CN110857727A - 行星动力传动装置 - Google Patents

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CN110857727A CN201910681157.8A CN201910681157A CN110857727A CN 110857727 A CN110857727 A CN 110857727A CN 201910681157 A CN201910681157 A CN 201910681157A CN 110857727 A CN110857727 A CN 110857727A
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Abstract

行星动力传动装置包括：环构件；太阳构件；第一轴，与太阳构件同心地设置并固定到太阳构件；设置在环构件与太阳构件之间的多个行星构件；支撑轴，被构造成分别支撑行星构件，使得行星构件可旋转；承载构件，支撑轴固定到承载构件，承载构件被构造成随着行星构件的沿着环构件的内周表面的公转而旋转；第二轴，以与第一轴同心的方式固定到承载构件；和壳，被构造成容纳环构件、太阳构件、行星构件和承载构件。承载构件的外周表面由壳经由轴承可旋转地支撑。

Description

行星动力传动装置
技术领域
本发明涉及一种行星动力传动装置。
背景技术
在机床、工业机械等领域中，行星滚子动力传动装置被用作能够以低噪声和低振动传递动力的减速器(例如，参见日本专利申请公布特开2014-15975(JP 2014-15975 A))。如在图3中所示，行星滚子动力传动装置包括环构件112、第一轴(太阳构件)113、多个行星滚子115、承载单元116和第二轴117。
环构件112被固定到行星滚子动力传动装置110的壳111的内周表面，并且多个行星滚子115被布置在该环构件112的内周表面112b上。第一轴113被设置在多个行星滚子115的中央处，该第一轴113接触所述行星滚子115中每一个行星滚子的外周表面，并且第一轴113经由滚动轴承114由壳111以可旋的方式支撑。承载单元116包括承载板131和支撑轴132，并且所述行星滚子115中每一个行星滚子都由对应的支撑轴132可旋转地支撑。第二轴117被固定到承载板131的中央，并且该第二轴117经由滚动轴承140由壳111可旋转地支撑。
在到目前为止已经被描述的构造中，所述行星滚子115中每一个行星滚子都在向其施加特定接触压力的同时接触第一轴113的外周和环构件112的内周，并且牵引油被施加到所述接触表面中每一个接触表明。然后，由于牵引油的剪切力，第一轴113的旋转动力被传递到行星滚子115，并且行星滚子115在环构件112的内周表面112b上滚动。以该方式，旋转动力经由承载单元116被传递到第二轴117。
因为这种行星滚子动力传动装置被设置在诸如机床的各种机器中，所以期望该行星滚子动力传动装置小型化(即减小该行星滚子动力传动装置的尺寸)。特别地是，在将旋转动力输入到行星滚子动力传动装置的装置和从该行星滚子动力传动装置接收输出的装置之间的距离的减小显著地有助于整个机器的小型化。因此，期望减小该行星滚子动力传动装置在轴向方向上的宽度。
同时，如在图3中所示，所述行星滚子115中每一个行星滚子均被构造成滑动接触对应的支撑轴132，并且所述行星滚子115中每一个行星滚子与对应的支撑轴132之间存在微小间隙。因此，承载单元116能够以第二轴117上的滚动轴承140作为支点而被倾斜。承载单元116的倾斜损害(降低)第一轴113与第二轴117的同轴度，这导致劣化的旋转精度和劣化的动力传动性能。因此，期望尽可能地抑制承载单元116的倾斜。
发明内容
本发明提供了一种行星动力传动装置，该行星动力传动装置能够被小型化，并且使得能够抑制旋转精度的劣化和旋转传动性能的劣化。
根据本发明的一种形态的行星动力传动装置包括：环构件；太阳构件，在比所述环构件靠径向内侧的位置处，与所述环构件的轴线同心地设置所述太阳构件；第一轴，所述第一轴与所述太阳构件同心地设置，并且所述第一轴被固定到所述太阳构件；多个行星构件，所述多个行星构件被设置在所述环构件与所述太阳构件之间；多个支撑轴，所述多个支撑轴被构造成分别支撑所述多个行星构件，使得所述多个行星构件能够旋转；承载构件，所述多个支撑轴被固定到所述承载构件，所述承载构件被构造成随着所述多个行星构件的沿着所述环构件的内周表面的公转而旋转；第二轴，所述第二轴以与所述第一轴同心的方式被固定到所述承载构件；和壳，所述壳被构造成容纳所述环构件、所述太阳构件、所述多个行星构件和所述承载构件。所述承载构件的外周表面由所述壳经由轴承可旋转地支撑。
在图3中所示的相关技术中的行星动力传动装置的情况下，承载构件(承载板)131经由支撑第二轴117的轴承140由壳111支撑。因此，为了确保该轴承140的安装空间，需要增加壳111在轴向方向上的宽度。相比之下，在本发明的该形态中，由于承载构件的外周表面经由轴承由壳支撑，所以支撑第二轴的轴承是不必要的。因此，能够减小壳的宽度，并且因此能够使该壳紧凑。此外，由于所述承载构件由壳直接支撑，所以该承载构件的倾斜受到抑制，并且能够维持第一轴和第二轴的同轴度。因此，能够抑制旋转精度的劣化和动力传动性能的劣化。
所述轴承可用作限制构件，所述限制构件限制所述多个行星构件向第一轴向侧的移动。在图3中所示的相关技术中的行星动力传动装置的情况下，行星滚子115在轴向方向上向两侧的移动受到凸缘环118(即，两个凸缘环118)的抑制。相比之下，在本发明的该形态中，因为轴承限制行星构件在轴向方向上的移动。因此，至少一个所述凸缘环变得不必要。因此，能够减少部件的数目，并且能够减小壳在轴向方向上的宽度。
所述轴承可以是滚动轴承，包括外环、内环和多个滚动元件，所述外环被固定到所述壳，所述内环被固定到所述承载构件的所述外周表面，所述多个滚动元件被布置成能够在所述外环与所述内环之间滚动；并且所述内环可以是限制构件，所述限制构件限制所述多个行星构件向第一轴向侧的移动。轴承的内环支撑承载构件，使得该承载构件能够旋转，该轴承的内环与该承载构件一体地旋转，并且以与行星构件的沿着环构件的内周表面的公转速度相同的速度旋转。因此，因为内环是用于所述行星构件的限制构件，所以能够尽可能减少内环与行星构件之间的相对移动。因此，能够抑制这些部件的磨损。
所述壳可以包括第一固定表面和第二固定表面，所述环构件的外周表面被装配并固定到所述第一固定表面，所述轴承的外周表面被装配并固定到所述第二固定表面；并且所述第一固定表面和所述第二固定表面可以具有相同的直径，并且可以被设置成在轴向方向上彼此连续。利用该构造，能够提高环构件与轴承的同轴度，并且能够以高度的精度将经由行星构件设置在比环构件靠径向内侧的第一轴的轴线(即，第一轴的轴线，其被设置在比环构件靠径向内侧，使得行星构件被设置在第一轴与环构件之间)与被固定到承载构件的第二轴的轴线相匹配。
根据本发明上述形态的行星动力传动装置能够被小型化，并且使得能够抑制旋转精度的劣化和旋转传动性能的劣化。
附图说明
下面将参考附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，在所述附图中，相同的附图标记标注相同的元件，并且在所述附图中：
图1是根据本发明的实施例的行星动力传动装置的截面视图；
图2是图1主要部分的放大截面视图；并且
图3是根据相关技术的行星动力传动装置的截面视图。
具体实施方式
在下文中将参照附图对本发明的实施例提供详细描述。注意的是，本发明不限于该实施例，并且在本发明的范围内能够对该实施例作出各种变型。
图1是根据本发明的实施例的行星动力传动装置的横截面视图。根据该实施例的行星动力传动装置(行星滚子动力传动装置)10是牵引驱动型的行星滚子动力传动装置，并且包括壳11、环构件12、第一轴13(太阳构件13a)、第一滚动轴承14、多个行星滚子(行星构件)15、承载单元16、第二轴17、凸缘环18和第二滚动轴承19。在本说明书中，在沿着第一轴13的方向上的一侧将被称为“第一轴向侧”，而另一侧将被称为“第二轴向侧”。
壳11由铝合金等形成，并且包括壳本体21和盖本体22。壳本体21具有圆筒形形状。径向向内突出的细长突出部分21a在壳本体21的第一轴向侧上的一个端部处形成。壳本体21的内周表面具有恒定内径。此外，壳本体21的内周表面包括被用于固定环构件12的第一固定表面21b和被用于固定第二滚动轴承19的第二固定表面21c，这将在后面描述。
盖本体22具有圆盘形状，并且被设置在壳本体21的第二轴向侧上。盖本体22的外周部分通过螺栓23被固定到壳本体21的第二轴向侧上的端表面。用于安装第一滚动轴承14的安装孔22a(换句话说，安装有第一滚动轴承14的安装孔22a)被设置在盖本体22的中央处。
例如，通过对钢材料(诸如高碳铬轴承钢或碳钢)进行硬化处理(诸如淬火和回火)来生产环构件12。环构件12是具有矩形横截面的环形本体。环构件12的外周表面12a通过压配合而被装配到作为壳本体21的内周表面的一部分的第一固定表面21b。以该方式，环构件12被固定到第一固定表面21b。
例如通过对钢材料(诸如高碳铬轴承钢或碳钢)进行硬化处理(诸如淬火和回火)来生产第一轴13。第一轴13具有柱状形状，并且与环构件12的轴线O同心设置。第一轴13被插入设置在盖本体22中的安装孔22a中，并且由安装在安装孔22a中的第一滚动轴承14以可旋转的方式支撑。
第一滚动轴承14是滚动轴承，其包括：外环14a，该外环14a被装配并固定到安装孔22a的内表面；内环14b，该内环14b被装配并固定到第一轴13的外周表面；以及滚动元件14c，所述滚动元件14c被布置成以便能够在外环14a与内环14b之间滚动。例如，第一轴13经由联轴器等被联接到马达的输出轴，使得第一轴13能够与马达的输出轴一体地旋转。第一轴13用作从马达接收旋转动力的输入轴。
例如通过对钢材料(诸如高碳铬轴承钢或碳钢)进行硬化处理(诸如淬火和回火)来生产所述行星滚子15中每一个行星滚子。所述行星滚子15中每一个行星滚子均具有圆筒形形状，并且被设置在环构件12与第一轴13之间。在该实施例中，例如，三个或四个行星滚子15在周向方向上以等间距布置。所述行星滚子15中每一个行星滚子均具有外周表面15a和内周表面15b，所述外周表面15a和内周表面15b是相互同心的圆筒形表面。如在图2中所示，所述行星滚子15中每一个行星滚子在轴向方向上的宽度w2均比环构件12在轴向方向上的宽度w1略小。
所述行星滚子15中每一个行星滚子均与第一轴13的外周表面和环构件12的内周表面12b滚动接触。此外，所述行星滚子15中每一个行星滚子的直径均比环构件12的内周与第一轴13的外周之间的径向尺寸(径向长度)略大。因此，所述行星滚子15中每一个行星滚子接触环构件12和第一轴13，同时向环构件12和第一轴13施加特定的接触压力。换句话说，行星滚子15和第一轴13以负间隙设置在环构件12的内周内。牵引油被施加到行星滚子15与环构件12以及第一轴13中每一个之间的接触表面。当第一轴13旋转时，由于牵引油的剪切力，旋转动力被传递到行星滚子15，并且行星滚子15在环构件12的内周表面12b上公转。
在该实施例中，第一轴13的接触多个行星滚子15的部分被设定为太阳构件13a。也就是说，在本实施例中的第一轴13也充当太阳构件13a。此外，第一轴13与太阳构件13a一体地形成，并且因此被固定到太阳构件13a。然而，第一轴13和太阳构件13a可以被分开地形成。在这种情况下，第一轴13被联接到太阳构件13a，并因此被固定到太阳构件13a。
承载单元16包括承载板(承载构件)31和支撑轴32。承载板31由铝合金钢等形成，以具有圆盘形状，并且被设置在行星滚子15的第一轴向侧上。与多个行星滚子15相对应的多个固定孔31c被形成在承载板31的外周部分中，并且支撑轴32通过压配合被分别装配和固定到固定孔31c。中心孔31b被设置在承载板31的中心处。
例如通过对钢材料(诸如高碳铬轴承钢或碳钢)进行硬化处理(诸如淬火和回火)来生产所述支撑轴32中每一个支撑轴。所述支撑轴32中每一个支撑轴均具有柱状形状，被插入在行星滚子15的内周表面15b中，并且滑动地接触内周表面15b。因此，在支撑轴32与内周表面15b之间形成允许滑移(滑动)的微小间隙。因此，所述行星滚子15中每一个行星滚子均能够在对应的支撑轴32上在轴向方向上移动。
使用不锈钢等将第二轴17形成为柱状。第二轴17被装配并固定到承载板31的中心孔31b，以便与第一轴13同心。第二轴17与所述支撑轴32中的每一个支撑轴均彼此平行。第二轴17从承载板31突出到第一轴向侧，而所述支撑轴32中每一个支撑轴都从承载板31突出到第二轴向侧。第二轴17用作行星滚子动力传动装置10的输出轴，并且在转速降低之后将由第一轴13接收的旋转动力输出到外部。
凸缘环18由诸如工具钢的金属形成，并且具有环形形状。凸缘环18与环构件12的第二轴向侧部相邻设置，并且被保持在环构件12与盖本体22之间。凸缘环18的外径等于或略小于壳本体21的内径。凸缘环18的内径小于环构件12的内径，并且凸缘环18从环构件12的内周表面12b径向向内突出。如上所述，在环构件12的内周表面12b上滚动的行星滚子15中每一个行星滚子均能够在相应的支撑轴32上在轴向方向上移动。然而，所述行星滚子15中每一个行星滚子向第二轴向侧的移动均受到凸缘环18的限制。
第二滚动轴承19被安装在壳11中，并且支撑承载单元16，使得该承载单元16是可旋转的。换句话说，承载单元16由壳11经由第二滚动轴承19以可旋转的方式支撑。第二滚动轴承19包括外环35、内环36和被布置在内环36与外环35之间的多个滚动元件37。
外环35的外周表面35a通过压配合而被装配并被固定到在壳本体21的内周表面中形成的第二固定表面21c。外环35的外径(标称尺寸)等于环构件12的外径(标称尺寸)。外环35的第一轴向侧上的端表面接触细长突出部分21a，并且因此，外环35向第一轴向侧的移动受到限制。此外，环构件12与外环35的第二轴向侧部相邻布置。外环35的第二轴向侧上的端表面面对并接触环构件12的第一轴向侧上的端表面。
承载板31的外周表面31a通过压配合而被装配并固定到内环36的内周表面36a。内环36在轴向方向上具有与外环35相同的宽度。所述滚动元件37中每一个滚动元件均被设置在外环35的内周表面上设置的滚道与在内环36的外周表面上设置的滚道之间。在该实施例中的滚动元件37中每一个滚动元件均是滚珠。
图2是图1主要部分的放大截面视图。第二滚动轴承19的内环36的外径小于环构件12的内径。因此，内环36和环构件12彼此不接触。此外，内环36与所述行星滚子15中每一个行星滚子的第一轴向侧部相邻设置。如上所述，在环构件12的内周表面12b上滚动的行星滚子15中每一个行星滚子均能够在相应的支撑轴32上在轴向方向上移动。然而，所述行星滚子15中每一个行星滚子向第一轴向侧的移动均受到内环36的限制。也就是说，所述行星滚子15中每一个行星滚子在轴向方向上向两侧的移动受到凸缘环18和内环36的限制(换句话说，所述行星滚子15中每一个行星滚子在轴向方向上向两侧中每一侧的移动受到凸缘环18或内环36的限制)。由于所述行星滚子15中每一个行星滚子在轴向方向上向两侧的移动因此受到限制，因此防止了行星滚子15的偏斜，并且因此防止行星滚子15的动力传动性能的劣化。
在到目前为止已经描述的根据该实施例的行星滚子动力传动装置10中，承载单元16中的承载板31的外周表面31a经由第二滚动轴承19由壳11可旋转地支撑。同时，在相关技术中的行星滚子动力传动装置110中，如在图3中所示，被联接到承载板131的第二轴117经由滚动轴承140由壳111支撑。在相关技术中的行星滚子动力传动装置110中，由于支撑第二轴117的滚动轴承140被设置在承载板131的第一轴向侧部的一个侧面上，所以壳111的在轴向方向上的宽度Wb增加。相比之下，在该实施例中，承载板31本身经由被设置在承载板31的外周表面上的第二滚动轴承19由壳11支撑。因此，与在相关技术中的行星滚子动力传动装置110相比，能够减小壳11的在轴向方向上的宽度Wa。因此，能够减小行星滚子动力传动装置10的尺寸。
在所述行星滚子15中每一个行星滚子的内周表面15b和相应支撑轴32的外周表面之间设置微小间隙。由于该间隙，包括支撑轴32的整个承载单元16可以相对于行星滚子15倾斜。在图3中所示的相关技术中的行星滚子动力传动装置110中，承载单元116可能以滚动轴承140作为支点显著倾斜，并且因此，第一轴113和第二轴117的同轴度可能降低。相比之下，在该实施例中，承载单元16的倾斜受到第二滚动轴承19的抑制。因此，维持了第一轴13和第二轴17的同轴度。因此，能够抑制旋转准度的劣化和动力传动性能的劣化。
由于第二滚动轴承19的内环36用作限制所述行星滚子15中每一个行星滚子向第一轴向侧移动的限制构件，所以没有必要在行星滚子15的在轴向方向上的两侧上分别设置凸缘环18(换句话说，没有必要设置两个凸缘环18)。因此，能够减少部件的数目，并且能够进一步减小壳11的在轴向方向上的宽度Wa。
此外，由于第二滚动轴承19的内环36与承载单元16(承载板31)一起绕轴线O旋转，内环36与也随承载单元16一起公转的行星滚子15之间的相对移动仅由行星滚子15绕其自身轴线的旋转引起。因此，能够减少在内环36与行星滚子15之间的滑动量。作为结果，能够抑制内环36和行星滚子15的磨损。
根据该实施例的壳11的壳本体21包括用于固定环构件12的第一固定表面21b(即，固定有环构件12的第一固定表面21b)和用于固定承载板31的第二固定表面21c(即，固定有承载板31的第二固定表面21c)。第一固定表面21b和第二固定表面21c具有相同的直径，并且被设置成在轴向方向上彼此连续。因此，能够容易地处理第一固定表面21b和第二固定表面21c。此外，由于能够提高分别被固定到第一固定表面21b和第二固定表面21c的环构件12和承载板31的同轴度，所以还能够提高经由行星滚子15而被设置在环构件12的径向内部的第一轴13(即，第一轴13，其比环构件12靠径向内侧设置，使得行星滚子15设置在第一轴13与环构件12之间)与安装在承载板31的中央处的第二轴17的同轴度。
本发明并不限于上述实施例，并且在本发明的范围内可以对其作出各种变型。例如，在上述实施例中，行星滚子被用作行星构件。然而，行星齿轮也可以被用作行星构件。在该情况下，与行星齿轮啮合的齿轮被分别设置在环构件的内周表面和第一轴的外周表面上。
可以在行星滚子的内周表面与承载单元的支撑轴之间设置允许行星滚子在轴向方向上移动的轴承，诸如滑动轴承或滚针轴承。承载单元的承载板和支撑轴可以被一体地形成。此外，承载板和第二轴也可以被一体地形成。支撑该承载板的外周表面的轴承不限于滚动轴承，并且可以是滑动轴承。
在根据上述实施例的行星动力传动装置中，第一轴被设定为输入轴，并且第二轴被设定为输出轴。然而，本发明不限于f该构造。第二轴可以被设定为输入轴，并且第一轴可以被设定为输出轴。在根据上述实施例的行星动力传动装置中，在环构件、行星构件、承载构件、太阳构件、第一轴和第二轴中，环构件是固定的。第一轴被设定为输入轴，并且第二轴被设定为输出轴。在旋转动力由第一轴接收之后，旋转的速度降低，并且旋转动力从第二轴输出。然而，本发明不限于该构造。例如，可以固定该承载构件或太阳构件而不是环构件。

Claims (5)

1.一种行星动力传动装置，其特征在于包括：
环构件(12)；
太阳构件(13a)，在比所述环构件(12)靠径向内侧的位置处，与所述环构件(12)的轴线同心地设置所述太阳构件(13a)；
第一轴(13)，所述第一轴(13)与所述太阳构件(13a)同心地设置，并且所述第一轴(13)被固定到所述太阳构件(13a)；
多个行星构件(15)，所述多个行星构件(15)被设置在所述环构件(12)与所述太阳构件(13a)之间；
多个支撑轴(32)，所述多个支撑轴(32)被构造成分别支撑所述多个行星构件(15)，使得所述多个行星构件(15)能够旋转；
承载构件(31)，所述多个支撑轴(32)被固定到所述承载构件(31)，所述承载构件(31)被构造成随着所述多个行星构件(15)的沿着所述环构件(12)的内周表面的公转而旋转；
第二轴(17)，所述第二轴(17)以与所述第一轴(13)同心的方式被固定到所述承载构件(31)；和
壳(11)，所述壳(11)被构造成容纳所述环构件(12)、所述太阳构件(13a)、所述多个行星构件(15)和所述承载构件(31)，其中
所述承载构件(31)的外周表面(31a)由所述壳(11)经由轴承(19)可旋转地支撑。
2.根据权利要求1所述的行星动力传动装置，其特征在于：所述轴承(19)用作限制构件，所述限制构件限制所述多个行星构件(15)向第一轴向侧的移动。
3.根据权利要求1所述的行星动力传动装置，其特征在于：
所述轴承(19)是滚动轴承，包括外环(35)、内环(36)和多个滚动元件(37)，所述外环(35)被固定到所述壳(11)，所述内环(36)被固定到所述承载构件(31)的所述外周表面(31a)，所述多个滚动元件(37)被布置成能够在所述外环(35)与所述内环(36)之间滚动；并且
所述内环(36)是限制构件，所述限制构件限制所述多个行星构件(15)向第一轴向侧的移动。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的行星动力传动装置，其特征在于：
所述壳(11)包括第一固定表面(21b)和第二固定表面(21c)，所述环构件(12)的外周表面被装配并固定到所述第一固定表面(21b)，所述轴承(19)的外周表面被装配并固定到所述第二固定表面(21c)；并且
所述第一固定表面(21b)和所述第二固定表面(21c)具有相同的直径，并且被设置成在轴向方向上彼此连续。
5.根据权利要求3所述的行星动力传动装置，其特征在于：所述内环(36)的外径小于所述环构件(12)的内径。
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