传动装置壳体11重合的传动装置侧部段42。在此，传动装置11可以围绕作为旋转中心的销15(其不仅插入A侧的马达轴承端盖4的传动装置侧部段42的销孔中，还插入传动装置壳体11的销孔中)相对于A侧的马达轴承端盖4的传动装置侧部段42旋转。调节相对旋转，使得小齿轮17以定义的间隙与准双曲面传动装置的以围绕轴的轴线30可转动的方式支撑的齿轮18(盘形齿轮)啮合。在限定的相对位置中，连接螺栓8固定地拧紧并进而确保传动装置壳体11与A侧的马达轴承端盖4之间的期望位置，该连接螺栓穿过传动装置壳体11的、允许旋转的、设计为长孔的贯穿钻孔14。
图6示出了与盘形齿轮18啮合的小齿轮17的斜视图。通过贯穿开口13伸入到A侧的马达轴承端盖41，42中的马达轴16在其顶端处载有小齿轮17，小齿轮与盘形齿轮18啮合，盘形齿轮垂直于马达轴16以围绕从动轴6可转动的方式被支撑。对于小齿轮17在马达轴16上的限定的轴向定位，选择A侧的马达轴承端盖41，42的传动装置侧部段42的端面22作为参考平面。在此，小齿轮17被压入到马达轴16中，直到在小齿轮17(例如小齿轮17的端面21)与A侧的马达轴承端盖41，42(例如A侧的马达轴承端盖41，42的传动装置侧部段42的端面22)之间达到限定的间距19为止。
图7至9示出了三个不同的A侧的马达轴承端盖4，它们形成一个结构系列。A侧的马达轴承端盖4的不同之处在于，图7至图9的马达侧部段41与传动装置侧部段42之间的高度偏移33增加。一方面，马达轴16的轴承以及马达轴的轴线20和小齿轮17相对于马达侧部段41的位置保持不变。另一方面，从动轴的轴线30和齿轮18相对于传动装置侧部段42的位置保持不变。因此，在马达侧部段41与传动装置侧部段42之间的高度偏移33的上述变化导致小齿轮17相对于齿轮18的位置发生相应变化，即轴线偏移32发生相应变化。
图10示出了锥齿轮传动马达1，其具有电动机2和与其连接的锥齿轮传动装置3。电动机2的马达轴的快速旋转通过锥齿轮传动装置3变换成锥齿轮传动装置3的从动轴6的较慢的且转动90度的旋转。锥齿轮传动装置3的从动轴6抗扭地连接到滚筒输送机的驱动辊25，该滚筒输送机用于运输物件，例如包裹、手提箱、托盘或箱子。
图11示出了准双曲面传动马达1的侧视图，其包括电动机2和与电动机2连接的锥齿轮传动装置3，具有在电动机2的轴的轴线2与锥齿轮传动装置3的轴的轴线30之间的较大的第一轴线偏移。电动机2的传动装置侧的马达轴承端盖4包括以第一装配定向布置的圆形的马达侧部段41和矩形的传动装置侧部段42，传动装置侧部段根据其功能也称为传动装置装配板。
图13示出了第二准双曲面传动马达1的侧视图，其与图11的准双曲面传动马达1的不同仅在于，传动装置侧的马达轴承端盖4以第二装配定向布置。在此，第二装配定向从第一装配定向出发通过将传动装置侧的马达轴承端盖4在轴承端盖平面中旋转180度而产生。
图12示出了图11的传动装置装配板4的俯视图，其代表传动装置侧的马达轴承端盖4的第一装配定向。在俯视图中还应看到传动装置侧的马达轴承端盖4的由传动装置装配板4部分覆盖的圆形的马达侧部段41。
传动装置侧的马达轴承端盖4的传动装置装配板42沿其周面具有六个贯穿的钻孔14，其中贯穿的钻孔14的孔图案相对于对称线35对称。各三个钻孔14沿纵向侧以距离d彼此等距地布置。在传动装置装配板42的窄侧处，在两个钻孔14之间居中地布置各一个销孔12。在此，销15插入到下销孔12中。
传动装置侧的马达轴承端盖4的贯穿开口13(其中心点位于电动机2的轴的轴线20上)以较大的第一轴线间距32相对于传动装置3的轴的轴线30偏移。在此，孔图案的对称线35在电动机2的轴的轴线20与传动装置3的轴的轴线30之间延伸。
图14示出了图13的传动装置装配板4的俯视图，其代表了传动装置侧的马达轴承端盖4的第二装配定向，其从图12中示出的第一装配定向出发通过将传动装置侧的马达轴承端盖4在轴承端盖平面中(更确切地说是围绕电动机2的轴的轴线20)旋转180度来产生。
图14中示出的第二装配定向与图12中所示的第一装配定向的区别在于，传动装置侧的马达轴承端盖4的贯穿开口13(其中心点位于电动机2的轴的轴线20上)以较小的第二轴线间距32相对于传动装置3的轴的轴线30偏移，并且电动机2的轴的轴线20在孔图案的对称线35与传动装置3的轴的轴线30之间延伸。

Claims (3)

1.一种锥齿轮传动马达(1)，具有：
传动装置壳体(11)，齿轮(18)以可转动的方式支撑在所述传动装置壳体中；
传动装置侧的马达轴承端盖(4)，上面固定有小齿轮(17)的马达轴(16)穿过所述马达轴承端盖伸出；
在所述传动装置壳体(11)与传动装置侧的所述马达轴承端盖(4)之间的接口(22)；和
固定在所述马达轴承端盖(4)中的销(15)，所述销用作为所述传动装置壳体(11)相对于所述马达轴承端盖(4)旋转的旋转中心。
2.一种用于设定根据权利要求1所述的锥齿轮传动马达(1)的小齿轮(17)与齿轮(18)之间的限定间隙的方法，其中，所述齿轮特别是盘形齿轮，所述方法具有如下步骤：
旋转所述传动装置壳体(11)，直至所述小齿轮(17)无间隙地抵靠所述齿轮(18)为止，由此限定零位；并且
从所述零位出发将所述传动装置壳体(11)围绕用作为旋转中心的所述销(15)旋转一预设的角度，其中，该角度旋转对应于所述限定间隙。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，通过将所述传动装置壳体(11)旋转直至在传动装置侧的所述马达轴承端盖(4)的外侧上的对应的预设标记为止，使得所述传动装置壳体(11)以所述预设的角度进行旋转。
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