CN1282839C - 行星齿轮传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种行星齿轮，它具可围绕转动轴转动的行星齿轮架，设置在行星齿轮架上的至少一个行星轮，中心轮以及环齿轮，其中，行星轮设置成至少可以相对于行星齿轮架的转动轴径向移动。为了减少这种类型行星齿轮的游隙，还设有环齿轮，被垂直于行星齿轮架的转动轴的平面上分成两部分，而且环齿轮的这两个半件可以相互对着转动，从而在接近中心轮的方向上产生行星轮的径向偏移，以便减少游隙。

Description

行星齿轮传动装置

技术领域

本发明涉及一种行星齿轮传动装置，它具有行星齿轮架，可以围绕转动轴转动，至少一个行星轮，设置在行星齿轮架上，一个中心轮(恒星轮)和一个环齿轮，而行星轮设置成至少可相对于行星齿轮架的转动轴径向移动。

背景技术

这种类型的行星齿轮传动装置已公开于DE 195 46 586和EP 0 779449。这种相对于行星齿轮架行星轮的可径向移动能力，影响已知的行星齿轮的寿命极大的增加，它明显地导致一个事实，静力的过限定可以避免。然而，已经证实，对行星齿轮的要求不仅是较长寿命的要求，还包括对游隙的自由度增加的要求，特别是对于某些应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种上述类型的行星齿轮传动装置，以一种方式使其游隙产生尽可能的小。

为实现本发明的上述目的，本发明提供了一种行星齿轮传动装置，包括可围绕转动轴转动的行星齿轮架，设置在行星齿轮架上的至少一个行星轮，中心轮以及环齿轮，其中，行星轮设置成至少可以相对于行星齿轮架的转动轴径向移动，其特征在于，环齿轮被垂直于行星齿轮架的转动轴的平面分割成两部分，其中，环齿轮的两个半件可以相互对着转动，以及沿接近中心轮的方向上产生行星轮的径向偏移，以便减少游隙。

带有分割的环齿轮的行星齿轮本身是已知的。为此目的，可参见DE 3738607A1。这种已知的多级行星齿轮，除了具有分割的环齿轮外，还具有分割的行星轮。在环齿轮的两个半件借助调节螺钉相互对着转动时，两个行星轮位于相互对着的位置，从而环齿轮和行星轮之间的可能的游隙得以避免。然而，它的缺点是，在转动的一个方向上，仅有中心轮的齿根面的一半进行承载工作。如果有意借助这种齿轮传送某些动力，如同借助普通的行星齿轮那样传送，齿轮的轴向总长度强制地增加。与此相反，按照本发明的齿轮提供仅有环齿轮是分割的，而不是行星轮。而代之以行星轮是支承在径向可移动的方式，从而当环齿轮的半件转动时，不仅行星轮和环齿轮之间的游隙减少，中心轮和行星轮之间的游隙也减少，这是由于在接近中心轮方向上的径向偏移。它的有利之处是中心轮的齿根面跨越中心轮的整个轴向长度支承，从而可以忽略游隙的减少。行星齿轮的总尺寸不会改变。

按照本发明的一个实施例，两个环齿轮半件可以相互对着固定。例如这样进行，使环齿轮的一个半件固定在壳体内，而环齿轮的另一个半件可以借助调节螺钉对着环齿轮已固定的半件转动，直到达到希望的游隙的自由度。

另一个实施例可提供两个环齿轮半件在切向上相互对着的弹簧-弹性定位。为此目的，环齿轮的一个半件可以再次固定在壳体内，而环齿轮的另一个半件设置为可相对于环齿轮已固定的半件转动，以及环齿轮的此另一个半件是被支承在壳体上的一个弹簧支承。弹簧的强度应根据齿轮的尺寸和将传送的力矩来选择。

一个特殊的最佳实施例提供环齿轮的两个半件的弹簧-弹性预先定位以及它们随后的相对的固定。在此实施例中，弹簧使环齿轮的两个半件相互对着定位，此定位仅在准备产生来自游隙的自由度时需要，这就是说在空转或在非常小载荷的情况下。随后，环齿轮的两个半件相互对着固定地定位，即借助螺钉，从而使弹簧不必传送力矩。

按照一个最佳实施例，环齿轮的两个半件可以通过一个齿轮传动系列相互连接，以齿轮传动系列的一个元件轴向移动的方式，使环行齿轮的两个半件产生相互对着的转动。这种齿轮传动轮系列，例如它可以是锥齿轮，它的有利之处是来自游隙的自由度可以由齿轮的前侧面调节。如果在齿轮的安装条件中，游隙必须再调节，以及齿轮的径向可接近性不能保证，这一点特别有利。

如果齿轮的两个半件中的至少一个是可以相对于环齿轮的另一个半件轴向移动的，可以使用特别简单的齿轮传动系列。随后，环齿轮的可轴向移动的半件可以通过锥齿轮与环齿轮的轴向和切向固定的半件连接，从而环齿轮的可移动半件的轴向偏移使环齿轮的两个半件产生相互的转动。

如果几个齿轮级的环齿轮的两个半件的齿轮传动系列是相互连接的，环齿轮的两个半件通过齿轮的传动系列的这种匹配是特别有利的。随后，行星齿轮的全部齿轮级可以用无游隙的方式，借助齿轮的传动系列的单独操作的方法来调节。

本发明的一个最佳实施例提供了行星齿轮的环齿轮的两个半件可以在轴向上定位，而环齿轮的两个半件可以通过一个弹簧在切向上相互连接，它使环齿轮的两个半件在轴向未定位的条件下，环齿轮的两个半件可相互转动。如上所述，弹簧的强度以这种方式选择，在紧固螺钉松开后，环齿轮的两个半件相互对着转动，从而使行星齿轮径向偏移，直到达到游隙的补偿。在达到此游隙补偿后，轴向的紧固螺钉被紧固，从而使环齿轮的两个半件可以相互对着固定。在无游隙的状态下，弹簧不传送载荷。弹簧的强度因此不必适应齿轮传送的力矩。

一个特别易于实现的技术方案提供了环齿轮的两个半件通过至少一个紧固螺钉的相互连接，紧固螺钉设置在穿过环齿轮的两个半件的平行的转动轴上，而在环齿轮的至少一个半件内，螺钉用的镗孔具有在环齿轮的切向上的游隙，在这种方式下环齿轮的半件可以相对于螺钉沿切向移动。这就意味螺钉可以沿切向固定在环齿轮的一个半件内，而环齿轮的另一个半件具有带切向游隙的镗孔，从而使环齿轮的两个半件可以相互对着稍微转动。由于在齿轮内待消除的游隙通常不是很大，在镗孔和紧固螺钉的外径之间小的差别是足够的。

以一种结构上特别简单的方式，可以设置供环齿轮的两个半件相互对着转动用的弹簧，其中，一个凹槽开口进入供容纳压力弹簧的镗孔，该凹槽设置在环齿轮的可移动的半件内，上述压力弹簧是对着螺钉径向支承。

在多级行星齿轮中，优选地，环齿轮的全部半件被紧固螺钉穿过。

特别是当较高的力矩被齿轮传送时，优选地设置至少两个径向相对的紧固螺钉。

对于环齿轮的简单安装和简单制造有利的是，如果环齿轮的两个半件每个具有定中心凹槽，环齿轮的接合的两个半件借助一个定中心套筒啮合进入其中。相应的各级的环齿轮的单独的半件可以叠层为塔形，在这里仅保持的自由度是各级在切向上的转动，即调节齿轮的自由度所需要的自由度。

附图说明

本发明的实施例结合附图予以说明。

图1示出按照本发明的行星齿轮的透视示意图，

图2示出图1的行星齿轮的前视图，

图3示出按照本发明的一个实施例的多级的行星齿轮的剖面图，

图4示出另一实施例的行星齿轮的侧面正视图，

图5示出通过图4的实施例的剖面图，以及

图6示出通过图5的齿轮沿直径V1/V1的剖面图。

具体实施方式

在图中，带有行星齿轮架2的行星齿轮围绕齿轮轴1转动，示出行星轮3和中心轮(恒星轮)4。行星齿轮架2被环齿轮5包着，环齿轮的齿与行星轮3的齿啮合。环齿轮5被分割成两个半件5′和5″，一个半件5′固定地连接至壳体6，而另一个半件5″可以对着第一个半件转动。由图1和2可见，转动能力是借助一个调节螺钉7产生的，它的螺纹在一边与环齿轮的可移动的半件5″的托架8啮合，以及它在另一边支承在与环齿轮的固定的半件5′连接的支承座9内。

行星轮3设置在行星齿轮架2的轴颈10上，在这样的径向游隙，使行星轮3可以在中心轮4和环齿轮5之间径向地移动。这样的活动能力可以由图2清晰地看出。为了达到这样的活动能力，图2所示的轴颈10最好制成椭圆形，这样使行星轮具有径向(而不是在周边方向上)的游隙。

本发明的功能说明如下。

借助调节螺钉7的转动，环齿轮的两个半件5′和5″相互对着转动。因此，与行星轮啮合的环齿轮的齿根面的距离减少。这种距离的减少一方面导致这样的事实，行星轮的齿和环齿轮5的齿之间的游隙减少。一旦此游隙变为零，由于在两侧的齿根面相互接触，环齿轮的两个半件5′和5″的继续转动强迫行星轮在接近中心轮4的方向上径向向内移动。此径向偏移现在产生的效果是行星轮3和中心轮4之间的齿啮合变得更强，直到行星轮3和中心轮4之间的游隙减少。一旦这个状态达到，调节螺钉7不再转动，但是固定在此位置，例如，在此情况下它可以借助反向螺帽来实现(图中未示出)或借助已知的方式实现。现在以一种无游隙的方式调节的行星齿轮，其特征在于，虽然行星轮与环齿轮的齿啮合仅跨越齿根面轴向长度的一半，然而，当最高的载荷产生时，处于与中心轮4的全轴向长度的啮合。因此这种类型的游隙的减少使得可保持结构尺寸尽可能小。

齿轮的另一实施例参照图3以多级的行星齿轮的实例说明。为了简洁的目的，仅对与上述实施例比较有所不同的地方作出参照说明。

按照图3的行星齿轮的多级设计实现的方式是，行星齿轮架在它的后侧支承中心轮11，上述中心轮与行星齿轮架整体地制成。第二级还具有一个行星齿轮架12，在其轴颈13上，行星轮14以径向可移动的和转动的方式支承。行星轮14被环齿轮15包着，而它依次又分割成两个半件15′和15″。

半件5′和15′固定地连接至壳体6，这就是说借助压配就位或其它保证强制配合的方法。可移动的半件5″和15″不仅象在其它实施例中那样可在周边方向上转动，而且可以在轴向上移动，如相应的箭头所示。在相互面对的前表面，环齿轮的半件5′(和15′)以及5″(和15″)具有径向的齿圈16。如果轴向可移动的半件5″，15″分别接近环齿轮的固定的半件5′和15′轴向移动，此径向齿圈16导致相应的半件5′，5″以及15′，15″分别相互对着转动。图3所示实施例中的环齿轮的可位移的半件的移动，是借助调节螺钉7达到的，螺钉与位于壳体6内的螺纹啮合。远离螺钉头的末端支承在环齿轮15″的前侧面。

为了更规则的动力分布，一组这种调节螺钉7可以沿行星齿轮壳体的周边设置。为了简洁的原因，这些调节螺钉在图中未示出。

一个凹槽17位于环齿轮15″的外侧面，一个连接元件18啮合进入上述凹槽，并且连接元件18的另一端与环齿轮的半件5″的一个凹槽啮合。连接元件18实质上是刚性的，然而，它可以具有一个弹簧20，能够补偿一定量的游隙。

按照图3的实施例的功能详细说明如下。

齿轮的摩擦连接按已知的方式实现。输入轴(图中未示出)驱动中心轮4。中心轮驱动行星轮3，该行星轮滑离环齿轮5，从而使行星齿轮架2进入转动，这时在第二级中心轮11内，行星齿轮架14以及最后行星齿轮架12被驱动，而后者连接至输出轴。为了消除环齿轮和行星轮以及中心轮的部件之间的游隙，如同在上述实施例中，环齿轮半件5′，5″和15′，15″也相互对着转动。此转动以调节螺钉拧入壳体的方式实现。由于调节螺钉7支承在环齿轮15的前侧面上，环齿轮半件15″轴向向左偏移。在此种情况下，相应的环齿轮半件5′，5″和15′，15″的径向齿圈16的齿根面分别地相互接触。因此环齿轮半件15″的轴向偏移使得环齿轮半件15″不仅轴向移动，而且相对于环齿轮半件15′在周边方向上转动。与此同时，环齿轮半件15″的轴向移动通过连接元件18传送至环齿轮半件5″。因此，环齿轮半件5″轴向移动，以及由于有径向的齿圈16，齿轮半件5′对着环齿轮半件5′在周边方向上转动。在这种方式时，多级行星齿轮的每一级内的游隙可以借助一次操作而减少。由于不能够设想在每一级内的游隙是相等的，弹簧20.1可以设置在连接元件18内，如图3所示，它补偿一个过载荷。为了考虑齿根面的一定的磨损，这种弹簧也可与调节螺钉7制成整体的。

虽然图中未示出，此多级的齿轮还可以具有更多的级，它们以相同的方式相互连接。

图4和6示出本发明的另一实施例，这里仅对与前述实施例的不同之处加以说明。对于相同的部件尽可能使用相同的图号。

与上述实施例基本的区别是，单独的环齿轮半件5′，5″借助一个弹簧20相互对着转动，但随后借助一个紧固螺钉21相互定位。

这种排列的结构如图5所示。这里设置两个环齿轮5和15，每个分别具有环齿轮半件5′，5″和15′，15″。

在两个环齿轮5和15的前侧面被盖罩22和23盖住。盖罩以及环齿轮5和15中有轴向镗孔穿过。环齿轮的半件5′，15′以及盖罩22和23内的镗孔24基本上几乎精确地对应于紧固螺钉21的直径，其中在盖罩23内也设置了螺纹。环齿轮半件5″和15″的镗孔25具有较大的直径，这样，在螺钉未被紧固的情况下当紧固螺钉被拧入时，环齿轮的这两个半件也可以对着环齿轮的另一个半件5′和15′转动。

此外，由图5容易地看出，盖罩22和23以及环齿轮的半件5′至15′具有定中心凹槽26和定中心套筒27，其中环齿轮的一个半件的定中心套筒配合入环形齿轮的另一个半件的定中心凹槽。

由图6可以看出，沿环齿轮的半件5″切向，设有径向开口进入镗孔25的凹槽28。在此种情况下制成压力弹簧的弹簧20可被插入凹槽中。图6示出，弹簧20被支承在凹槽28的底部以及径向支承在紧固螺钉21上。

按照图4至6的实施例的功能现在详细说明。

首先，行星齿轮的整个环齿轮以一种方式装配使得环齿轮的单独的半件的全部齿对准。在单独的行星齿轮架和行星齿轮装配之后，即行星齿轮完全装配之后，紧固螺钉21被松开，这样弹簧20.2可以相对于环齿轮的固定的半件5′和15′转动环齿轮的相应的半件5″和15″。如同上述的实施例中那样，这种转动引起行星齿轮沿径向向内移动，这样一方面行星齿轮和中心轮之间的游隙减少，另一方面环齿轮和行星齿轮之间的游隙也减少。这种游隙补偿可以支持在当紧固螺钉松开时，齿轮轴可转动。在由于压力弹簧20的作用游隙已减少之后，紧固螺钉21再次紧固，从而使环齿轮半件5′，5″和15′，15″分别地相互固定地对着定位。齿轮现在是以无游隙的方式调节。如果在使用中由于齿轮的磨损而再次出现游隙，这种由于磨损引起的游隙可以用上述相同的方式消除，这时紧固螺钉暂时地松开，以及随后再次紧固。

Claims (12)

1.一种行星齿轮传动装置，包括可围绕转动轴(1)转动的行星齿轮架(2)，设置在行星齿轮架(2)上的至少一个行星轮(3)，中心轮(4)以及环齿轮(5)，其中，行星轮(3)设置成至少可以相对于行星齿轮架(2)的转动轴(1)径向移动，其特征在于，环齿轮(5)被垂直于行星齿轮架(2)的转动轴(1)的平面分割成两部分，其中，环齿轮(5)的两个半件(5′，5″)可以相互对着转动，以及沿接近中心轮(4)的方向上产生行星轮(3)的径向偏移，以便减少游隙。

2.如权利要求1所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，环齿轮的两个半件(5′，5″)可以是相互对着固定的。

3.如权利要求1所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，环齿轮的两个半件(5′，5″)是在切向上以弹簧(20)的弹簧-弹性方式相互对着定位的。

4.如权利要求1所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，环齿轮的两个半件(5′，5″)是通过齿轮系列(5′，16，5″)相互连接的，以一种方式使齿轮系列的一个元件(5″)的轴向移动导致环齿轮的两个半件(5′，5″)相互对着转动。

5.如权利要求4所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，至少环齿轮的一个半件(5″)可以对着环齿轮的另一个半件(5′)沿轴向移动。

6.如权利要求4或5所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，行星齿轮用多级制成，以及几个齿轮级的环齿轮的半件(5′，5″；15′，15″)的齿轮系列通过连接元件18相互连接。

7.如权利要求1至5中任一项所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，环齿轮的两个半件(5′，5″；15′，15″)可以在轴向上定位，其中，环齿轮的两个半件在切向上通过一个弹簧(20.1)相互连接，该弹簧(20.1)导致在环齿轮的两个半件的轴向未定位条件下环齿轮的两个半件(5′，5″；15′，15″)的转动。

8.如权利要求1至5中任一项所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，环齿轮的两个半件(5′，5″；15′，15″)通过至少一个紧固螺钉(21)相互连接，紧固螺钉(21)设置成平行于转动轴(1)和轴向穿过环齿轮的两个半件(5′，5″；15′，15″)，其中，在至少环齿轮的一个半件内(5″，15″)插入螺钉(21)用的镗孔(25)具有在环齿轮(5，15)的切向上的游隙，这种方式使环齿轮的半件(5′，5″；15′，15″)相对于紧固螺钉(21)切向地移动。

9.如权利要求1至5中任一项所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，一个凹槽(19)开口进入镗孔(25)用于容纳压力弹簧(20)，该凹槽(19)设置在环齿轮的可移动的半件(5″，15″)内，上述压力弹簧径向地支承在螺钉(21)上。

10.如权利要求1至5中任一项所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，行星齿轮是由多级组成，以及环齿轮的全部半件(5′，5″；15′，15″)被紧固螺钉(21)穿过。

11.如权利要求1至5中任一项所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，两个紧固螺钉(21)设置成直径相对的。

12.如权利要求1至5中任一项所述的行星齿轮传动装置，其特征在于，环齿轮的两个半件(5′，5″；15′，15″)每个具有定中心凹槽(26)，带有定中心套筒(27)的环齿轮的接合的半件(5′，5″；15′，15″)啮合在其中。

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