CN218510141U - 行星支架盘结构及具有该结构的行星齿轮箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种行星支架盘结构及具有该结构的行星齿轮箱，所述行星支架盘结构包括：行星支架，所述行星支架中开设有一个与之同轴的中心孔，所述行星支架上设置有轴安装孔；输出轴，所述输出轴与所述中心孔相匹配；行星销轴，所述行星销轴与所述轴安装孔相匹配，每个行星销轴分别匹配固定套接于所述轴安装孔内；所述行星支架上还设置有一个或多个泄压孔。与现有技术相比，本实用新型具有有效减小行星支架断裂风险及行星销轴的松动脱落风险，从而延长整个齿轮箱的使用寿命等优点。

Description

行星支架盘结构及具有该结构的行星齿轮箱

技术领域

本实用新型涉及一种传动装置，尤其是涉及一种行星支架盘结构及具有该结构的行星齿轮箱。

背景技术

现有行星支架盘，用于行星齿轮箱中，与输出轴(或太阳轮)、行星销轴、行星轮、齿圈等共同组成行星齿轮箱中的传动机构，它们之间一般通过过盈安装保证传动的稳定，准确。

如图2所示为现有行星支架结构正视图，图3为现有行星支架结构示意图，图4为现有行星支架结构装配图。图2至图4展示了现有行星支架的结构，现有的行星支架一般为圆盘，中心为输出轴(或太阳轮)安装孔，周向分布相应行星销轴安装孔。行星销轴一般与行星支架过盈安装，在常用的公差配合范围内，由于自身结构限制，易出现行星盘断裂风险及行星销轴松动脱落风险，从而使齿轮传动失效，会导致行星齿轮箱的整体使用寿命缩短。

图5至图10展示了一种采用现有技术方案的行星支架在采用三种过盈配合量情况下的行星盘最大拉伸应力和行星盘与销轴接触应力云图。行星销轴孔配合尺寸为轴：

，孔：

，其公差范围为(-0.027mm～-0.012mm)，取中值-0.0195mm(直径)；齿轮轴行星盘中心孔配合为轴：

，孔：

，其公差范围为(-0.11mm～-0.075mm)，计算三种过盈配合量下的变形及应力：max.-0.11mm，mean-0.0925mm，min.-0.075mm。支架盘材料选用45#钢，材料抗拉强度≥600MPa，屈服强度≥355MPa，断裂延伸率≥0.16。在图5至图7中，深黑色区域为应力大于600MPa，在图中行星销轴与行星盘接触外圈的最大拉伸应力均超过600MPa，理论上该位置存在断裂的风险。在图8至图10中，灰色区域接触应力低于1MPa，可以认为基本没有接触或者脱开，行星盘变形导致每个行星销轴沿着周向两侧部位没有接触应力，即行星销轴和行星盘脱开现象，这可能会导致行星销轴松动脱落。

经过检索，中国专利公开号CN207161695U公开了一种三级行星支架，通过设置三个以中心孔的轴心线为轴心呈圆形阵列均匀分布的通孔可以作为行星支架盘的固定安装孔来使用，进而可以锁死行星支架盘，但是通孔并没有进行进一步的泄压设计，存在由于材料挤压导致的行星支架盘断裂风险。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种行星支架盘结构及具有该结构的行星齿轮箱。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

根据本实用新型的一个方面，提供了一种行星支架盘结构，包括：

行星支架，所述行星支架中开设有一个与之同轴的中心孔，所述行星支架上设置有轴安装孔；

输出轴，所述输出轴与所述中心孔相匹配；

行星销轴，所述行星销轴与所述轴安装孔相匹配，每个行星销轴分别匹配固定套接于所述轴安装孔内；

所述行星支架上还设置有一个或多个泄压孔。

作为优选的技术方案，所述的泄压孔为圆形孔或腰形孔。

作为优选的技术方案，所述的泄压孔圆心均布在所述轴安装孔的圆心周向弧线上。

作为优选的技术方案，所述的泄压孔为三个或者六个。

作为优选的技术方案，所述的圆形孔的直径或腰形孔的长度根据仿真计算结果选择。

作为优选的技术方案，所述的行星支架与所述行星销轴过盈连接。

作为优选的技术方案，所述的行星销轴为陶瓷材质制作而成的行星销轴。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种具有行星支架盘结构的行星齿轮箱，包括第一齿圈、第二齿圈、电机齿轮、轴承组、输入级行星轮、输出级行星轮和所述行星支架盘结构，所述行星支架盘结构设有两个，分别为第一行星支架结构和第二行星支架结构；

所述输入级行星轮与所述第一齿圈及所述电机齿轮啮合，所述输入级行星轮通过所述第一行星支架结构的行星销轴与所述第一行星支架结构过盈连接；

所述输出级行星轮与所述第二齿圈啮合，所述输出级行星轮通过所述第二行星支架结构的行星销轴与所述第二行星支架结构过盈连接；

所述轴承组包括一个或多个轴承，所述轴承组设置在所述第二行星支架结构的输出轴的对应位置上，所述轴承组与所述第二齿圈刚性连接。

作为优选的技术方案，所述的电机齿轮、第一行星支架结构和第二行星支架结构同轴放置。

作为优选的技术方案，该行星齿轮箱还包括前端盖和密封件，所述密封件位于所述前端盖和所述输入级行星轮之间。

与现有技术相比，本实用新型针对销轴与行星支架过盈配合时，行星支架最大拉伸应力过大及变形过大现象，在行星支架上设置了泄压孔，有效减小行星支架断裂风险及行星销轴的松动脱落风险，从而延长整个齿轮箱的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型行星齿轮箱内部截面图；

图2为现有行星支架结构正视图；

图3为现有行星支架结构示意图；

图4为现有行星支架结构装配图；

图5为过盈配合量为min-0.075mm情况下的行星盘最大拉伸应力云图；

图6为过盈配合量为mean-0.0925mm情况下的行星盘最大拉伸应力云图；

图7为过盈配合量为max-0.011mm情况下的行星盘最大拉伸应力云图；

图8为过盈配合量为min-0.075mm情况下的行星盘与销轴接触应力云图；

图9为过盈配合量为mean-0.0925mm情况下的行星盘与销轴接触应力云图；

图10为过盈配合量为max-0.011mm情况下的行星盘与销轴接触应力云图；

图11为本实用新型实施例1的行星支架盘结构的示意图；

图12为本实用新型实施例1的行星支架盘结构的正视图；

图13为本实用新型实施例2的行星支架盘结构的示意图；

图14为本实用新型实施例2的行星支架盘结构的正视图；

图15为本实用新型实施例3的行星支架盘结构的示意图；

图16为本实用新型实施例3的行星支架盘结构的正视图；

图17为本实用新型实施例1的行星支架盘结构在过盈配合量为min-0.075mm情况下的最大拉伸应力云图；

图18为本实用新型实施例1的行星支架盘结构在过盈配合量为mean-0.0925mm情况下的最大拉伸应力云图；

图19为本实用新型实施例1的行星支架盘结构在过盈配合量为max-0.011mm情况下的最大拉伸应力云图；

图20为本实用新型实施例2的行星支架盘结构在过盈配合量为min-0.075mm情况下的最大拉伸应力云图；

图21为本实用新型实施例2的行星支架盘结构在过盈配合量为mean-0.0925mm情况下的最大拉伸应力云图；

图22为本实用新型实施例2的行星支架盘结构在过盈配合量为max-0.011mm情况下的最大拉伸应力云图；

图23为本实用新型实施例3的行星支架盘结构在过盈配合量为min-0.075mm情况下的最大拉伸应力云图；

图24为本实用新型实施例3的行星支架盘结构在过盈配合量为mean-0.0925mm情况下的最大拉伸应力云图；

图25为本实用新型实施例3的行星支架盘结构在过盈配合量为max-0.011mm情况下的接触应力云图；

图26为本实用新型实施例1的行星支架盘结构在过盈配合量为min-0.075mm情况下的接触应力云图；

图27为本实用新型实施例1的行星支架盘结构在过盈配合量为mean-0.0925mm情况下的接触应力云图；

图28为本实用新型实施例1的行星支架盘结构在过盈配合量为max-0.011mm情况下的接触应力云图；

图29为本实用新型实施例2的行星支架盘结构在过盈配合量为min-0.075mm情况下的接触应力云图；

图30为本实用新型实施例2的行星支架盘结构在过盈配合量为mean-0.0925mm情况下的接触应力云图；

图31为本实用新型实施例2的行星支架盘结构在过盈配合量为max-0.011mm情况下的接触应力云图；

图32为本实用新型实施例3的行星支架盘结构在过盈配合量为min-0.075mm情况下的接触应力云图；

图33为本实用新型实施例3的行星支架盘结构在过盈配合量为mean-0.0925mm情况下的接触应力云图；

图34为本实用新型实施例3的行星支架盘结构在过盈配合量为max-0.011mm情况下的接触应力云图；

其中，1、行星支架，2、中心孔，3、轴安装孔，4、泄压孔，5、行星销轴，6、密封件，7、第一齿圈，8、第二齿圈，9、电机齿轮，10、轴承组，11、输入级行星轮，12、输出级行星轮，13、第一行星支架结构，14、第二行星支架结构，15、前端盖，13a、第一行星支架的行星支架，13b、第一行星支架的行星销轴，14a、第二行星支架的行星支架，14b、第二行星支架的行星销轴，14c、第二行星支架的输出轴。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图11-12，一种行星支架盘结构，包括：

行星支架1，所述行星支架1中开设有一个与之同轴的中心孔2，所述行星支架1上设置有轴安装孔3，

输出轴，所述输出轴与所述中心孔2相匹配；

行星销轴5，所述行星销轴5与所述轴安装孔3相匹配，每个行星销轴5分别匹配固定套接于所述轴安装孔3内；

所述行星支架1上还设置有一个或多个泄压孔4。

所述的泄压孔4为圆形孔。所述的泄压孔4为三个

所述的泄压孔4圆心均布在所述轴安装孔3的圆心周向弧线上。

在本实施例中在销轴孔中间部位添加与销轴孔直径相等的圆形通孔，图11为本实施例的示意图，图12为本实施例的正视图。选用三种过盈配合量：max.-0.11mm，mean-0.0925mm，min.-0.075mm，在过盈量及材料不变的情况下进行有限元计算。计算后得到本技术方案的行星盘最大拉伸应力如图17至图19所示。本技术方案的行星盘与销轴接触应力云图如图26至图28所示。

实施例2

在本实施例中将销轴孔间周向距离三等分，在等分点位置添加与销轴孔等径的圆形通孔，图13为本实施例的示意图，图14为本实施例的正视图。选用三种过盈配合量：max.-0.11mm，mean-0.0925mm，min.-0.075mm，在过盈量及材料不变的情况下进行有限元计算。计算后得到本技术方案的行星盘最大拉伸应力如图20至图22所示。本技术方案的行星盘与销轴接触应力云图如图29至图31所示。

实施例3

在本实施例中在实施例2的基础上，将两圆形通孔连接成一腰形通孔，圆孔与腰型孔即为泄压孔。图15为本实施例的示意图，图16为本实施例的正视图。选用三种过盈配合量：max.-0.11mm，mean-0.0925mm，min.-0.075mm，在过盈量及材料不变的情况下进行有限元计算。计算后得到本技术方案的行星盘最大拉伸应力如图23至图25所示。本技术方案的行星盘与销轴接触应力云图如图32至图34所示。

从行星盘最大拉伸应力云图来看，三种实施例均可减小行星盘外圆的最大拉伸应力，均有助于降低行星盘断裂风险。实施例3应力水平最低，效果最优。从销轴和支架盘配合面的接触应力分布来看，随着支架盘中心孔过盈配合量的增加，销轴配合面出现的非接触区域越来越大。三种实施例均有利于减少行星销轴与销轴孔的非接触区域。实施例3的非接触区域完全消失，效果最优。本实用新型的三种实施例均是通过泄压孔的存在，减小行星销轴与销轴孔过盈安装时，由于行星盘与行星销轴材料不一致(行星销轴材料更硬)导致的周围材料对销轴孔的挤压，从而减小产生的较大的拉伸应力与大变形，因此本实用新型的关键技术是在行星盘的销轴孔周向添加相应的泄压孔。此外，本实用新型不仅可用于案例中的三销轴孔行星盘，根据销轴孔数量增加或减少，可增加或减少相应的圆孔或腰型孔(即泄压孔)数量达到相同的效果，其形状与数量可根据仿真分析计算结果选定。

实施例4

本实用新型还提供一种具有行星支架盘结构的行星齿轮箱，包括第一齿圈7、第二齿圈8、电机齿轮9、轴承组10、输入级行星轮11、输出级行星轮12以及实施例1、2或3中的行星支架盘结构，所述行星支架盘结构设有两个，分别为第一行星支架结构13和第二行星支架结构14；

所述输入级行星轮11与所述第一齿圈7及所述电机齿轮9啮合，所述输入级行星轮11通过所述第一行星支架结构13的行星销轴与所述第一行星支架结构13过盈连接；

所述输出级行星轮12与所述第二齿圈8啮合，所述输出级行星轮12通过所述第二行星支架结构14的行星销轴与所述第二行星支架结构过盈连接；

所述轴承组10包括一个或多个轴承，所述轴承组10设置在所述第二行星支架结构14的输出轴的对应位置上，所述轴承组10与所述第二齿圈8刚性连接。

所述的电机齿轮9、第一行星支架结构13和第二行星支架结构14同轴放置。该行星齿轮箱还包括前端盖15和密封件6，所述密封件6位于所述前端盖15和所述输入级行星轮11之间。所述轴承组的轴承采用滚珠轴承。

在本实用新型的行星盘支架结构中，包括中心的输出轴孔与四周的销轴孔，除此之外在销轴孔间添加圆孔或腰型孔(即泄压孔)。通过泄压孔的存在，减小行星销轴与行星盘过盈配合时，由于周围材料的挤压导致的行星支架盘最大拉应力过大和变形过大；缓和行星支架盘变形导致的行星销轴与行星盘销轴孔沿周向没有接触应力的现象，减小非接触区域的出现。这种结构可以减小行星盘在较大的过盈配合量下外圆面出现过大的应力，可能导致的断裂风险，也可以减小行星销轴和行星盘连接处可能出现非接触区域从而导致行星销轴松动脱落的风险，从而延长了整体齿轮箱的使用寿命。行星销轴松动风险的降低可有效增加传动的平顺性，可使齿轮箱传动更加平稳，且降低了由于传动不平顺产生的噪音问题。

此外，行星支架盘是行星齿轮箱的重要组成部分，采用行星支架盘的结构技术方案有利于行星齿轮箱整体的使用寿命的增加和齿轮箱的轻量化。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种行星支架盘结构，包括：

行星支架(1)，所述行星支架(1)中开设有一个与之同轴的中心孔(2)，所述行星支架(1)上设置有轴安装孔(3)；

输出轴，所述输出轴与所述中心孔(2)相匹配；

行星销轴(5)，所述行星销轴(5)与所述轴安装孔(3)相匹配，每个行星销轴(5)分别匹配固定套接于所述轴安装孔(3)内；

其特征在于，所述行星支架(1)上还设置有一个或多个泄压孔(4)。

2.根据权利要求1所述的一种行星支架盘结构，其特征在于，所述的泄压孔(4)为圆形孔或腰形孔。

3.根据权利要求1所述的一种行星支架盘结构，其特征在于，所述的泄压孔(4)圆心均布在所述轴安装孔(3)的圆心周向弧线上。

4.根据权利要求1所述的一种行星支架盘结构，其特征在于，所述的泄压孔(4)为三个或者六个。

5.根据权利要求2所述的一种行星支架盘结构，其特征在于，所述的圆形孔的直径或腰形孔的长度根据仿真计算结果选择。

6.根据权利要求1所述的一种行星支架盘结构，其特征在于，所述的行星支架(1)与所述行星销轴(5)过盈连接。

7.根据权利要求1所述的一种行星支架盘结构，其特征在于，所述的行星销轴(5)为陶瓷材质制作而成的行星销轴。

8.一种具有行星支架盘结构的行星齿轮箱，其特征在于，包括第一齿圈(7)、第二齿圈(8)、电机齿轮(9)、轴承组(10)、输入级行星轮(11)、输出级行星轮(12)和权利要求1-7中任一项所述行星支架盘结构，所述行星支架盘结构设有两个，分别为第一行星支架结构(13)和第二行星支架结构(14)；

所述输入级行星轮(11)与所述第一齿圈(7)及所述电机齿轮(9)啮合，所述输入级行星轮(11)通过所述第一行星支架结构(13)的行星销轴与所述第一行星支架结构(13)过盈连接；

所述输出级行星轮(12)与所述第二齿圈(8)啮合，所述输出级行星轮(12)通过所述第二行星支架结构(14)的行星销轴与所述第二行星支架结构过盈连接；

所述轴承组(10)包括一个或多个轴承，所述轴承组(10)设置在所述第二行星支架结构(14)的输出轴的对应位置上，所述轴承组(10)与所述第二齿圈(8)刚性连接。

9.根据权利要求8所述的一种具有行星支架盘结构的行星齿轮箱，其特征在于，所述的电机齿轮(9)、第一行星支架结构(13)和第二行星支架结构(14)同轴放置。

10.根据权利要求8所述的一种具有行星支架盘结构的行星齿轮箱，其特征在于，该行星齿轮箱还包括前端盖(15)和密封件(6)，所述密封件(6)位于所述前端盖(15)和所述输入级行星轮(11)之间。

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