TWI544163B - 行星齒輪系結構改良 - Google Patents

Description

行星齒輪系結構改良

本發明提供一種行星齒輪系結構改良，其是與傳動裝置有關。

按，行星齒輪具有承載能力大、體積小、傳動效率高及工作平穩之優點，因此為一種被廣泛運用於各種機動系統中的傳動裝置，而行星齒輪的基本架構由至少一行星齒輪嚙合於一太陽齒輪及一環齒輪之間所構成，由於傳動時由相嚙合的各齒輪傳動，因而各齒輪的嚙合度將會直接關係到傳動效率，而一般的加工水準並無法避免各齒輪之間產生背隙，一旦各齒輪之間產生背隙也將會影響傳動效率；故如圖1、2所示為一種具有齒隙消除裝置的行星齒輪組10，其主要包含一齒輪環11、一太陽齒輪12、四行星齒輪模組13以及二齒隙消除裝置14，其中，各該行星齒輪模組13分別包含一第一行星齒輪131以及一第二行星齒輪132，該第一行星齒輪131以及該第二行星齒輪132重疊設置，且各該第二行星齒輪132嚙合該齒輪環11，而該太陽齒輪12嚙合於各該第一行星齒輪131之間；而二該齒隙消除裝置14又分別包含一聯結拉動部141以及一聯結推動部142，各聯結拉動部141設置於其中二行星齒輪模組13的第一行星齒輪131與第二行星齒輪132之間，而各該聯結推動部142則設置於另外二行星齒輪模組13的第一行星齒輪131與第二行星齒輪132之間；藉此使聯結拉動部141產生預緊拉力，而聯結推動部142產生預緊推力，而能在行星齒輪組10的正反轉時產生消除背隙之效果；然而，該行星齒輪組10的行星齒輪模組13必須由第一行星齒輪131與第二行星齒輪132所構成，因此行星齒輪模組13的厚度係一般行星齒輪的 雙倍，而會顯著增加整體體積，而影響整體行星齒輪組10的適用性；況且，該行星齒輪組10必須至少包含配合聯結拉動部141以及聯結推動部142的二行星齒輪模組13，如此就必須至少包含四個行星齒輪，同樣地也是會有增加體積、重量之狀況，而影響適用性；有鑑於此，本發明人潛心研究並更深入構思，歷經多次研發試作後，終於發明出一種行星齒輪系結構改良。

本發明提供一種行星齒輪系結構改良，其主要目的是改善已知行星齒輪組具有結構組成構件多、體積大、適用性不佳之缺失。

為達前述目的，本發明提供一種行星齒輪系結構改良，包含一太陽齒輪位於一環齒輪內，至少一行星齒輪嚙合於該太陽齒輪及該環齒輪之間，該行星齒輪為一環形齒輪並具有一內周面及一外齒面，而各該行星齒輪的兩端連接方向定義為軸向，垂直軸向定義為徑向，其特徵在於：該行星齒輪的外齒面沿徑向設置一外環切槽並具有一外環切槽底端，且該行星齒輪的內周面沿徑向設置一內環切槽並具有一內環切槽底端，該外環切槽與該內環切槽於軸向上的最小間距為一軸距，該軸距為該行星齒輪的模數的0.6~1.5倍。

本發明透過於行星齒輪系的行星齒輪的外齒面及內周面分別設置外環切槽及內環切槽，據此提供該行星齒輪產生些許的變形能力或彈性，只要對該行星齒輪的兩端沿軸向施加軸向力，該行星齒輪便能沿軸向壓縮並產生徑向的變形量以同時消除與太陽齒輪、環齒輪間的背隙，提高傳動效率；且本發明是由行星齒輪本身提供變形及消除間隙之效果，不需裝配額外的構件，因此又具有結構簡化、縮小體積、提高適用性之優點。

《習知技術》

10‧‧‧行星齒輪組

11‧‧‧齒輪環

12‧‧‧太陽齒輪

13‧‧‧行星齒輪模組

131‧‧‧第一行星齒輪

132‧‧‧第二行星齒輪

14‧‧‧齒隙消除裝置

141‧‧‧聯結拉動部

142‧‧‧聯結推動部

《本發明》

20‧‧‧太陽齒輪

30‧‧‧環齒輪

40‧‧‧行星齒輪

41‧‧‧內周面

411‧‧‧內環切槽

412‧‧‧內環切槽底端

413‧‧‧軸承容槽

42‧‧‧外齒面

421‧‧‧外環切槽

422‧‧‧外環切槽底端

50‧‧‧行星架

X‧‧‧軸向

Y‧‧‧徑向

M‧‧‧模數

Xd1‧‧‧軸距

Xd2‧‧‧外環槽寬度

Xd3‧‧‧內環槽寬度

Xd4‧‧‧軸承容槽寬度

Yd1‧‧‧第一最短徑向距離

Yd2‧‧‧第二最短徑向距離

r1‧‧‧圓角半徑

r2‧‧‧圓角半徑

圖1 為已知行星齒輪組的立體結構分解圖。

圖2 為已知行星齒輪組的組合剖視圖。

圖3 為本發明行星齒輪系結構改良的立體結構組合示意圖。

圖4 為本發明行星齒輪系結構改良的立體結構分解示意圖。

圖5 為本發明行星齒輪系結構改良的行星齒輪之立體外觀圖。

圖6 為本發明行星齒輪系結構改良的行星齒輪之剖視圖。

圖7 為本發明行星齒輪系結構改良的行星齒輪的外觀平面圖。

為使貴審查委員對本發明之目的、特徵及功效能夠有更進一步之瞭解與認識，以下茲請配合【圖式簡單說明】詳述如後：本發明行星齒輪系結構改良的較佳實施例如圖3至7所示，包含一太陽齒輪20位於一環齒輪30內，至少一行星齒輪40嚙合於該太陽齒輪20及該環齒輪30之間，以及一行星架50分別結合於該太陽齒輪20及該行星齒輪40，本實施例之該行星齒輪40的數量為三，且該行星齒輪40為一環形齒輪並具有一內周面41及一外齒面42，而各該行星齒輪40的兩端連接方向定義為軸向X，垂直軸向X定義為徑向Y，其特徵在於：該行星齒輪40的外齒面42沿徑向Y設置一外環切槽421並具有一外環切槽底端422，且該行星齒輪40的內周面41沿徑向Y設置一內環切槽411並具有一內環切槽底端412，該外環切槽421與該內環切槽411平行，且該內周面41上更凹陷設置一軸承容槽413；該外環切槽421與該內環切槽411於軸向X上的最小間距為一軸距Xd1，該軸距Xd1為該行星齒輪40的模數M的0.6~1.5倍(即Xd1=(0.6~1.5)*M)，最佳為0.75~1倍(即Xd1=(0.75~1)*M)； 該外環切槽底端422至該軸承容槽413之間的最短徑向距離為一第一最短徑向距離Yd1，該內環切槽底端412至該行星齒輪40的齒根間的最短徑向距離為一第二最短徑向距離Yd2，該第一最短徑向距離Yd1及該第二最短徑向距離Yd2分別為該行星齒輪40的模數M的0.6~1.5倍(即Yd1、Yd2=(0.6~1.5)*M))，最佳為0.75~1倍(即Yd1、Yd2=(0.75~1)*M)；該外環切槽421於軸向X上具有一外環槽寬度Xd2，該內環切槽411於軸向X上具有一內環槽寬度Xd3，該外環槽寬度Xd2、該內環槽寬度Xd3為該行星齒輪40的模數M的1~2.2倍(即Xd2、Xd3=(1~2.2)*M)，最佳為1.2~2倍(即Xd2、Xd3=(1.2~2)*M)，且該外環槽寬度Xd2、該內環槽寬度Xd3大於1mm；該外環切槽421的外環切槽底端422為圓形，該內環切槽411的該內環切槽底端412為圓形，該外環切槽底端422的圓角半徑r1為該外環槽寬度Xd2的0.5倍(即r1=0.5*Xd2)；該內環切槽底端412的圓角半徑r2為該內環槽寬度Xd3的0.5倍(即r2=0.5*Xd3)；以及該軸承容槽413於軸向X上具有一軸承容槽寬度Xd4，該軸承容槽寬度Xd4為該外環槽寬度Xd2、該內環槽寬度Xd3以及3倍該行星齒輪40的模數M的總和(即Xd4=Xd2+Xd3+3*M)。

以上為本發明行星齒輪系結構改良的結構組態及特徵，本發明只需要一個行星齒輪40就能組成行星齒輪系，且該行星齒輪40主要是透過於該外齒面42及該內周面41分別設置沿徑向Y延伸的該外環切槽421及該內環切槽411，據此降低該行星齒輪40設置該外環切槽421及該內環切槽411之處的結構強度而能使該行星齒輪40產生些許的變形能力或彈性，再將該行星齒輪40組裝構成本發明之該行星齒輪系之後，若該行星齒輪40與該太陽齒輪20或該環齒輪30之間具有背隙時，只要對該行星齒輪40的兩端沿軸向X施加軸向力，該行星齒輪40便沿軸向X壓縮並產生徑向Y的變形量，當該行星齒輪40產生徑向Y的變形量 時就能更為緊密地靠近該太陽齒輪20或該環齒輪30，進而達到消除背隙、提高傳動效率之目的；而該行星齒輪40由上列各關係式可知，本發明只要在該行星齒輪40的該外齒面42及該內周面41分別設置該外環切槽421及該內環切槽411的基礎下，透過該行星齒輪40的模數M即可計算出該外環切槽421及該內環切槽411的各項數值，因而能適用於不同尺寸的行星齒輪40；此外，本發明由行星齒輪40本身設置該外環切槽421及該內環切槽411使該行星齒輪40本身產生彈性變形力，不需設置額外的彈性構件就能透過該行星齒輪40本身的彈性變形消除背隙；且本發明之行星齒輪40又是同時嚙合於該太陽齒輪20及該環齒輪30，因此不需成對數量的行星齒輪40就能消除與太陽齒輪20間及與該環齒輪30間的背隙，簡化整體結構組成，並顯著減少整體構件數量，減小整體體積及重量，提高適用性。

40‧‧‧行星齒輪

41‧‧‧內周面

411‧‧‧內環切槽

412‧‧‧內環切槽底端

413‧‧‧軸承容槽

42‧‧‧外齒面

421‧‧‧外環切槽

422‧‧‧外環切槽底端

X‧‧‧軸向

Y‧‧‧徑向

Xd1‧‧‧軸距

Xd2‧‧‧外環槽寬度

Xd3‧‧‧內環槽寬度

Xd4‧‧‧軸承容槽寬度

Yd1‧‧‧第一最短徑向距離

Yd2‧‧‧第二最短徑向距離

r1‧‧‧圓角半徑

r2‧‧‧圓角半徑

Claims (10)

1. 一種行星齒輪系結構改良，包含一太陽齒輪位於一環齒輪內，至少一行星齒輪嚙合於該太陽齒輪及該環齒輪之間，該行星齒輪為一環形齒輪並具有一內周面及一外齒面，而各該行星齒輪的兩端連接方向定義為軸向，垂直軸向定義為徑向，其特徵在於：該行星齒輪的外齒面沿徑向設置一外環切槽並具有一外環切槽底端，且該行星齒輪的內周面沿徑向設置一內環切槽並具有一內環切槽底端，該外環切槽與該內環切槽於軸向上的最小間距為一軸距(Xd1)，該軸距(Xd1)為該行星齒輪的模數(M)的0.6~1.5倍(即Xd1=(0.6~1.5)*M)。
2. 如申請專利範圍第1項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該軸距(Xd1)為該行星齒輪的模數(M)的0.75~1倍(即Xd1=(0.75~1)*M)。
3. 如申請專利範圍第1項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該外環切槽底端至該軸承容槽之間的最短徑向距離為一第一最短徑向距離(Yd1)，該內環切槽底端至該行星齒輪的齒根間的最短徑向距離為一第二最短徑向距離(Yd2)，該第一最短徑向距離(Yd1)及該第二最短徑向距離(Yd2)分別為該行星齒輪的模數(M)的0.6~1.6倍(即Yd1、Yd2=(0.6~1.6)*M)。
4. 如申請專利範圍第3項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該第一最短徑向距離(Yd1)及該第二最短徑向距離(Yd2)分別為該行星齒輪的模數(M)的0.75~1倍(即Yd1、Yd2=(0.75~1)*M)。
5. 如申請專利範圍第1項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該外環切槽於軸向上具有一外環槽寬度(Xd2)，該內環切槽於軸向上具有一內環槽寬度(Xd3)，該外環槽寬度(Xd2)、該內環槽寬度(Xd3)為該行星齒輪 的模數(M)的1~2.2倍(即Xd2、Xd3=(1~2.2)*M)，且該外環槽寬度(Xd2)、該內環槽寬度(Xd3)大於1mm。
6. 如申請專利範圍第5項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該外環槽寬度(Xd2)、該內環槽寬度(Xd3)為該行星齒輪的模數(M)的1.2~2倍(即Xd2、Xd3=(1.2~2)*M)。
7. 如申請專利範圍第5項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該外環切槽的外環切槽底端為圓形，該內環切槽的該內環切槽底端為圓形，該外環切槽底端的圓角半徑(r1)為該外環槽寬度(Xd2)的0.5倍(即r1=0.5*Xd2)、該內環切槽底端的圓角半徑(r2)為該內環槽寬度(Xd3)的0.5倍(即r2=0.5*Xd3)。
8. 如申請專利範圍第5項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該行星齒輪的該內周面上更凹陷設置一軸承容槽，該軸承容槽於軸向上具有一軸承容槽寬度(Xd4)，該軸承容槽寬度(Xd4)為該外環槽寬度(Xd2)、該內環槽寬度(Xd3)以及3倍該行星齒輪的模數(M)的總和(即Xd4=Xd2+Xd3+3*M)。
9. 如申請專利範圍第1項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該行星齒輪的數量為三。
10. 如申請專利範圍第1項所述的行星齒輪系結構改良，其中，該外環切槽與該內環切槽平行。