JP4286509B2 - Planetary gear type transmission - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動エンジンで駆動される太陽歯車と、ハウジング内に配置された内ば歯車と、遊星歯車キャリヤに支持された遊星歯車の群とを備えた遊星歯車式変速機に関する。
【0002】
【従来の技術】
この種の変速機は独国特許出願公開第19720255号明細書に開示されている。その変速機は、高い効率、小さな回転遊び、大きな伝達忠実度および小さな騒音発生によって特色づけられる。大きな出力密度および非常に短い軸方向構造長さにおいて、大きな伝達比を得ることができる。
【0003】
【特許文献1】
独国特許出願公開第19720255号明細書
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし上述の独国特許出願公開第19720255号明細書に示されている変速機は、特に遊星歯車キャリヤおよびハウジングが高価に形成され、組立の際に多くの部品をその遊びについて調整しなければならないので、その製造および組立に、非常に高い経費がかかる。
【0005】
そこで本発明の課題は、大きな伝達比、短い軸方向構造長さおよび小さな回転遊びをした安価に製造できる変速機を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
この課題は、駆動エンジンで駆動される太陽歯車と、ハウジング内に配置された内ば歯車と、第1遊星歯車の群と、第2遊星歯車の群とを備え、それらすべての遊星歯車が共通の遊星歯車キャリヤに支持され、第2遊星歯車の数が第1遊星歯車の数の半分に相当し、各第2遊星歯車が小歯車と大歯車とを有する段付き遊星歯車として形成され、この段付き遊星歯車の大歯車が太陽歯車に噛み合い、同時に、段付き遊星歯車の小歯車が隣り合う一対の第1遊星歯車に噛み合い、第1遊星歯車が内ば歯車に噛み合っている構成の遊星歯車式変速機において、遊星歯車キャリヤ駆動エンジン側に開口を有し、組み立ての際にその開口を通して段付き遊星歯車の大歯車が軸方向に挿入される、ことを特徴とする遊星歯車式変速機、によって解決される。
【0007】
この解決手段においては、遊星歯車キャリヤが駆動エンジン側に開口を有し、組み立てる際にその開口を通して段付き遊星歯車の大歯車が軸方向に挿入される。これにより、遊星歯車キャリヤを安価に形成することができる。遊星歯車キャリヤは片側からしか装備されず、従って、反対側に閉鎖端面を有している。
【0008】
遊星歯車キャリヤにおける開口は、好適には、段付き遊星歯車の大歯車の歯先円直径より大きい直径をした中央孔として形成されている。好適には、段付き遊星歯車の大歯車のための受入れ部が遊星歯車キャリヤに設けられ、この受入れ部は開口ないし中央孔に向いて開いている。即ち、個々の段付き遊星歯車は、それらが順々に中央孔を通して挿入された後、半径方向外側に受入れ部へ移動され、その運転位置に置かれる。開口の周りに無端リングが存在し、この無端リングが遊星歯車キャリヤの強度を非常に高めている。
【0009】
本発明に関連して、駆動エンジンで駆動される太陽歯車と、ハウジング内に配置された内ば歯車と、第1遊星歯車の群と、第2遊星歯車の群とを備え、それらすべての遊星歯車が共通の遊星歯車キャリヤに支持され、第2遊星歯車の数が第1遊星歯車の数の半分に相当し、各第2遊星歯車が小歯車と大歯車とを有する段付き遊星歯車として形成され、この段付き遊星歯車の大歯車が太陽歯車に噛み合い、同時に、段付き遊星歯車の小歯車が隣り合う一対の第1遊星歯車に噛み合い、第1遊星歯車が内ば歯車に噛み合っている構成の遊星歯車式変速機において、第1遊星歯車および段付き遊星歯車が、半径方向において完全に内ば歯車の歯元円の内側に配置されている、ことを特徴とする遊星歯車式変速機も提供され得る。
【0010】
この変速機においては、第1遊星歯車および第2遊星歯車が、半径方向において完全に内ば歯車の歯元円(歯底円)の内側に配置されていることによって、極めて単純な組立順序にすることができる。この組立順序においてまず、遊星歯車キャリヤに段付き遊星歯車および遊星歯車が完全に装備され、これらが予め組み立てられた集合体として、ハウジングの中に挿入される。そのためにハウジングは、好適には、駆動エンジンとは反対側の端面に開口を有し、この開口を通して、遊星歯車を予め据え付けた遊星歯車キャリヤが挿入される。これによって、ハウジングの変速機が挿入される側において、遊星歯車キャリヤが変速機を外部に対して閉鎖する。
【0011】
この変速機の有利な態様において、ハウジングが円筒状外被部分を有し、この円筒状外被部分に内ば歯車が付設されているか、これに内ば歯車が加工されている。この円筒状外被部分は、駆動エンジン側がハウジングカバーによって閉じられている。即ち、ハウジングは、片側が遊星歯車キャリヤの端面によって、反対側がハウジングカバーによって閉じられている。これによって、ハウジングは軸受設置に対して両側からアプローチ可能である。従って、遊星歯車キャリヤは2つの軸受によって円筒状外被部分内に支持できる。その場合、第1遊星歯車および第2遊星歯車の噛み合い面は、軸方向において両軸受間に配置される。即ち、幅広い軸受ベースが形成されるので、従動部を形成する遊星歯車キャリヤにおいて、大きな横荷重および傾き荷重が受けられる。
【0012】
この変速機の他の有利な態様において、ハウジングカバーが内側に向いた中央突出部を有し、この中央突出部が少なくとも部分的に遊星歯車と同じ軸方向構造空間を占め、その中央突出部の中に太陽歯車軸受および/又は軸封パッキンリングが配置されている。これによって、遊星歯車キャリヤの中央開口の範囲における自由構造空間が最良に利用される。この個所に設けられた太陽歯車軸受ないし軸封パッキンリングは小さな直径を有するので、大きな太陽歯車回転数にもかかわらず、非常に小さな滑り速度ないし転がり速度しか生ぜず、僅かな摩擦損失しか生じない。
【0013】
大きな伝達比が必要とされる場合、遊星歯車キャリヤで包囲され片側が開いた中空室内部の範囲における構造空間は、駆動系において太陽歯車と駆動エンジンとの間に設けられている前変速段に対して適用される。非常に大きな伝達比とコンパクトな構造をした変速機は、太陽歯車が前変速段の遊星歯車キャリヤに固く結合され、この遊星歯車キャリヤに前変速段の遊星歯車が配置され、これらの遊星歯車が、主変速段の遊星歯車キャリヤに付設された内ば歯車と、駆動エンジンで駆動される中央駆動歯車とに常時噛み合っている、ことによって得られる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下図を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【0015】
図1において2は駆動軸であり、この駆動軸2は駆動エンジン(図示せず)の出力軸の受入れ部を有している。太陽歯車4が噛み合い歯6によって駆動軸2に固く結合されている。変速機のハウジングは円筒状外被部分8とエンジン側ハウジングカバー10とから成っている。円筒状外被部分8に内ば歯車12が加工されている。遊星歯車キャリヤ14は従動部を形成している。この遊星歯車キャリヤ14に、第1遊星歯車16の群と、第2遊星歯車18の群とが支持されている。第2遊星歯車18の遊星歯車は段付き遊星歯車として形成されている。
【0016】
図1における断面図は図3におけるI−I線に沿っている。両側に位置する段付き遊星歯車18は、それぞれ大歯車20で太陽歯車4に噛み合っている(図2参照)。段付き遊星歯車18の小歯車22は、それぞれ隣り合う一対の第1遊星歯車16(図1において1つしか示されていない)に噛み合っている。段付き遊星歯車18は大歯車20が駆動エンジンと反対側に配置されている。太陽歯車4と大歯車20との噛み合い面は、内ば歯車12の噛み合い面に対して駆動エンジンと反対の側に位置している。ラジアル軸封パッキンリング42が変速機ハウジングを外部に対して密封している。更に、第1遊星歯車16は内ば歯車12に噛み合っている(図3参照)。
【0017】
この変速機において、入力動力は太陽歯車4並びに段付き遊星歯車18の各小歯車22においてそれぞれ2つの噛み合い部に分配される。これによって、変速比に応じた被伝達トルクの増大につれて、ますます多くの噛み合い歯がトルク伝達に関与される。太陽歯車4並びに段付き遊星歯車18の小歯車22が半径方向に僅かに移動可能に支持されている。これによって、太陽歯車4並びに小歯車22は、大歯車20ないし第1遊星歯車16との噛み合い部においてそれぞれ半径方向位置を自ずと見いだす。即ち、段付き遊星歯車の小歯車は、実際に第1遊星歯車群との噛み合い部において浮遊支持されている。これによって、個々の噛み合い歯への極めて均一な荷重分布が保障される。
【0018】
本発明に基づいて遊星歯車キャリヤ14は、駆動エンジン側の回転リング24の内側に、大歯車20の直径とぴったり合った直径の中央孔として形成された開口を有している。従って、段付き遊星歯車18は組立の際に、遊星歯車キャリヤのこの側から当該開口を通して挿入される。これによって、遊星歯車キャリヤ14の従動側を、変速機を外部に向けて閉鎖する密閉側面とすることができる。
【0019】
更に、通し歯(durchgehende Verzahung)を有する第1遊星歯車16および段付き遊星歯車18が、半径方向において完全に内ば歯車12の歯元円の内側に配置されている。これによって、単純な組立経過が保障される。まず第1に、遊星歯車キャリヤ14に段付き遊星歯車18および遊星歯車16が装備され、そして予め組み立てられたユニットとして、ハウジング8、10の中に挿入される。そのために、ハウジングは駆動エンジンとは反対側の端面に開口を有している。
【0020】
変速機は片側が遊星歯車キャリヤ14によって、駆動エンジン側がハウジングカバー10によって閉じられる。この構造によって、第1遊星歯車16および第2遊星歯車18の噛み合い面の両側において、遊星歯車キャリヤ14と円筒状外被部分8との間に、それぞれ遊星歯車キャリヤ軸受26、28を設けることができる。それらの軸受26、28は円錐ころ軸受(ないしアンギュラ軸受)として形成され、O形軸受構造で配置されている。これによって、大きな軸受ベースが生じ、従動部を形成する遊星歯車キャリヤ14において、大きな横荷重および傾け荷重が受けられる。
【0021】
ハウジングカバー10は内側に向いた中央突出部30を有し、この中央突出部30は多段に段階づけらている。中央突出部30は、遊星歯車で占められた軸方向空間の中まで延びて、太陽歯車軸受32と軸封パッキンリング34を支持している。
【0022】
段付き遊星歯車18は片側が遊星歯車軸受36で支持され、この軸受36は遊星歯車支持ボルト38上に置かれている。遊星歯車軸受36はニードル軸受として形成され、軸方向において大歯車20の噛み合い範囲に配置されている。この片持ち支持は段付き遊星歯車の一定の傾動性を生じさせるので、小歯車22は僅かに半径方向に移動でき、各対の遊星歯車16との噛み合いにおいて半径方向に変位できる。組立の際にまず、段付き遊星歯車18が遊星歯車キャリヤにある駆動エンジン側の中央孔を通して、その運転位置に置かれる。次の工程において、遊星歯車キャリヤ14にある通し孔40を通して、外側から遊星歯車支持ボルト38が入れられる。遊星歯車支持ボルト38は遊星歯車キャリヤ14に圧入され、これによって、遊星歯車支持ボルト38は遊星歯車キャリヤ14を外部に対して気密に閉じる。
【0023】
図4には、遊星歯車キャリヤ14への段付き遊星歯車18の4つの連続する組立工程が示されている。まず第1の段付き遊星歯車が遊星歯車キャリヤにある開口を通して挿入され、それから半径方向外側に移動された後(図4(a)の下部参照)、第2の段付き遊星歯車が開口を通して遊星歯車キャリヤ14に入れられる。図4(b)に示されるように、最初に入れられた第1の段付き遊星歯車が外側に傾けられるので、図4(c)および図4(d)に示されるように、第2の段付き遊星歯車も同様にして、その運転位置に置かれる。段付き遊星歯車がその運転位置に置かれたときにはじめて、遊星歯車支持ボルト38が遊星歯車キャリヤ14の端面を通して圧入される(図1参照)。この組立順序によって、構造空間を極めて良好に利用することができる。
【0024】
図5に示されている実施例において、相応した位置に、図1と同一符号が付されている。遊星歯車キャリヤで閉じられ片側が開いた中空室44の中に、駆動系における太陽歯車4と駆動エンジン(図示せず)側の入力軸2との間に、前変速段が設けられている。この前変速段は遊星歯車キャリヤ46を有している。この遊星歯車キャリヤ46は、太陽歯車4に固く連結され、その上に、前変速段の複数の遊星歯車47が配置されている。これらの遊星歯車47は、主変速段の遊星歯車キャリヤ14に固く結合された内ば歯車48と、駆動軸2に結合された中央駆動歯車50とに常時噛み合っている。複合化された前変速段46、47、50は、コンパクトな構造において非常に大きな総変速比を可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく変速機の実施形態の縦断面図。
【図2】図1に示す段付き遊星歯車の大歯車の噛み合い面を通る断面図。
【図3】図1に示す段付き遊星歯車の小歯車の噛み合い面を通る断面図。
【図4】遊星歯車キャリヤへの段付き遊星歯車の組立工程を(a)〜(d)の順に示す説明図。
【図5】本発明に基づく遊星歯車式変速機の前変速段を備える実施形態の縦断面図。
【符号の説明】
2 駆動軸
4 太陽歯車
6 噛み合い歯
8 ハウジング部分
10 ハウジングハウジングカバー
12 内ば歯車
14 遊星歯車キャリヤ
16 遊星歯車
18 段付き遊星歯車
20 大歯車
22 小歯車
24 リング
26 軸受
28 軸受
30 突出部
32 太陽歯車軸受
34 軸封パッキンリング
36 軸受
38 遊星歯車支持ボルト
40 通し孔
42 軸封パッキンリング
44 中空室
46 遊星歯車キャリヤ
47 遊星歯車
48 内ば歯車
50 歯車[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a planetary gear type transmission comprising a sun gear driven by a drive engine, an internal gear arranged in a housing, and a group of planetary gears supported by a planetary gear carrier.
[0002]
[Prior art]
A transmission of this kind is disclosed in German Offenlegungsschrift 19720255. The transmission is characterized by high efficiency, low rotational play, high transmission fidelity and low noise generation. Large transmission ratios can be obtained at high power densities and very short axial structure lengths.
[0003]
[Patent Document 1]
German Patent Application Publication No. 19720255 Specification
[Problems to be solved by the invention]
However, the transmission shown in the above-mentioned German Patent Application No. 1720255 is particularly expensive in that the planetary gear carrier and the housing are expensive and many parts have to be adjusted for their play during assembly. Therefore, its production and assembly are very expensive.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a transmission that can be manufactured at low cost with a large transmission ratio, a short axial structure length, and a small rotational play.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
This task comprises a sun gear driven by a drive engine, an internal gear arranged in a housing, a group of first planetary gears, and a group of second planetary gears, all of these planetary gears being common The number of second planetary gears corresponds to half of the number of first planetary gears, and each second planetary gear is formed as a stepped planetary gear having a small gear and a large gear. A planetary gear having a configuration in which the large gear of the stepped planetary gear meshes with the sun gear, and simultaneously the small gear of the stepped planetary gear meshes with a pair of adjacent first planetary gears, and the first planetary gear meshes with the inner gear. A planetary gear type transmission having an opening on the planetary gear carrier drive engine side in which a large gear of a stepped planetary gear is inserted in the axial direction through the opening during assembly; Solved by
[0007]
In this solution, the planetary gear carrier has an opening on the drive engine side, and when assembled, the large gear of the stepped planetary gear is inserted in the axial direction through the opening. Thereby, the planetary gear carrier can be formed at low cost. The planetary gear carrier is equipped only from one side and therefore has a closed end face on the opposite side.
[0008]
The opening in the planetary gear carrier is preferably formed as a central hole with a diameter larger than the diameter of the tip circle of the large gear of the stepped planetary gear. Preferably, a receiving part for the large gear of the stepped planetary gear is provided in the planetary gear carrier, the receiving part being open towards the opening or the central hole. That is, the individual stepped planetary gears are sequentially inserted through the central hole and then moved radially outward to the receiving portion and placed in their operating positions. There is an endless ring around the opening, which greatly increases the strength of the planetary gear carrier.
[0009]
In connection with the present invention, a sun gear driven by a drive engine, an internal gear arranged in a housing, a group of first planetary gears and a group of second planetary gears, all of these planets The gears are supported by a common planetary gear carrier, the number of second planetary gears corresponds to half the number of first planetary gears, and each second planetary gear is formed as a stepped planetary gear having a small gear and a large gear. The large gear of the stepped planetary gear meshes with the sun gear, and simultaneously the small gear of the stepped planetary gear meshes with a pair of adjacent first planetary gears, and the first planetary gear meshes with the inner gear. in the planetary gear transmission, the first planetary gear and stepped planetary gear, is arranged inside the dedendum circle of the full internal bus gear in the radial direction, also the planetary gear transmission, characterized in that Can be provided .
[0010]
In this transmission , the first planetary gear and the second planetary gear are arranged completely inside the root circle (bottom circle) of the inner gear in the radial direction, so that an extremely simple assembly sequence is achieved. can do. In this assembly sequence, the planetary gear carrier is first fully equipped with a stepped planetary gear and a planetary gear, which are inserted into the housing as a preassembled assembly. For this purpose, the housing preferably has an opening on the end face opposite to the drive engine, through which the planetary gear carrier, into which the planetary gear has been previously installed, is inserted. Thereby, the planetary gear carrier closes the transmission to the outside on the side of the housing where the transmission is inserted.
[0011]
In an advantageous embodiment of this transmission , the housing has a cylindrical jacket part, which is provided with an inner gear or is machined with an inner gear. The cylindrical jacket portion is closed on the drive engine side by a housing cover. That is, the housing is closed on one side by the end face of the planetary gear carrier and on the other side by the housing cover. This allows the housing to approach the bearing installation from both sides. Thus, the planetary gear carrier can be supported in the cylindrical jacket part by two bearings. In that case, the meshing surfaces of the first planetary gear and the second planetary gear are arranged between the bearings in the axial direction. That is, since a wide bearing base is formed, a large lateral load and tilt load can be received in the planetary gear carrier that forms the driven portion.
[0012]
In another advantageous embodiment of the transmission , the housing cover has an inwardly facing central projection, which at least partially occupies the same axial structural space as the planetary gear, A sun gear bearing and / or shaft seal packing ring is disposed therein. This makes the best use of the free structure space in the region of the central opening of the planetary gear carrier. The sun gear bearing or shaft seal packing ring provided at this point has a small diameter, so that, despite the large sun gear rotation speed, only a very small sliding speed or rolling speed is produced, resulting in a small friction loss. .
[0013]
When a large transmission ratio is required, the structural space within the hollow chamber surrounded by the planetary gear carrier and open on one side is the front gear stage provided between the sun gear and the drive engine in the drive system. It applies to. In a transmission having a very large transmission ratio and a compact structure, the sun gear is firmly coupled to the planetary gear carrier of the front gear stage, the planetary gear of the front gear stage is arranged on the planetary gear carrier, and these planetary gears are It is obtained by always meshing with an internal gear attached to the planetary gear carrier of the main gear stage and a central drive gear driven by a drive engine.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0015]
In FIG. 1,
[0016]
1 is taken along the line II in FIG. The stepped
[0017]
In this transmission, the input power is distributed to the two meshing portions in each of the
[0018]
According to the present invention, the
[0019]
Further, the first
[0020]
The transmission is closed on one side by a
[0021]
The
[0022]
One side of the stepped
[0023]
In FIG. 4, four successive assembly steps of the stepped
[0024]
In the embodiment shown in FIG. 5, the same reference numerals as in FIG. A front gear stage is provided between the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an embodiment of a transmission according to the present invention.
2 is a cross-sectional view taken through a meshing surface of a large gear of the stepped planetary gear shown in FIG. 1;
3 is a cross-sectional view through the meshing surface of a small gear of the stepped planetary gear shown in FIG.
FIG. 4 is an explanatory view showing the steps of assembling a stepped planetary gear to the planetary gear carrier in the order of (a) to (d).
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an embodiment including a front shift stage of a planetary gear type transmission according to the present invention.
[Explanation of symbols]
2 Drive
Claims (6)
それらすべての遊星歯車が共通の遊星歯車キャリヤ(14)に支持され、第2遊星歯車(18)の数が第1遊星歯車(16)の数の半分に相当し、各第2遊星歯車(18)が小歯車(22)と大歯車(20)とを有する段付き遊星歯車として形成され、この段付き遊星歯車の大歯車(20)が太陽歯車(4)に噛み合い、同時に、段付き遊星歯車の小歯車(22)が隣り合う一対の第1遊星歯車(16)に噛み合い、第1遊星歯車(16)が内ば歯車(12)に噛み合っている構成の遊星歯車式変速機において、
遊星歯車キャリヤ(14)が駆動エンジン側に回転リング(24)を備え、この回転リング(24)は、組み立ての際に段付き遊星歯車の大歯車(20)が軸方向に挿入される中央孔を有し、この中央孔の直径が段付き遊星歯車(18)の大歯車(20)の歯先円直径より大きく、
遊星歯車キャリヤ(14)が、中央孔に向いて開いた、段付き遊星歯車の大歯車(20)のための受入れ部を更に備える、ことを特徴とする遊星歯車式変速機。A sun gear (4) driven by a drive engine, an internal gear (12) disposed in the housing (8, 10), a group of first planetary gears (16), and a second planetary gear (18) With a group of
All these planetary gears are supported by a common planetary gear carrier (14), the number of second planetary gears (18) corresponds to half of the number of first planetary gears (16), and each second planetary gear (18 ) Is formed as a stepped planetary gear having a small gear (22) and a large gear (20), and the large gear (20) of the stepped planetary gear meshes with the sun gear (4), and at the same time, a stepped planetary gear. In the planetary gear type transmission in which the small gear (22) is engaged with a pair of adjacent first planetary gears (16) and the first planetary gear (16) is engaged with the inner gear (12).
The planetary gear carrier (14) is provided with a rotating ring (24) on the side of the drive engine , and this rotating ring (24) is a central hole into which the large gear (20) of the stepped planetary gear is inserted in the axial direction during assembly. The diameter of the central hole is larger than the diameter of the tip circle of the large gear (20) of the stepped planetary gear (18),
The planetary gear type transmission, characterized in that the planetary gear carrier (14) further comprises a receiving part for the large gear (20) of the stepped planetary gear that opens towards the central hole .
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