CN113464623A - 行星齿轮、行星减速器以及行星齿轮的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供行星齿轮、行星减速器以及行星齿轮的制造方法，行星齿轮具有第1行星齿轮和直径比第1行星齿轮小的第2行星齿轮。第1行星齿轮在内周面具有第1花键。第1花键具有沿轴向延伸的多个内齿。第2行星齿轮在外周面具有第2花键。第2花键具有沿轴向延伸的多个外齿。第1花键和第2花键通过间隙配合或过渡配合而嵌合。另外，行星齿轮在轴向的端面上具有固定部。在固定部中，第2花键的齿形截面比第2花键的其他部分的齿形截面大。另外，在固定部中，内齿与外齿紧密接触。

Description

行星齿轮、行星减速器以及行星齿轮的制造方法

技术领域

本发明涉及行星齿轮、行星减速器以及行星齿轮的制造方法。

背景技术

以往，已知有具有太阳齿轮、配置在太阳齿轮的周围的多个行星齿轮、包围多个行星齿轮的内齿轮的行星减速器。另外，已知有将行星齿轮设为由齿数不同的两个齿轮构成的两级行星齿轮，通过与该两级行星齿轮啮合的两个内齿轮实现高减速比的差动型的行星减速器。

例如在日本实开昭54-183566号公报中记载了以往的差动型的行星减速器。

专利文献1：日本实开昭54-183566号公报

差动型的行星减速器所使用的二级行星齿轮由第1行星齿轮和直径比第1行星齿轮小的第2行星齿轮构成。在制造二级行星齿轮时，在第1行星齿轮的内侧插入第2行星齿轮的一部分。此时，使设置于第2行星齿轮的外周面的花键与设置于第1行星齿轮的内周面的花键嵌合。由此，限制第2行星齿轮相对于第1行星齿轮的旋转。

但是，若通过间隙配合插入第1行星齿轮的花键和第2行星齿轮的花键，则相对于第2行星齿轮不能将第1行星齿轮沿轴向固定。另一方面，若将第2行星齿轮的花键压入第1行星齿轮的花键，则存在第1行星齿轮发生歪斜，第1行星齿轮的齿形发生变化的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供在制造具有第1行星齿轮和直径比第1行星齿轮小的第2齿轮的行星齿轮时，能够在抑制第1行星齿轮的齿形变化的同时固定第1行星齿轮和第2行星齿轮的技术。

本申请的第1发明是一种行星齿轮，其用于行星减速器，其中，该行星齿轮具有：圆环状的第1行星齿轮；以及第2行星齿轮，其固定于所述第1行星齿轮，并且直径比所述第1行星齿轮的直径小，所述第1行星齿轮在内周面具有第1花键，该第1花键具有沿轴向延伸的多个内齿，所述第2行星齿轮在外周面具有第2花键，该第2花键具有沿轴向延伸的多个外齿，所述第1花键与所述第2花键通过间隙配合或过渡配合而嵌合，在轴向的端面，在所述第1花键与所述第2花键的边界具有一个以上的固定部，在所述固定部，所述第2花键的齿形截面比所述第2花键的其他部分的齿形截面大，在所述固定部，所述内齿与所述外齿紧密接触。

本申请的第2发明是一种行星齿轮，其用于行星减速器，其中，该行星齿轮具有：圆环状的第1行星齿轮；以及第2行星齿轮，其固定于所述第1行星齿轮，并且直径比所述第1行星齿轮的直径小，所述第1行星齿轮在内周面具有第1花键，该第1花键具有沿轴向延伸的多个内齿，所述第2行星齿轮在外周面具有第2花键，该第2花键具有沿轴向延伸的多个外齿，所述第1花键与所述第2花键通过间隙配合或过渡配合而嵌合，在轴向的端面，在所述第1花键与所述第2花键的边界具有一个以上的固定部，在所述固定部，所述第1花键的齿顶与所述第2花键的齿底之间的第1间隙比其他的所述第1间隙小或者所述第1花键的齿底与所述第2花键的齿顶之间的第2间隙比其他的所述第2间隙小，在所述固定部，所述内齿与所述外齿紧密接触。

本申请的第3发明是第1发明或第2发明的行星齿轮的制造方法，其中，该行星齿轮的制造方法包含如下工序：a)将所述第2行星齿轮的所述第2花键嵌合到所述第1行星齿轮的所述第1花键的内侧；以及b)在所述行星齿轮的端面处，通过对所述第1花键与所述第2花键的边界在轴向上进行挤压而形成所述固定部。

本申请的第4发明是第1发明或第2发明的行星齿轮的制造方法，其中，该行星齿轮的制造方法包含如下工序：a)将所述第2行星齿轮的所述第2花键嵌合到所述第1行星齿轮的所述第1花键的内侧；以及b)在所述行星齿轮的端面处，通过对所述第2花键的所述外齿在轴向上进行挤压而形成所述固定部。

根据本申请的第1发明～第4发明，无需相对于第1花键压入第2花键就能够固定第1行星齿轮和第2行星齿轮。由此，能够在抑制第1行星齿轮的齿轮齿变形的同时，固定第1行星齿轮和第2行星齿轮。

附图说明

图1是行星减速器的纵剖视图。

图2是太阳齿轮、多个行星齿轮以及第1内齿轮的沿图1中的A-A线的剖视图。

图3是行星齿轮的局部纵剖视图。

图4是行星齿轮的俯视图。

图5是示出行星齿轮的制造步骤的流程图。

图6是行星齿轮的制造时的第1行星齿轮以及第2行星齿轮的纵剖视图。

图7是沿轴向观察固定部的附近的图。

图8是第1变形例的行星齿轮的俯视图。

图9是第2变形例的行星齿轮的俯视图。

标号说明

1：行星减速器；10：太阳齿轮；11：输入轴；12：外齿；20：行星齿轮；21：第1行星齿轮；22：第2行星齿轮；23：销孔；25：固定部；26：第1间隙；27：第2间隙；30：行星支承部；31：行星架；32：行星架销；33：窗部；34：轴承；35：轴承；40：第1内齿轮；41：第1内齿；50：第2内齿轮；51：第2内齿；60：输出轴；70：第1花键；71：内齿；80：第2花键；81：外齿；91：中心轴线；92：行星轴线；211：第1齿轮齿；221：第2齿轮齿；222：齿轮部；223：插入部；P：按压销。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的例示的实施方式进行说明。另外，在本申请中，将与太阳齿轮的中心轴线平行的方向称为“轴向”，将与中心轴线垂直的方向称为“径向”，将沿着以中心轴线为中心的圆弧的方向称为“周向”。但是，上述的“平行的方向”也包含大致平行的方向。另外，上述的“垂直的方向”也包含大致垂直的方向。

另外，在以下的说明中，将图1中的右侧称为“输入侧”，将图1中的左侧称为“输出侧”。

＜1.一个实施方式的行星减速器＞

图1是本发明的一个实施方式的行星减速器1的纵剖视图。该行星减速器1是将从马达输入的第1转速的旋转运动减速为比第1转速低的第2转速的旋转运动并输出的装置。行星减速器1例如与马达一起组装在机器人的关节中使用。但是，行星减速器1也可以用于辅助装置、无人搬运台车等其他装置。

如图1所示，本实施方式的行星减速器1具有一个太阳齿轮10、多个行星齿轮20、行星支承部30、第1内齿轮40、第2内齿轮50以及输出轴60。

太阳齿轮10是沿中心轴线91配置的齿轮。太阳齿轮10通过输入轴11与作为驱动源的马达连接。输入轴11经由轴承可旋转地支承在省略图示的外壳上。太阳齿轮10和输入轴11通过从马达输入的驱动力，以中心轴线91为中心，以减速前的第1转速旋转。在太阳齿轮10的外周面设置有多个外齿12。多个外齿12以中心轴线91为中心以一定的角度间距设置。各外齿12在太阳齿轮10的外周面向径向外侧突出。

行星齿轮20是配置在太阳齿轮10的径向外侧上的齿轮。图2是太阳齿轮10、多个行星齿轮20以及第1内齿轮40的沿图1中的A-A线的剖视图。但是，在图2中，为了避免图的复杂化，省略了表示剖面的剖面线和各齿轮的齿的图示。如图2所示，在本实施方式中，在太阳齿轮10的周围等间隔地配置有三个行星齿轮20。但是，行星减速器1所具有的行星齿轮20的数量可以是1～2个，也可以是4个以上。

各行星齿轮20在中央具有销孔23。在销孔23中插入后述的行星架销32。各行星齿轮20通过该行星架销32被支承为能够以与中心轴线91平行的行星轴线92为中心旋转。

如图1所示，行星齿轮20具有第1行星齿轮21和第2行星齿轮22。第1行星齿轮21和第2行星齿轮22为分体部件，相互固定。第1行星齿轮21是与太阳齿轮10啮合的圆环状的齿轮。第1行星齿轮21在外周面具有多个第1齿轮齿211。多个第1齿轮齿211以行星轴线92为中心以一定的角度间距设置。各第1齿轮齿211在第1行星齿轮21的外周面向外侧突出。第1齿轮齿211与上述太阳齿轮10的外齿12啮合。

第2行星齿轮22是直径比第1行星齿轮21小的齿轮。第2行星齿轮22在外周面具有多个第2齿轮齿221。多个第2齿轮齿221以行星轴线92为中心以一定的角度间距设置。各第2齿轮齿221在第2行星齿轮22的外周面向外侧突出。多个第2齿轮齿221比多个第1齿轮齿211靠输出侧。此外，第1行星齿轮21具有的第1齿轮齿211的数量不同于第2行星齿轮22具有的第2齿轮齿221的数量。

行星支承部30是支承多个行星齿轮20的单元。如图1所示，行星支承部30具有笼型的行星架31和多个行星架销32。行星架31是以中心轴线91为中心的圆环状的部件。行星架31以中心轴线91为中心可旋转地被支承。行星架31具有多个窗部33。窗部33是在径向上贯通行星架31的孔。多个窗部33以中心轴线91为中心等间隔地设置。多个行星架销32以在周向上隔开间隔的状态被固定在行星架31。各行星架销32在窗部33中沿着行星轴线92沿轴向延伸。

行星齿轮20配置在行星架31的窗部33内。另外，行星齿轮20经由轴承34相对于行星架销32可旋转地被支承。轴承34例如使用滚针轴承。但是，也可以使用球轴承等其他方式的轴承来代替滚针轴承。行星齿轮20能够一边以行星轴线92为中心自转，一边与行星架31一起以中心轴线91为中心公转。

第1内齿轮40是在多个行星齿轮20的径向外侧与第1行星齿轮21啮合的圆环状的齿轮。第1内齿轮40与中心轴线91同轴配置。第1内齿轮40被固定在省略了图示的外壳上。因此，在行星减速器1驱动时，第1内齿轮40也保持静止的状态。第1内齿轮40具有多个第1内齿41。多个第1内齿41以中心轴线91为中心按一定的角度间距设置。各第1内齿41在第1内齿轮40的内周面向径向内侧突出。上述的第1行星齿轮21的第1齿轮齿211与第1内齿轮40的第1内齿41啮合。

第2内齿轮50是在多个行星齿轮20的径向外侧与第2行星齿轮22啮合的圆环状的齿轮。第2内齿轮50比第1内齿轮40靠输出侧。另外，第2内齿轮50与中心轴线91同轴地配置。第2内齿轮50经由轴承可旋转地支承在省略了图示的外壳上。另外，在行星架31与第2内齿轮50之间存在轴承35。因此，行星架31和第2内齿轮50能够以相互不同的转速旋转。

第2内齿轮50具有多个第2内齿51。以中心轴线91为中心，以一定的角度间距设置多个第2内齿51。各第2内齿51在第2内齿轮50的内周面向径向内侧突出。上述的第2行星齿轮22的第2齿轮齿221与第2内齿轮50的第2内齿51啮合。第1内齿轮40所具有的第1内齿41的数量与第2内齿轮50所具有的第2内齿51的数量不同。

输出轴60是沿着中心轴线91配置的轴。输出轴60比行星架31靠输出侧。在本实施方式中，第2内齿轮50和输出轴60由一个部件形成。但是，第2内齿轮50和输出轴60也可以是分体部件。

当太阳齿轮10以第1转速旋转时，行星齿轮20通过与太阳齿轮10的啮合而以行星轴线92为中心自转。另外，行星齿轮20通过与第1内齿轮40的啮合，沿着第1内齿轮40绕太阳齿轮10公转。即，多个行星齿轮20一边以行星轴线92为中心自转，一边以中心轴线91为中心公转。此时，以中心轴线91为中心的行星齿轮20的公转的转速成为比第1转速低的中间转速。

另外，如上所述，第1内齿轮40所具有的第1内齿41的数量与第2内齿轮50所具有的第2内齿51的数量不同。因此，伴随着行星齿轮20的公转，第2内齿轮50相对于第1内齿轮40以与齿数之差相应的转速旋转。该第2内齿轮50的转速成为比中间转速更低的第2转速。结果，第2内齿轮50以及输出轴60以中心轴线91为中心以第2转速旋转。因此，能够从输出轴60取出减速后的第2转速的旋转运动。

＜2.行星齿轮＞

接着，对上述行星齿轮20的更详细的结构进行说明。图3是行星齿轮20的局部纵剖视图。图4是在轴向观察行星齿轮20的输入侧的端面的俯视图。

如图3以及图4所示，第1行星齿轮21在内周面具有第1花键70。第1花键70具有朝向内侧突出的多个内齿71。多个内齿71以行星轴线92为中心以一定的角度间距设置。各内齿71沿轴向以直线状延伸。

第2行星齿轮22在外周面具有第2花键80。即，第2行星齿轮22包含具有上述多个第2齿轮齿221的齿轮部222和具有第2花键80的插入部223。插入部223比齿轮部222靠输入侧。第2花键80具有朝向外侧突出的多个外齿81。多个外齿81以行星轴线92为中心以一定的角度间距设置。各外齿81沿轴向以直线状延伸。第1花键70的内齿71的数量与第2花键80的外齿81的数量相同。

另外，在第2行星齿轮22中，第2齿轮齿221的数量与外齿81的数量相同。第2齿轮齿221和外齿81沿轴向相连。但是，外齿81的高度比第2齿轮齿221的高度低。即，第2花键80的外齿81具有将第2齿轮齿221向输入侧延长且其前端被切削的形状。根据这种结构，在制造第2行星齿轮22时，容易与第2齿轮齿221一起加工外齿81。因此，能够减少制造第2行星齿轮22时的工时。

图5是示出行星齿轮20的制造步骤的流程图。如图5所示，在制造行星齿轮20时，首先准备第1行星齿轮21和第2行星齿轮22(步骤S1)。而且，第2行星齿轮22的插入部223从第1行星齿轮21的输出侧插入到第1行星齿轮21的内侧。由此，使第2花键80的插入部223嵌合于第1花键70的内侧(步骤S2)。

在步骤S2中，在第1花键70的相邻的内齿71之间分别插入有第2花键80的外齿81。进而，第1花键70的内齿71的前端与第2花键80的外齿81的齿底相互对置。并且，第2花键80的外齿81的前端与第1花键70的内齿71的齿底相互对置。

在步骤S2中，不是通过压入而是通过间隙配合或过渡配合来使第1花键70和第2花键80嵌合。即，第1花键70的内齿71与第2花键80的外齿81形成为在公差范围的至少一部分的状态下相互不接触的尺寸。这样，能够抑制伴随嵌合的第1行星齿轮21的歪斜。因此，能够抑制第1齿轮齿211的齿形的变化。

图6是完成步骤S2后的第1行星齿轮21和第2行星齿轮22的纵剖视图。当第2花键80相对于第1花键70的嵌合完成时，如图6所示，第1行星齿轮21的输入侧的端面的轴向的位置与第2行星齿轮22的输入侧的端面的轴向的位置一致。

接着，在第1行星齿轮21以及第2行星齿轮22的输入侧的端面，将第1花键70和第2花键80的边界在轴向上挤压(步骤S3)。具体而言，如图6所示，从第1行星齿轮21以及第2行星齿轮22的输入侧向第1花键70与第2花键80的边界推压挤压用的按压销P。由此，第1花键70和第2花键80的输入侧的端面局部地塑性变形。其结果是，如图3以及图4所示，在第1花键70与第2花键80的边界形成固定部25。

固定部25例如形成在周向的一个部位。但是，也可以在周向的多处形成固定部25。

图7是在轴向上观察固定部25的附近的图。在图7中，挤压前的第2花键80的齿形剖面由双点划线表示。如图7所示，本实施方式的固定部25位于第1花键70的内齿71的齿顶与第2花键80的外齿81的齿底的边界。

通过步骤S3的挤压，如图7中的虚线箭头所示，第2花键80的齿底附近的齿形截面扩大。由此，固定部25的第2花键80的齿形截面比第2花键80的固定部25以外的部分的齿形截面大。另外，第1花键70的内齿71的齿顶与第2花键80的外齿81的齿底之间的第1间隙26比固定部25以外的部分的第1间隙26小。

另外，在固定部25中，第1花键70的内齿71的侧面与第2花键80的外齿81的侧面相互紧密接触。由此，第1行星齿轮21和第2行星齿轮22被固定。即，防止了第1行星齿轮21相对于第2行星齿轮22的轴向的位置偏移。

如上所述，该行星减速器1的行星齿轮20在输入侧的端面具有通过挤压形成的固定部25。因此，不用将第2花键80相对于第1花键70压入，就能够固定第1行星齿轮21和第2行星齿轮22。由此，能够抑制第1行星齿轮21的第1齿轮齿211的齿形变化，并且能够固定第1行星齿轮21和第2行星齿轮22。

在行星齿轮20的输入侧的端面，固定部25比其他部分向输出侧凹陷。因此，不扩大行星齿轮20的轴向的尺寸就能够固定第1行星齿轮21和第2行星齿轮22。另外，固定部25不与第1内齿轮40接触。由此，抑制行星减速器1驱动时的滑动摩擦。

如图7所示，沿轴向观察时，第1花键70的内齿71的齿顶和第2花键80的外齿81的齿顶都平坦地倒角。另外，沿轴向观察时，第1花键70的内齿71的侧面和第2花键80的外齿81的侧面均为渐开线曲线。如果将内齿71和外齿81形成为这样的形状，则容易使第1行星齿轮21和第2行星齿轮22的相位一致。另外，第1花键70的内齿71的齿顶与第2花键80的外齿81的齿底的第1间隙26变小。因此，能够减小轴向观察时的固定部25的面积。

＜3.变形例＞

以上，对本发明的一个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式。以下，对于各种变形例，以与上述实施方式的不同点为中心进行说明。

＜3－1.第1变形例＞

图8是第1变形例的行星齿轮20的俯视图。在该第1变形例中，固定部25位于第1花键70的内齿71的齿底与第2花键80的外齿81的齿顶的边界。在该固定部25中，第1花键70的内齿71的齿底与第2花键80的外齿81的齿顶之间的第2间隙27比固定部25以外的部分的第2间隙27小。在这样的结构中，也能够通过由挤压形成的固定部25固定第1行星齿轮21和第2行星齿轮22。

但是，在形成固定部25之前的状态下，第1花键70的内齿71的齿顶与第2花键80的外齿81的齿底之间的第1间隙26比第1花键70的内齿71的齿底与第2花键80的外齿81的齿顶之间的第2间隙27小。因此，如上述实施方式那样，在第1间隙26的附近设置固定部25能够更容易地使内齿71与外齿81紧密接触。

＜3－2.第2变形例＞

图9是第2变形例的行星齿轮20的俯视图。在该第2变形例中，不是将第1花键70与第2花键80的边界，而是仅将第2花键80的外齿81沿轴向挤压。由此，在第2花键80的外齿81形成固定部25。在该情况下，外齿81的齿形截面也比固定部25以外的部分的外齿81的齿形截面大，从而外齿81的侧面与内齿71的侧面相互密接。由此，能够固定第1行星齿轮21和第2行星齿轮22。

＜3－3.其他的变形例＞

关于行星减速器的细部的形状，也可以与本申请的各图所示的形状不同。另外，也可以在不产生矛盾的范围内适当组合上述实施方式或变形例中出现的各要素。

产业上的可利用性

本发明能够利用于行星齿轮、行星减速器以及行星齿轮的制造方法。

Claims (10)

1.一种行星齿轮，其用于行星减速器，其中，

该行星齿轮具有：

圆环状的第1行星齿轮；以及

第2行星齿轮，其固定于所述第1行星齿轮，并且直径比所述第1行星齿轮的直径小，

所述第1行星齿轮在内周面具有第1花键，该第1花键具有沿轴向延伸的多个内齿，

所述第2行星齿轮在外周面具有第2花键，该第2花键具有沿轴向延伸的多个外齿，

所述第1花键与所述第2花键通过间隙配合或过渡配合而嵌合，

在轴向的端面具有一个以上的固定部，

在所述固定部，所述第2花键的齿形截面比所述第2花键的其他部分的齿形截面大，

在所述固定部，所述内齿与所述外齿紧密接触。

2.一种行星齿轮，其用于行星减速器，其中，

该行星齿轮具有：

圆环状的第1行星齿轮；以及

第2行星齿轮，其固定于所述第1行星齿轮，并且直径比所述第1行星齿轮的直径小，

所述第1行星齿轮在内周面具有第1花键，该第1花键具有沿轴向延伸的多个内齿，

所述第2行星齿轮在外周面具有第2花键，该第2花键具有沿轴向延伸的多个外齿，

所述第1花键与所述第2花键通过间隙配合或过渡配合而嵌合，

在轴向的端面具有一个以上的固定部，

在所述固定部，所述第1花键的齿顶与所述第2花键的齿底之间的第1间隙比其他的所述第1间隙小或者所述第1花键的齿底与所述第2花键的齿顶之间的第2间隙比其他的所述第2间隙小，

在所述固定部，所述内齿与所述外齿紧密接触。

3.根据权利要求1或2所述的行星齿轮，其中，

所述固定部位于所述第1花键的齿顶与所述第2花键的齿底的边界。

4.根据权利要求1或2所述的行星齿轮，其中，

所述固定部位于所述第1花键的齿底与所述第2花键的齿顶的边界。

5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的行星齿轮，其中，

所述固定部比所述端面的其他部分沿轴向凹陷。

6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的行星齿轮，其中，

所述第1行星齿轮在外周面具有多个第1齿轮齿，

所述第2行星齿轮在外周面具有多个第2齿轮齿，

所述第1齿轮齿的数量与所述第2齿轮齿的数量不同，

所述第2齿轮齿的数量与所述第2花键的所述外齿的数量相同。

7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的行星齿轮，其中，

沿轴向观察时，所述内齿和所述外齿的侧面的形状是渐开线曲线。

8.一种行星减速器，其具有权利要求1至7中的任意一项所述的行星齿轮，其中，

该行星减速器具有：

太阳齿轮，其以中心轴线为中心，以减速前的第1转速旋转；

多个所述行星齿轮，它们在所述太阳齿轮的径向外侧与所述太阳齿轮啮合；

圆环状的第1内齿轮，其在多个所述行星齿轮的径向外侧与所述第1行星齿轮啮合；以及

圆环状的第2内齿轮，其在多个所述行星齿轮的径向外侧与所述第2行星齿轮啮合，

所述第2内齿轮相对于所述第1内齿轮以减速后的第2转速旋转。

9.一种行星齿轮的制造方法，是权利要求1至7中的任意一项所述的行星齿轮的制造方法，其中，

该行星齿轮的制造方法包含如下工序：

a)将所述第2行星齿轮的所述第2花键嵌合到所述第1行星齿轮的所述第1花键的内侧；以及

b)在所述行星齿轮的端面处，通过对所述第1花键与所述第2花键的边界在轴向上进行挤压而形成所述固定部。

10.一种行星齿轮的制造方法，是权利要求1至7中的任意一项所述的行星齿轮的制造方法，其中，

该行星齿轮的制造方法包含如下工序：

a)将所述第2行星齿轮的所述第2花键嵌合到所述第1行星齿轮的所述第1花键的内侧；以及

b)在所述行星齿轮的端面处，通过对所述第2花键的所述外齿在轴向上进行挤压而形成所述固定部。

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