CN1754298A - 用于齿轮马达结构系列的结构组件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于带齿轮传动的电动机(齿轮马达)的结构系列的结构组件，该齿轮马达包括由电动机驱动的齿轮传动装置，其中，该结构系列至少包括一个可由至少一个物理量，力学量和/或几何量描述特征的结构量，特别是如额定功率、轴线高度或转矩，其中，电动机总是至少包括一电动机壳、一包含转子轴的转子和一驱动侧电动机轴承盖，此时，在结构量内，电动机的电动机壳具有一这样的与输出侧的电动机轴承盖的交接区，从而至少有两种不同的输出侧电动机轴承盖的变型可以与电动机壳连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于带齿轮传动机构的电动机(Getriebmotor，以下通称为齿轮马达)的结构系列的结构组件。
背景技术
从DE19704226已知一种可作为例子的变频电动机，此时，在电动机的接线盒上连接一用于电动机的供电的变频器。
齿轮马达包括至少与一齿轮传动装置直接或间接连接的电动机。
从DE10116595A1知道一种齿轮马达的结构系列，其中，电动机轴可与一插入式小齿轮或套装式小齿轮连接。但是，对该套装式小齿轮，需要一个转接器。
发明内容
因此，本发明的目的是，即改进齿轮马达的结构组件/标准构件。
按照本发明，该目的由带权利要求1、3或4的特征的标准构件来实现。
本发明的按照权利要求4的重要特征为，结构组件要如此设计，以使驱动侧的电动机轴承盖在其输出侧如此有一交接区，以使可以直接连接
(i)一无横向力的齿轮传动装置，或
(ii)一有横向力的齿轮传动装置，此时，转子轴在输出侧力锁地、材料相配地和/或形锁地与一小齿轮连接；此时，这样进行直接连接，即小齿轮作为齿轮传动装置的输入的啮合部分设置。
此时，有利的是，提供这样一种交接区，以使可直接附加安装行星齿轮传动装置或具有输入的圆柱齿轮副的齿轮传动装置。该小齿轮可以有利地设计为插入式小齿轮或套装式小齿轮，由此可以明显加大可由该结构组件覆盖的变速比范围。
本发明的按照权利3的重要特征为，结构组件甚至可以如此构形，以使小齿轮与转子轴做成一件，因而可以有利地不需要小齿轮。此外，按此方式可以减小制造公差。
本发明的按照权利要求4的重要特征为，齿轮马达的一个结构系列的结构组件包括由电动机驱动的齿轮传动装置。
其中，该结构系列至少包括一个可由至少一个物理量，机械量和/或几何量描述特征的结构量，特别是例如额定功率、轴线高度或转矩，
其中，电动机总是至少包括一电动机壳、一包含转子轴的转子和一驱动侧电动机轴承盖，
其中，在结构量内，电动机的电动机壳具有一与输出侧电动机轴承盖的这样的交接区，从而至少有两种不同的输出侧电动机轴承盖的变型可以与电动机壳连接，
(i)其中，在第一种变型中，驱动侧的电动机轴承盖在输出侧具有一这样的交接区，以使驱动侧电动机轴承盖可与一转接器的转接法兰连接，
其中，转接器包括一第一转接件和转接法兰，
其中，结构组件至少包括两种类型的可与转接法兰连接的第一转接件，其中，交接区在转接法兰与第一变型的驱动侧电动机轴承盖之间包括用于对中的结构，如配合结构，
其中，第一类型的第一转接件
-借助一包括二维开放式配合结构的交接区，即借助移入一平面中，以调节允许有横向力的齿轮传动装置的交接区的间隙，从而可与一有横向力的齿轮传动装置如具有布置在输入侧的圆柱齿轮传动级的齿轮传动装置连接，
-包括一转接器轴，
-包括至少两个轴承，以及
-有一用于补偿轴向膨胀的、尤其是由热引起的膨胀的第一结构，
其中，第二类型的第一转接件
-可借助一交接区与一无横向力的齿轮传动装置如行星齿轮传动装置连接，
-包括一转接器轴，
-有一用于补偿轴向膨胀的、尤其是由热引起的膨胀的第二结构，以及
-包括一轴承，
(ii)其中，在第二种变型中，驱动侧电动机轴承盖在输出侧具有一这样的交接区，以可以直接与一无横向力的，或可选地与有横向力的齿轮传动装置连接，
其中，在第二种变型中，在相同的电动机壳体中可设置至少两种类型的转子轴，
-其中，在第一类转子轴中，在输出侧设置一套装式小齿轮，以及
-其中，在第二类转子轴中，在输出侧设置一插入式小齿轮，
其中，这样来实现所述直接连接，即插入式小齿轮或套装式小齿轮设置成与齿轮传动装置的至少一个啮合部分相啮合。
此时，有利的是，伺服齿轮传动装置如行星齿轮传动装置和其它小间隙的齿轮传动装置可以通过一转接器或者直接与一电动机连接。由此，齿轮马达的结构体积，扭转刚度和惯性也可与各自的应用要求相适应，而不需要许多部件。因为即使包括较少的部件，标准构件也在各自的结构量内提供极多的变异。
在一种有利的构形中，所有齿轮传动装置在输入侧有一作为交接区的开放式配合结构。此时，有利的是，引入的转接器轴或转子轴的小齿轮连同附属的部件可如此沿经向移动，以使它可装在所要求的位置上。对于圆柱齿轮传动级这意味着间隙的调节可能性，而对于行星齿轮传动级，则意味着太阳轮的对中。
在一种有利的构形中，作为用于补偿轴向膨胀的第一结构，设置一膜盒式联轴器(Balgkupplung)。另一种方案为，在一种有利的构形中，作为用于补偿轴向膨胀的第二结构，至少设置一补偿垫圈--尤其是在转接件的轴承处。此时，有利的是，轴即转接器轴和转子轴的位置和定位偏差可以用简单而经济的方式补偿，而且还可补偿由热引起的膨胀。
在一种有利的构形中，结构系列的齿轮传动装置如此做成小间隙的，尤其在借助移动调整间隙以后，以使每个单独的齿轮传动级和/或整个齿轮传动装置的间隙小于3角分。此时，有利的是，齿轮传动装置可以用于伺服技术。
在一种有利的构形中，无横向力的、与转接件连接的具有单侧支承的齿轮传动装置有一比具有双侧支承的无横力的齿轮传动装置大的用于压力平衡的空气体积。此时，有利的是，可以减少由热引起的空气压力升高，因而可以减少齿轮传动装置的不密封的危险。
在一种有利的构形中，齿轮传动装置有一行星齿轮传动级作为输入级。此时，有利的是，在输入侧设置一无横向力的具有较大变速比的伺服齿轮传动装置。
在一种有利的构形中，有横向力的齿轮传动装置为一两级的齿轮传动装置，其在输入侧布置的齿轮传动级为圆柱齿轮传动，尤其是带有斜啮合齿的齿轮。此时，有利的是，由此，在此两级的齿轮传动装置中，可以得到大的变速比，而且输入的圆柱齿轮副可以低成本地制造。
在一种有利的构形中，有横向力的齿轮传动装置的第二级为一交叉轴齿轮传动级。此时，有利的是，不仅可以制造共轴线的伺服齿轮传动装置，而且可以用少的部件数制造带角度的伺服齿轮传动装置。
在一种有利的构形中，交叉轴齿轮传动装置做成一级的，尤其是设计为准双曲面齿轮传动装置。此时，有利的是，可以在结构系列中制造一具有较大的变速比的非共轴线齿轮传动装置。
在一种有利的构形中，齿轮传动装置是伺服齿轮传动装置，尤其是还用于精确定位。
其它优点由从属权利要求得出。
附图说明
现在参考附图更详细地说明本发明。
图1示出本发明的结构系列的主要部分，其中，各组件按其组合可能性示出。
图10示出结构系列的另一部分，其中，各组件同样按其组合的可能性示出。
图2至4示出作为单个部件的电动机轴承盖12-14。
图5、6和11示出转接器部件5、6和11。
图8、9和10示出行星齿轮传动部件。
图7示出图1的作为部件的交叉轴齿轮传动装置7。
图11示出具有转接器的两级交叉轴齿轮传动装置。
图12示出具有转接器的行星齿轮传动装置。
图13示出具有转接器的行星齿轮传动装置。
具体实施方式
在图10中示出齿轮传动装置的一个结构系列的组合可能性。此时，用于齿轮马达的结构系列的结构组件如此设计，以使不同的电动机可直接或者借助转换器连接在不同的齿轮传动装置上。在图10中示出的齿轮传动装置不必设计为伺服齿轮传动装置。
在图1中示出本发明的主要部分，它与齿轮马达(Getriebemotoren)的结构系列相协调，也就是有相应的交接区。这些按照本发明的主要部分包括伺服齿轮马达，后者可以按不同的组合组装。此时示出的并且可与电动机连接的齿轮传动为伺服齿轮传动装置。
现在在下面首先讨论在图1中示出的部分。
电动机包括一带定子的电动机壳1。根据需要可以在非驱动侧连接传感器和/或制动器。壳体在驱动侧有一用于与一电动机轴承盖12、13、14连接的交接区。该交接区借助电动机壳的驱动侧的几何形状和孔的定位形成。在电动机轴承盖12、13、14中做出相配的对应交接区。由此，电动机壳1可与电动机轴承盖12、13、14连接，但是这些电动机轴承盖各自又在其它地方有区别。尤其是，附属的轴承的轴承座和/或轴的密封圈座可做成不同的，和/或可以接纳不同的转子轴。各自包含转子轴的转子2、3、4可以不同地选择。转子2、3、4的非驱动侧的轴承被电动机壳包围，而驱动侧的轴承则被电动机轴承盖包围。
转子2做成具有驱动侧的圆柱形轴端，这在图2中清楚地示出。此时，转子2的转子轴22还有一个对中孔21。电动机轴承盖23包括一用于轴承25的轴承座和一用于轴密圈26的轴密封圈座。对于电动机轴承盖和电动机壳，交接区24按上面提到的方式设计，此处，未示出用于连接电动机轴承盖和电动机壳的孔和螺钉。
按照图3，转子3做成具有转子轴32，此处，转子轴32借助轴承35被支承在对应于电动机轴承盖12的电动机轴承盖33上，并借助于轴密封圈36密封。也如同在图2中那样，电动机轴承盖33的交接区24也做成与本身的电动机壳相配。转子3的转子轴32在驱动侧通过一个键与一套装式式小齿轮31连接。
按照图4，转子4做成具有转子轴42，此处，转子轴42借助轴承45被支承在对应于电动机轴承盖12的电动机轴承盖33上，并借助于轴密封圈46密封。也如同在图2中那样，电动机轴承盖33的交接区24也做成与本身的电动机壳相配。转子4的转子轴42在驱动侧与一插入式小齿轮41连接。
在按照本发明的其它实施例中，转子2、3、4可以有不同的机电变型，尤其是设计为具有短路鼠笼的转子，以形成一异步电动机；或设计为具有粘接在其上的磁体的转子，以形成一同步电机。不过，也可以采用其它的电动机变型，例如磁阻电动机，直流电动机或其它电动机。对此，交接区和转子要相应地做成相配的。
也可以采用具有转子3或4的电动机轴承盖14，以代替电动机轴承盖12，此时，电动机轴承盖14有同样的朝向电动机壳1的交接区24。借助此电动机轴承盖14，现在就有可能连接所有齿轮传动装置127、128、129、130，它们有相应的法兰，并在图10中示出。但显然不能连接如具有一体设计在传动齿轮箱中的电动机轴承盖的交叉轴齿轮传动装置131那样的齿轮传动装置。只有去掉所提到的电动机轴承盖14才可进行这种连接。
在按照本发明的其它实施例中，每个电动机轴承盖还可以设计为正方形法兰。由此，可以得到其它的组合可能性，只需要在部件上稍微多些花费。
在如图1的实施例中，连同电动机轴承盖12形成的电动机可以与具有或没有行星齿转传动前置级10的行星齿轮传动装置或与交叉轴齿轮传动装置7连接。此时，行星齿轮传动装置设计为具有圆柱形从动轴端的行星齿轮传动装置8或设计为具有从动侧法兰块(Flanschblockabtrieb)的行星齿轮传动装置9。
在如图1的实施例中，带电动机轴承盖13的电动机可以通过由转接法兰11和转接件6形成的转接器与一个具有或没有行星齿轮传动前置级10的行星齿轮传动装置连接，或通过由转接法兰11或转接件5形成的转接器与交叉轴齿轮传动装置7连接。此时，行星齿轮传动装置设计为具有圆柱形从动轴端的行星齿轮传动装置8或设计为具有从动侧法兰块的行星齿轮传动装置9。
异步电动机121可设计为按照IEC(国际电工委员会)标准的标准电动机。不过，也可采用制造商的特殊结构，一种符合本发明的制造商的特别实施形式也在图1中示出。此时，可采用用于不同电动机的电动机壳1，该电动机可通过电动机轴承盖12、13、14和转子2、3、4来区别。尤其是，还可设置一具有插入式小齿轮的转子4和一具有套装式小齿轮的转子3。由此，可以极其紧凑地直接附装到齿轮传动装置7、8、9、10，因而可以省去转接器或类似物。由于在按照本发明的结构系列的标准构件内设置插入式小齿轮和套装式小齿轮，故可在输入侧布置的圆柱齿轮副中得到更宽的变速比范围，此时，所述的小齿轮为此圆柱齿轮副的输入的啮合部分。
同步电动机122做有正方形法兰，因而可以连接在有相应的具有相配的交接区的部件上。尤其是，可在转接器126或前置齿轮传动装置125的电动机侧做出这样的交接区。在直接与齿轮传动装置连接时，齿轮传动装置127、128、129或130也可以做有这样的法兰。不过，在图10中，齿轮传动装置127、128、129和130，转接器126以及前置齿轮传动装置125都做有一圆形法兰。在上述圆形法兰上，不仅可以连接异步电动机121，而且可以连接设计为伺服电动的异步电动机123或变频电动机124。
前置齿轮传动装置125包括一两级或三级的圆柱齿轮传动，并且有利地用于具有非常大的(减)速比的用途。
转接器126在输出侧可与齿轮传动装置127、128、129或130连接。由此，在更换在驱动侧布置在转接器126上的电动机121、122、123、124时，齿轮传动装置127、128、129或130的油室可有利地保持封闭。
在另一实施例中，前置齿轮传动装置125与转接器126也设有输入侧的正方形法兰。
扁平齿轮传动装置(Flachgetrieb)128和圆柱齿轮传动装置127各自包括两个或三个圆柱齿轮副。交叉轴齿轮传动装置129包括一在输入侧布置的圆柱齿轮副和一在输出侧布置的交叉轴齿轮传动级。蜗杆传动装置130包括一在输入侧布置的圆柱齿轮副和一在输出侧布置的蜗杆传动级。螺旋平面齿轮传动装置131包括一螺旋平面齿轮传动级，即交叉轴齿轮传动级。
前面的标准构件的重要优点为，输入侧的无横向力的齿轮传动装置例如行星齿轮传动装置8、9、10，可和输入侧的有横向力的齿轮传动装置例如具有在输入侧布置的圆柱齿轮副的齿轮传动装置如齿轮传动装置7一样，同样也与电动机连接。电动机或电动机加转接器的齿轮箱侧的交接区对无横向力的齿轮传动装置和有横向力的齿轮传动装置也都是相同的。
另一重要的优点为，惯量是可以选择的，因而可以与顾客的要求即驱动载荷相匹配。当要求有大的惯量时，甚至要求有低的扭转刚度时，可以选择一具有转接器的齿轮马达，例如从图1中选择部件1、2、13、11、6、8或部件1、2、13、11、5、7。小的扭转刚度还意味着所谓的“较软的”驱动；它还可以在某个范围内接受来自齿轮马达的转矩冲击。与之相反，如果需要一小的惯量和大的扭转刚度，就可以选择一没有转接器的齿轮马达，即与齿轮箱直接连接的电动机，例如从图1中选择部件1、3、12、7或部件1、3、12、8或部件1、4、12、9。
齿轮传动装置，尤其是齿轮传动装置7、8、9、10都做成小间隙的，也就是做成每个齿轮传动级有小于3角分的间隙。
转接法兰11的电动机侧的交接区以非常小的公差即高精度做出。由此，可以非常精确地拆卸电动机及其电动机轴承盖13。尤其是，上述交接区用比转接器朝齿轮传动装置的交接区小的公差即更精确地做出。
在图5中，用剖视图示出包括转接件5与转接法兰11的转接器。在图6中，用剖视图示出包括转接件6与转接法兰11的转换器。共同的(因而是在标准构件中可以重复使用的)是转接法兰62，它借助连接螺钉60与转接件5或6的壳体连接。
在图5中，转子轴2的圆柱形轴端可借助夹紧环61与电动机侧的半联轴器58连接，后者为此有一切缝，该切缝使夹紧环61的夹紧作用时可以预见的和确定的。转接器的传动装置侧的转接器轴52有一对中孔51，并且与一套装式小齿轮53连接。转接器轴52借助轴密封圈54相对转接件5的壳体56密封并借助轴承55、57被支承在壳体中，此时，轴承57设计成密封的，因而做到润滑剂尤其是润滑脂或流态润滑脂的朝电动机的某种密封。借助轴密封圈54用不同润滑剂如润滑油或类似物实现朝着齿轮传动装置尤其朝其内部空间的密封。在轴密封圈54与轴承55之间的环形空间，部分地充填以润滑剂，尤其是润滑脂或液态润滑脂，因而存在一用于润滑剂的备用体积。
齿轮箱侧的半联轴器50与转接器轴52连接，尤其是用形锁，力锁和/或材料相配。金属膜盒(Metallbalg)在其轴向端部区各自与齿轮箱侧的半联轴器50和电动机侧的半联轴器58焊接。由此，它传递整个转矩。采用包含这种金属膜盒59的转接器也可提供具有小扭转刚度的齿马达。由于旋转部分尤其是还有转接器的质量大，于是该齿轮马达也有大的惯性矩或惯量。转换器朝传动装置的交接区设计为所谓的开放式配合结构(offenerEinpass)，因而允许有小的相对径向移动。由此，当套装式小齿轮53插入传动齿轮箱7中时，套装式小齿轮53本身和转接器轴52，还有转接件5的壳体56都按这样的位置和取向来固定，该位置和取向基本由齿轮传动装置7的啮合部分的位置而给定。因此，齿轮传动装置在制造时就已经可以调整，接上转接器不会干扰齿轮传动装置的调整。由制造决定的小的偏差也可以通过转接器轴52在空间中的移动或转动来补偿。此时，同样也重要的是，齿轮传动装置7的轴间距离因而是输入的圆柱齿轮副的间隙可借助壳体56相对传动装置7的箱体的径向移动来调整。上述移动在十分之一或十分之几的数量级之内。此处，间隙可如此调节，以使其小于3角分(Winkelminute)。
相反，转接法兰62朝电动机有这样的交接区，以使电动机连同转子轴2在用螺钉拧在转接法兰62上时可以精确定位，也就是说，电动机轴承盖13连同电动机壳1和转子轴2的空间位置和取向可借助拧螺钉确定。为此，转接法兰62在其交接区设置一配合结构，而电动机轴承盖13则设置一相应的成形形状。金属膜盒59吸收与理想位置的径向和轴向偏差。
电动机有用不同材料做的各个部件。例如，定子，尤其还有电动机壳1，用铝制成；转子，尤其是转子轴，用钢制成，由此得到不同的热膨胀，它们也沿朝转接器的方向作用。为了补偿此膨胀，电动机侧的半联轴器58和齿轮箱侧的半联轴器50彼此有一约一个或几个毫米的大的轴向距离。在转子轴有由热引起的纵向膨胀时，也能借助金属膜盒59而有一补偿。
在图6中，转子轴2的圆柱形轴端可借助夹紧环61与转接器轴67连接，为此，后者有一切缝63，该切缝使夹紧环61的夹紧作用是可以预见的和确定的。此外，在电动机侧的切缝63的范围内，转接器轴67设计为空心轴以插入转子轴。转接器的转接器轴67与一插入式小齿轮69连接，后者有一对中孔68。转接器轴67借助轴密封圈66相对转接件6的壳体64密封，并借助轴承65被支承在该壳体中。轴承65做成朝电动机密封的。在轴密封圈66和轴承65之间，一环形空间被部分地充填以润滑剂，尤其是润滑脂或流态润滑脂，因而存在一用于润滑剂的备用体积。
由此，按照图6的转接器可供具有大的扭转刚度的齿轮马达使用。由于旋转部分尤其是转接器的较小的质量，与按照图5的转接器相比，此齿轮马达也有小的惯性矩或惯量。转接器朝齿轮传动装置的交接区设计为所谓的开放式配合结构，因而允许有小的相对径向移动。由此，当插入式小齿轮69插入齿轮传动装置8、9或10时，插入式小齿轮69本身和转接器轴67以及还有转接件6的壳体64都按这样的位置和取向固定，该位置和取向基本由齿轮传动装置8、9或10的啮合部分的位置规定，尤其是通过齿轮传动装置8、9或10的输入侧的行星齿轮传动级的行星轮规定。因此，齿轮传动装置在制造时就已经可以调整，而接上转接器不会干扰齿轮传动装置的调整。由制造决定的小的偏差也可以通过转接器轴67在空间中的移动或转动来补偿。尤其是，由于采用插入式小齿轮69作为齿轮传动装置8、9或10的输入级的太阳轮，因此，在插入齿轮传动装置8、9或10中时，用于插入式小齿轮69的运动空间体积受到大的限制。但是，开放式配合结构允许转接件61的壳体和齿轮传动装置8、9或10的箱体的最终彼此相对位置，可与通过由行星轮规定的太阳轮的位置相匹配。
相反，转接法兰62朝电动机有一这样的交接区，以使电动机连同转子轴2在用螺钉拧在转接法兰62上时可以精确定位，也就是说，电动机轴承盖13连同电动机壳1和转子轴2的空间位置和取向可借助拧螺钉确定。对此，转接法兰62在其交接区设置一配合结构，而电动机轴承盖13则设置一相应的成形形状。
为了补偿热膨胀，在轴承65区域内安装一作为弹性垫圈的补偿垫圈。由此，热膨胀基本进一步传至插入式齿轮69上，并在齿轮传动装置8、9或10中得到补偿，这是因为，太阳轮和行星轮可按小的量相对移动而无大的功能损失。在此，齿轮传动装置8、9和10提供一空间体积，如同从图12和13看到的那样，该体积沿轴向设置在太阳轮的上端面的前面和下下端面的后面。
按照图5和6的转接器之间的主要区别在于，按照图5的转接器有两个用于转接器轴52的轴承54、57，而对于转接器轴67，则只设置一个轴承65。轴承65在装配时主要用作辅助固定。由于插入式小齿轮69用作太阳轮，故不需要横向力接受装置。但是，按照图5的转接器设置齿轮传动装置7的输入的圆柱齿轮副以用于组装，此时，横向力作用在套装式小齿轮53上，该力由轴承55、57承受。
在图7中示出齿轮传动装置7即交叉轴齿轮传动装置，它有与行星齿轮传动装置一样的朝向电动机的具有开放式配合结构的交接区。由此，连同其电动机轴承盖12，电动机既可与交叉轴齿轮传动装置连接，也可与行星齿轮传动8、9、10之一连接。在图7中，较详细地示出具有开放式配合结构74的交接区。与转接器轴相连的小齿轮可以移动到该交叉轴齿轮传动装置7中直至与圆柱齿轮70啮合，而转接件或电动机轴承盖12的壳体则沿轴向碰到齿轮传动装置7的箱体。于是，进一步如此进行箱体的相对径向移动，以使所要求的圆柱齿轮副的间隙量达到小于3角分。最后就用紧固螺钉耐久地紧固连接。
在此，有利的是，不仅可使用带转接件5的转接器，还有可能做到借助电动机轴承盖12直接附装上电动机，此时，就可以直接在转子3或4的转子轴上设置插入式小齿轮或套装式小齿轮。由此，可以得到一非常紧凑的结构形式，它可通过转接器与包含具有圆柱形轴端的转子轴2的标准电动机相兼容。在连接转接器或电动机以后，圆柱齿轮70与各自的小齿轮啮合，此时，规定一小于三角分的间隙。圆柱齿轮70借助配合键与轴76连接，后者还包括小齿轮72。尤其是，轴76与小齿轮76做成一体。轴76借助轴承71被保持，后者与齿轮传动装置7的箱体件75连接。小齿轮72与做有平面齿的大齿轮73啮合，后者借助一未示出的轴承支承在齿轮传动装置7的箱体件75中。
在图8中，作为单独部件放大地示出行星齿轮传动装置8。与电动机或转接器的交接区再次按已经提到的方式设计为开放式配合结构。与转子轴或转接器轴连接的小齿轮，即插入式小齿轮或套装式小齿轮在连接后作为行星齿轮传动装置的太阳轮。热膨胀可用空间体积88补偿。有利的是，空间体积有一在0.2mm与2mm之间的朝太阳轮的轴向膨胀。太阳轮与行星轮86啮合，并在连接以后基本共同确定其位置和取向。行星轮86分别通过各自一个或甚至两个沿轴向依次布置的滚针轴承85支承在行星轮心轴87上，后者设置在行星轮支架轴81的孔中，而该支架轴则有一对中孔80。行星轮支架轴81借助轴承83、84支承在箱体中并借助轴密封圈82密封。锁紧螺母89以其外周用作轴密封圈的密封唇的滑动面。箱体还有一具有闭锁螺钉的凹座，以用于充填或排放润滑剂。
在图9中，作为单个部件放大地示出行星齿轮传动装置9，其中，此行星齿轮传动装置在输出侧有一法兰块交接区。在按照本发明的其它实施例中，交接区按照EN ISO9409-1标准设计为工业机器人的交接区。朝电动机或转接器的交接区再次按已经提到的方式设计为开放式配合结构。与转子轴或转接器轴连接的小齿轮即插入式小齿轮或套装式小齿轮在连接之后作为行星齿轮传动装置的太阳轮。热膨胀可用空间体积97补偿。有利的是，空间体积有一在0.2mm与2mm之间的朝太阳轮的轴向膨胀。太阳轮与行星轮92啮合，并在连接时基本共同确定其位置和取向。行星轮92分别通过一个或甚至两个沿轴向依次布置的滚针轴承98支承在行星轮心轴91上，后者设置在行星轮支架轴95的孔中，而该支架轴设有一对中孔，后者借助封闭螺钉96紧密地被封闭。在按照本发明的其它实施例中，上述孔设计为螺纹孔，而封闭螺钉96则有相应的螺纹。在图9中封闭螺钉96可以拆下，以用于充填或排放润滑剂，然后可以重新连接。行星轮支架轴95借助轴承90支承在箱体中，并借助轴密封圈94密封，其中，行星轮支架轴95在其外周上在某个区域内如此被加工，以使它可以用作轴密封圈的密封唇的滑动面。
在图11中示出交叉轴齿轮传动装置7与转接件5和转接法兰11的组装，其中，交接区74设计成开放式配合结构，以调节圆柱齿轮70与套装式小齿轮53之间的间隙。
在图12中示出行星齿轮传动装置8与转接件6和转接法兰11的组装，其中，交接区74设计成开放式配合结构，以补偿公差。此时，行星轮86基本上参与决定用作太阳轮的插入式小齿轮69的位置和取向，尤其是径向的取向。
在图13中示出了行星齿轮传动装置9与转接件9和转接法兰11的组装，其中，交接区74设计成开放式配合结构，以补偿公差。此时，行星轮92基本上参与决定用作太阳轮的插入式小齿轮69的位置和取向，尤其是径向的取向。
即本发明使得可借助转接器使IEC标准电动机与一齿轮传动装置连接或不用转换器而使制造商自备的电动机与齿轮传动装置连接，其中，制造商自备的电动机设计成具有包含一插入式小齿轮或套装式小齿轮的转子轴。由此，可以实现极其紧凑地直接附装在一齿轮传动装置上，但是该齿轮传动装置也可以与可通过转接器连接的标准电动机一起使用。
此外，在本发明中有利的是，转接器补偿转子轴的纵向热膨胀，由此，齿轮传动装置和电动机可借助转接器在热隔离/不受热影响。
此外重要的是，具有或没有在输入侧发出的横向力的单级或多级齿轮传动装置以及具有输入的圆柱齿轮传动级或行星齿轮传动级的齿轮传动装置，都可以进行连接。转接器可以根据齿轮传动装置的类型设计成具有横向力补偿，即具有转接器5，或设计成没有横向力补偿，即具有转接器6。由此，可以得到大量的变型可能性。
此外，转接器还有一附加功能，即在装入齿轮传动装置中时可对小齿轮进行对中。
在开放式配合结构中，重要的是，在旋紧连接螺栓之前，允许转接器与齿轮传动装置之间有径向位移，所述位移大于转接器与电动机之间的相应的位移。
在按照本发明的另一实施例中，不仅整个交叉轴齿轮传动装置，而且行星齿轮传动装置以及还有二级行星齿轮传动装置都有一小于3角分的间隙，该二级行星齿轮传动装置由行星齿轮传动前置级10和行星齿轮传动装置9或8形成。
电动机-如同连同另一电动机轴承盖14一样一连同转子2同样也可作设计成直接附装的电动机1、2、13，所述轴承盖使之能与图10的齿轮传动装置127、128、129、130、131连接，其中，电动机轴承盖14可与转接器126或与前置齿轮传动装置125连接。在图1和10中，用带圆圈的1图解表示这些连接可能性。
参考标号带圆圈的2表示，也可连同转子3或4一起将电动机壳1直接附装在齿轮传动装置127、128、129、130、131上。为此，电动机壳1也设置有交接区，所述交接区对应于上述齿轮传动装置的交接区。
由此，对电动机壳，不仅可以采用标准齿轮传动装置127、129、130、131，而且也可采用伺服齿轮传动装置7、8、9。
该结构系列如此设计并实施，以使图1的伺服齿轮传动装置只有整数的变速比。
在按照图12和13的变型中，采用了相同的转接器。但是，按照图13的行星齿轮传动装置为双侧支承，而按照图12的行星齿轮传动装置12则为单侧即在输出侧支承。因此，转接器侧的轴承90需要具有一定的结构长度。此结构长度要借助转接器轴67的结构形式和轴向结构长度与插入式小齿轮69一起这样考虑，以使插入式小齿轮作为太阳轮完全装入各行星轮92之间。在图12中，设置相同的转接器。据此，在此行星齿轮传动装置中，插入式小齿轮69也完全装入各行星轮92之间，行星齿轮传动装置的箱体80则如此延长，以使交接区74即开放式配合结构如同在图13中那样，相对于行星轮也位于相应的轴向位置上。由此，在图12中，在行星轮支架轴81与开放式配合结构之间形成一加大的空气体积，所述空气体积在温度升高时用于减小空气压力。特别是在安装时或在运行中温度升高时，该空气压力降低是有益的。总之，由于所设定的实现尽可能多的组合(方案)的目标，在结构系列的某些变型中，要容忍加大的结构长度。不过，出人意料的是，总体上可以实现一个优点，即相对于齿轮传动装置的较小的结构体积，在温度升高时减小空气压力。这个优点在伺服齿轮传动装置中特别重要，这是因为，在完成定位任务时，会出现可导致相应的发热的高转速。因此，在本结构系列中，就出人意料地有意识地容忍上述结构长度加大，以由此实现两个优点，首先是组合上的多样性，其次是空气压力减小。
与图13比较，在图12中明显地看出加大的空气体积。如果现在不是采用转接器，而是直接附装一个具有驱动侧轴承盖的电动机，则同样可以以类似的方式形成该空气体积。
在按照本发明的另一实施例中，不是采用双级的交叉轴齿轮传动装置7，而是设置一单级的准双曲面齿轮传动装置。此时，有利的是，即使效率略低一些，变速比也是整数的。
对于上述直接附装的情况，特别有利的是，不需要联轴器，因此部件的数目可以减少，因而成本也可以降低。此外，结构形式因此也较紧凑。
在图5中借助金属膜盒的变型来实现热膨胀的补偿，而在图6中，则借助可移动的轴承65来实现。
交叉轴齿轮传动装置7总是设计成使它总体上具有一整数的有利地在3至30的范围内的变速比。为了得到不同的变速比，可以在结构量内对啮合件进行更换；此时，按照所要求的变速比，用包括另一个平面齿大齿轮和另一个准双曲面小齿轮的第二组更换包括平面齿大齿轮和准双曲面小齿轮的一组。此外，这样改变输入的齿轮传动级的圆柱齿轮，以使总体上总是存在整数的变速比。在轴间距离恒定时以及在相应的结构量内，圆柱齿轮的改变包括螺旋角和齿廓变位。
对于交叉轴齿轮传动装置7的准双曲面齿轮副，所述第一组有利地设计成变速比i＝3，第二组设计成变速比i＝7.5。
在一个用尽可能少的不同的啮合件覆盖尽可能宽而密的由变速比占据范围的结构量内，特别有利地产生的变速比为i＝3、4、6、8、10、15、20、25、30、35和40。此时，i＝3至10的变速比借助具有i＝3的准双曲面齿轮组产生，而其余的变速比则利用具有i＝7.5的组产生。
一有利地设计的结构系列包括6个结构量，即在交叉轴齿轮传动装置7的圆柱齿轮副中有6种轴间距离。利用这个数目就可以覆盖工业上常用的所有结构量或功率级。此外，此时可实现部件多样性与件数之间最佳的关系。在还要大的结构量中，例如在兆瓦范围或更大时，件数这样少，以使在不同的变型时，重复使用部件的优点变少，但是设计上的缺点增多，例如用于箱体的材料量以及由此材料费用增加。
这样来设计结构量，以使结构量的可传递的最大转矩按M1*(2^(n-1))的方式分级变化，其中n是1至6编号的结构量，而M1是最小的结构量-即n＝1-的可传递的最大转矩。
在按照本发明的另一实施形式中，与所述公式M1*(2^(n-1))有偏差是有利的，如果所述偏差小于18％。已经证明这是特别有利的值。
在按照本发明的另一实施形式中，证明值M1＝40Nm是特别有利的，因为，在保持上述优点的情况下，由此可覆盖工业齿轮传动装置市场上的上述有利的部件。
在按照本发明的另一实施形式中，表明M1的值在10Nm和100Nm之间也是有利的。
在按照本发明的另一实施形式中，结构系列包括两种小间隙的齿轮传动装置，也就是上述具有3角分的齿轮传动装置和相同的但是有6角分的齿轮传动装置。由此，还可以制造并供应较经济的具有6角分的齿轮传动装置和相应的齿轮马达。
参考符号表
1电动机壳；2.具有圆柱形轴端的转子；3.具有用于套装式小齿轮的配合键的转子；4.用于插入式小齿轮的转子；5.有两个轴承的转接件；6.有一个轴承的转接件；7.交叉轴齿轮传动装置；8.有圆柱形从动轴端的行星齿轮传动装置；9.有从动法兰块的行星齿轮传动装置；10.行星齿轮传动前置级；11.转接法兰；12.带轴承的电动机轴承盖；13.带轴承的电动机轴承盖；14.带轴承的电动机轴承盖；21.对中孔；22.转子轴；23.电动机轴承盖；24.交接区；25.轴承；26.轴密封圈；31.套装式小齿轮；32.转子轴；33.电动机轴承盖；35.轴承；36.轴密封圈；41.插入式小齿轮；42.转子轴；45.轴承；46.轴密封圈；50.传动装置侧的半联轴器；51.对中孔；52.转接器轴；53.套装式小齿轮；54.轴密封圈；55.轴承；56.转接件的壳件；57.轴承；58.电动机侧的半联轴器；59.金属膜盒；60.连接螺栓；61.夹紧环；62.转接法兰；63.切缝；64.转接件的壳体；65.轴承；66.轴密封圈；67.转接器轴；68.对中孔；69.插入式小齿轮；70.圆柱齿轮；71.轴承；72.小齿轮；73.平面大齿轮；74.开放式配合结构；75.箱体件；76.轴；80.对中孔；81.行星轮支架轴；82.轴密封圈；83.轴承；84.轴承；85.滚针轴承；86.行星轮；87.行星轮心轴；88.空间体积；89.锁紧螺母；90.轴承；91.行星轮心轴；92.行星轮；93.箱体；94.轴密封圈；95.行星轮支架轴；96.封闭螺钉；97.空间体积；98.滚针轴承；121.异步电动机；122.带正方形法兰的异步电动机；123.作为伺服电动机的异步电动机；124.变频电动机；25.前置齿轮传动装置；126.转接器；127.圆柱齿轮传动装置；128.扁平传动装置；129.锥齿轮传动装置；130.蜗杆传动装置；131.螺旋平面齿轮传动装置。
Claims (28)
1.用于齿轮马达的结构系列的结构组件，该齿轮马达包括由电动机驱动的齿轮传动装置，
其中，所述结构系列至少包括一个可由至少一个物理量，机械量和/或几何量描述特征的结构量，特别是如额定功率、轴线高度或转矩，
其中，电动机总是至少包括一电动机壳，一包含转子轴的转子和一驱动侧电动机轴承盖，
其特征为，至少在一结构量内部的变型的子集内，驱动侧的电动机轴承盖在输出侧具有一这样的交接区，从而可以直接连接
(iii)一无横向力的齿轮传动装置，或
(iv)一有横向力的齿轮传动装置，
其中，转子轴在输出侧力锁地，材料相配地和/或形锁地与一小齿轮连接；
其中，这样来实现所述直接连接，即小齿轮设置成齿轮传动装置的输入的啮合部分。
2.如权利要求1的结构组件，其特征为，在相同的电动机壳体(1)中，转子轴可设置成至少两种类型的转子轴(3、4)，
-其中，在第一类转子轴(3)中，在输出侧设置一套装式小齿轮，以及
-其中，在第二类转子轴(4)中，在输出侧设置一插入式小齿轮。
3.用于齿轮马达的结构系列的结构组件，该齿轮马达包括由电动机驱动的齿轮传动装置，
其中，该结构系列至少包括一个可由至少一个物理量、机械量和/或几何量描述特征的结构量，特别是如额定功率、轴线高度或转矩，
其中，电动机总是至少包括一电动机壳、一包含转子轴的转子和一驱动侧电动机轴承盖，
其特征为，至少在一结构量内部的变型的子集内，驱动侧电动机轴承盖在输出侧具有一这样的交接区，从而可以直接连接
(V)一无横向力的齿轮传动装置，或
(Vi)一有横向力的齿轮传动装置，
其中，转子轴在输出侧设有啮合部，
其中，这样来实现所述直接连接，即转子轴设置成齿轮传动装置的输入的啮合部分。
4.用于齿轮马达的结构系列的结构组件，该齿轮马达包括由电动机驱动的齿轮传动装置，
其中，该结构系列至少包括一个可由至少一个物理量，机械量和/或几何量描述特征的结构量，特别是例如额定功率、轴线高度或转矩，
其中，电动机总是至少包括一电动机壳、一包含转子轴的转子和一驱动侧电动机轴承盖，
其特征为，在结构量内，电动机的电动机壳具有一与输出侧电动机轴承盖的这样的交接区，从而至少有两种不同的输出侧电动机轴承盖的变型可以与电动机壳连接，
(i)其中，在第一种变型(13)中，驱动侧的电动机轴承盖在输出侧具有一这样的交接区，以使驱动侧电动机轴承盖可与一转接器的转接法兰(11)连接，
其中，转接器包括一第一转接件和转接法兰(11)，
其中，结构组件至少包括两种类型的可与转接法兰连接的第一转接件(5、6)，其中，交接区在转接法兰(11)与第一变型的驱动侧电动机轴承盖之间包括用于对中的结构，如配合结构，
其中，第一类型的第一转接件(5)
-借助一包括二维开放式配合结构的交接区，即借助移入一平面中，以调节允许有横向力的齿轮传动装置的交接区的间隙，从而可与一有横向力的齿轮传动装置如具有布置在输入侧的圆柱齿轮传动级的齿轮传动装置连接，
-包括一转接器轴，
-包括至少两个轴承，以及
-有一用于补偿轴向膨胀的、尤其是由热引起的膨胀的第一结构，
其中，第二类型的第一转接件(6)
-可借助一交接区与一无横向力的齿轮传动装置如行星齿轮传动装置连接，
-包括一转接器轴，
-有一用于补偿轴向膨胀的、尤其是由热引起的膨胀的第二结构，以及
-包括一轴承，
(ii)其中，在第二种变型(12)中，驱动侧电动机轴承盖在输出侧具有一这样的交接区，以可以直接与一无横向力的，或可选地与有横向力的齿轮传动装置连接，
其中，在第二种变型中，在相同的电动机壳体(1)中可设置至少两种类型的转子轴(3、4)，
-其中，在第一类转子轴(3)中，在输出侧设置一套装式小齿轮，以及
-其中，在第二类转子轴(4)中，在输出侧设置一插入式小齿轮，
其中，这样来实现所述直接连接，即插入式小齿轮或套装式小齿轮设置成与齿轮传动装置的至少一个啮合部分相啮合。
5.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，输出侧电动机轴承盖包括一用于转子轴的轴承。
6.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，
-在第一类转子轴(3)中，在输出侧设置一套装式小齿轮，以及
-在第二类转子轴(4)中，在输出侧设置一插入式小齿轮。
7.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，所有齿轮传动装置在输入侧有一作为交接区的开放式配合结构。
8.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，设置一膜盒式联轴器作为用于补偿轴向膨胀的第一结构。
9.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，特别是在转接件的轴承上设置至少一滚动垫片和/或一补偿垫片作为用于补偿轴向膨胀的第二结构。
10.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，尤其是在借助移动调节间隙以后，这样将结构系列的齿轮传动装置设计成小间隙的，以使每单个的齿轮传动级和/或整个齿轮传动装置的间隙小于6角分。
11.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，尤其是在借助移动调节间隙以后，这样将结构系列的齿动传动装置设计成小间隙的，以使每单个的齿轮传动级和/或整个齿轮传动装置的间隙小于3角分。
12.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，无横向力的、单侧支承的、与转接件(6)或与电动机的驱动侧轴承盖(12)连接的齿轮传动装置(8)包含一比无横向力的、双侧支承的、直接与转接件(6)或与电动机的驱动侧轴承盖(12)连接的齿轮传动装置(9)大的空气体积，以进行压力平衡。
13.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，齿轮传动装置具有一作为输入级的行星齿轮传动级。
14.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，有横向力的齿轮传动装置为两级齿轮传动装置，其在输入侧的齿轮传动级设计成圆柱齿轮副，尤其是具有斜啮合齿轮的齿轮传动级。
15.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，有横向力的齿轮传动装置的第二级为一交叉轴齿轮传动级。
16.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，交叉轴齿轮传动设计成单级的，尤其是设计成准双曲面齿轮传动。
17.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，齿轮传动装置为伺服齿轮传动装置，尤其是还设置成用于精确定位。
18.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，在第三变型中，在驱动侧电动机轴承盖具有这样的交接区，从而可以使用一标准齿轮传动装置，如圆柱齿轮传动装置、扁平传动装置、锥齿轮传动装置或蜗杆传动装置。
19.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，在第一变型中，驱动侧电动机轴承盖具有这样的交接区，从而可以连接一前置齿轮传动装置或一转接器，所述转接器又可与标准齿轮传动装置中的一个连接，如圆柱齿轮传动装置、扁平传动装置、锥齿轮传动装置或蜗杆传动装置。
20.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，电动机轴承盖与转接法兰之间或转接件与齿轮传动装置之间的交接区分别设计成正方形法兰或圆形法兰。
21.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，至少一个齿轮传动装置在输出侧有一圆柱形轴端。
22.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，至少一个齿轮传动装置在输出侧有一符合标准的法兰块交接区。
23.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，交叉轴齿轮传动装置(7)设计成这样的具有一输入的圆柱齿轮副和至少一个另外的交叉轴齿轮传动级，以使所述传动装置总体上具有一整数的变速比。
24.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，在交叉轴齿轮传动级中，在某一结构量内，根据所要求的变速比，用包括另一大齿轮和另一小齿轮的第二组更换包括大齿轮和小齿轮的组。
25.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，大齿轮为一平面的大齿轮和/或小齿轮为准双曲面小齿轮。
26.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，交叉轴齿轮传动级有一轴偏距。
27.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，所述各齿轮组的变速比之间有一定的比例，如1∶2.5。
28.如前述权利要求的至少一项的结构组件，其特征为，第一组有变速比3。
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