DE2511973C3 - Planetenschraubgetriebe - Google Patents

Description

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₂₀ Widern einen bekannten Planetenschraubgetriebe mT PS 7 20 040) soll die Schrägstellung der PlaneteniΓ/inen Axialschub zum Zwecke des Belastungs- !h« ereSen Eine Vorschrift für die Größe des SSSSfSa man bei den bekannten Kon-

iffSS&^O™^ ist bei einem Planetengetriebe mit rechtwinklig gekreuzten Achsen gegeben (GB-PS 513 578). Die Zentralräder werden 53£* von Schneckenrädern gebildet zwischen denen

verhältnis der Getrieberäder autzmosen u«.u giouu» t,g ,Se Geräuschentwicklung der Getriebe weiterhin

^ÄSSö. Lösung beruht auf. der Tatsache, daß beim Planetenschraubgetriebe bei der Ermittlung der Übersetzung außer den Durchmessern auch die Schrägungswinkel zu berücksichtigen sind:

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d_A · cos ßjm„

Planetengetriebe haben gegenüber Standgetrieben mit parallelen Wellen eine Reihe νοη Vorteilen, von denen hier nur die koaxiale Bauweise, das günstigere Leistungsgewicht, der geringere Raumbedarf, der bessere Wirkungsgrad und die größere, in einer Stufe realisierbare Übersetzung genannt seien. Alle diese Vorteile resultieren letztlich aus dem Prinzip der Leistungsverzweigung, das in Planetengetrieben verwirklicht wird, und der Tatsache, daß in Planetengetrieben ein Teil der Leistung als Kupplungsleistung übertragen wird.

Trotz dieser geschilderten Vorteile zeigt sich bei sehr großen und sehr kleinen Übersetzungen, daß die übertragbare Leistung eines Planetengetriebes durch die kleinen Durchmesser des inneren Zentralrades bei großen bzw. der Planeten bei kleinen Übersetzungen begrenzt wird, während die übrigen, erheblich größeren Räder des Getriebes den erforderlichen Bauaufwand bestimmen. Die Größenverhältnisse der verschiedenen Getrieberäder sind übersetzungsbedingt und lassen sich bei vorgegebener Übersetzung nicht ändern:

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- ^Z* ^m 4-1 - ^t 4-

Z_x-m A_x

Hinsichtlich der Geräuschentwicklung bieten Planetengetriebe gegenüber Standgetrieben begrenzte Vorteile, die aus den geringeren Umfangsgeschwindigkeiten resultieren.

Es sind auch Planetengetriebe nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bekannt (DT-PS 7 20040, GB-PS 11 23 269, US-PS 12 76 855), bei denen die Getrieberäder schrägverzahnt und die Planetenachsen unter einem _AO Daraus erkennt man, daß sich der feste Zteammenhang zwischen Übersetzung und Größenverhältn.s der Getrieberäder auflösen läßt. Bei dem erfindungsgemäßen Planetenschraubgetriebe sind die Schwenkwinkel der Planetenachsen einerseits groß genug, um _4S ausreichende relative Gleitgeschwindigkeiten fur em günstiges Geräuschverhalten entstehen zu lassen, und andererseits klein genug, um noch günstigen Eingriff zwischen innerem Zentralrad und den Planetenradern zu gewährleisten. Durch die hyperbolische Gestaltung so des äußeren Zentralrades wird korrekter Eingriff zwischen dem äußeren Zentralrad und den Planetenradern hergestellt . Es ist bekannt, daß bei Schraubgetrieben (zylindrischen Schraubenradgetrieben, Schneckengetrieben, Hy- « Doidgetrieben) das Größenverhältnis von Rad und Ritzel bei gegebener Übersetzung in weiten Grenzen verändert werden kann. Außerdem bewirkt bei allen Schraubgetrieben die zusätzlich auftretende Gleitbewegung in Zahnlängsrichtung eine geringere Geräuschentwicklung als bei Getrieben mit parallelen oder sich schneidenden Achsen. Zu diesem Stand der Technik seiengenannt:(l) Wildhaber, E.: Basic Relationship of Hypoid Gears, American Machinist, Vol. 90, No 4-Π, 1946. (2) Niemaiin, G.: MascuKiencemente Bd 2, Springer Verlag Berlin, Göttingen, Heidelberg 1961. (3) L a η g e η b e c k, IL: Schraubenradgetriebe zur Leistungsübertragung, VDI-Z, Bd. Ill (1969), Nr.4. (4) Jarchow, F, K. Langenbeck,

H. Benthake: Planeten-und Überlagerungsgetriebe, Antriebstechnik 10/11/12,1967. Die in (3) genannten Möglichkeiten für Stirnradgetriebe mi; gekreuzten Achsen werden nur selten genut-t, da der bisher erforderliche Winkel zwischen den Achsen meist nicht zugelassen werden kann.

In den Figuren bedeutet jeweils ί inneres Zentr ;lrad, 2 Planetenrad, 3 Planetenradträger (nur durch strichpunktierter; Kreis angedeutet) und 4 äußeres Zentralrad, ι ο

In Fig. 1 ist schematisch ein Stirnradplanetengetriebe mit der Übersetzung /=11 dargestellt. F i g. 3 zeigt schematisch ein Planetenschraubgetriebe mit gleichem Durchmesser des äußeren Zentralrades und gleicher Übersetzung. Um den Zahneingriff zu ermöglichen ist davon auszugehen, daß die Normalmodule aller Räder des Planetenschraubgetriebes gleich sind: aufgrund der unterschiedlichen Zahnschrägungswinkel sind jedoch die Stirnmodule verschieden. Gegenüber F i g. 1 ist der Durchmesser des inneren Zentralrades um den VergröSerungsfaktor cos /Vcos ß\ = 1,41 größer, woraus sich eine entsprechend gesteigerte Tragfähigkeit des Ptanetenschraubgetriebes ergibt. Um störungsfreien Eingriff zwischen Planeten und äußerem Zentralrad zu ermöglichen, ist dieses hyperbolisch ausgeführt.

F i g. 2 zeigt schematisch ein Stirnradplanetengetriebe mit der Übersetzung / = 2,5. F i g. 4 stellt schematisch ein Planetenschraubgetriebe mit gleichem Durchmesser des äußeren Zentralrades und gleicher Übersetzung dar. Da bei kleinen Übersetzungen nicht der Durchmesser des inneren Zentralrades sondern der Durchmesser der Planeten für die übertragbare Leistung maßgebend ist, wurde hier umgekehrt wie in F i g. 3 der Schrägungswinkel des inneren Zentralrades kleiner als der des äußeren Zentralrades gewählt. Es ergibt sich dadurch ein Verkleinerungsfaktor für das innere Zentrairad von cos /?4/cos ß\ = 0,71. Aus der Verkleinerung des inneren Zentralrades folgt bei konstantem Hohlraddurchmesser eine Vergrößerung des Planetendurchmessers um etwa 55% mit entsprechender Steigerung der übertragbaren Leistung.

Im mittleren Übersetzungsbereich /»4 ist eine Durchmesserkorrektur unerwünscht, Planeten und inneres Zentralrad sind ungefähr gleich groß. In diesem Bereich werden die Planeten geradverzahnt ausgeführt. Man erhält dann gleich große Schräjningswinke! für die Zentralräder, cos /Vcos ß] = 1. Die Längsgleitbewegung an den Zahnflanken und damit die günstige Beeinflussung des Geräuschverhaltens bleibt dabei erhalten.

Der Deutlichkeit in der Darstellung halber wurde in den Fig.3 und 4 der Planetenschwenkwinkel oder Achsenkreuzungswinkel fr = 20° gewählt. Praktisch genügt zur Erzielung des gewünschten Effektes ein Winke!0₃vonlO-15°.

Die beschriebene Durchmesserkorrektur gestattet es weiter, beim Planetenschraubgetriebe die Übersetzungsgrenzen, die für Stirnradplanetengetriebe geiten, auszuweiten, was bei Überlagerungsgetrieben bisweilen wünschenswert sein kann.

Bei einfachschrägverzahnten Planetenschraubgetrieben tritt außer dem bekannten Axialschub am inneren und äutJeren Zentralrad noch ein Axialschub am Planetenradträger auf, der durch entsprechende Lagerung aufgefangen wird. Bei doppelschrägverzahnten Planetenschraubgetrteben treten wie an den Zentralrädern auch am Planetenradträger keine freien Axialkräfte auf. Die Axialkräfte der beiden Verzahnungsebenen kompensieren sich gegenseitig. Für die Planetenräder der beiden Verzahnungsebenen sind dann jeweils getrennte Achsen vorgesehen.

Die Hyperboloidform des äußeren Zentralrades läßt sich bei kleineren Planetenschwenkwinkeln 03 durch Balligstoßen oder Balligschaben erzielen. Bei größeren Winkeln /J₃ im Getriebe ist bei der Herstellung des äußeren Zentralrades die Stößelachse der Zahnradstoßmaschine um den Winkel Ji₃ gegen die Werkstückachse zu verschwenken.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Planetenschraubgetriebe mit einem eien und einem äußeren Zentralrad, einem oder mehreren Planetenrädem und einem Planetenträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel (ß₃) zwischen den Planetenachsen und der Zentralachse 10-i5° beträgt und daß das äußere Zentralrad (4) hyperbolisch ausgeführt ist

2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnschrägungswinkel des inneren Zentralrades (ßi) größer als der des äußeren Zentralrades (ß*) ist

3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zahnschrägungswinkel (ß\) des inneren Zentralrades kleiner als der des äußeren Zentralrades (£») ist.

4. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Planetenräder geradverzahnt (02 = ο) sind, wobei die Schrägungswinkel der Zentralräder (ß\ und 0₄) gleich dem Planetenschwenkwinkel (fo) sind.

5. Doppelschrägverzahntes Planetenschraubgetriebe nach den Ansprüchen 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils zusammengehörenden Planetenräder der beiden Verzahnungsebenen auf getrennten Planetenachsen, die in entgegengesetzter Richtung verschwenkt sich unter dem Winkel 2 jjj schneiden, angeordnet sind.

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inkel zur Zentialachse angeordnet sind, sich Planetenschraubgetriebe ergeben. Alle Äweisen ein zylindrisches äußeres c _getri_eben tritt jedoch dann

an?if(Kant_eLingriff der Zahnflanken) Γ hie fü ist die Unverträglichkeit der (Vollzylinder, Hohlzylinder), die nicht SnSr gepaart werden können, da sich sonst SÄerührung mit Kantenpressung ergeben