本發明涉及一種包含整合在殼體中的減速行星齒輪傳動裝置的驅動器,其中驅動馬達對支承有至少兩個行星齒輪的回轉隔片起作用,其各行星齒輪既在一個以抗扭方式設于所述殼體中的第一外齒式太陽齒輪上,又在一個從動的第二外齒式太陽齒輪上滾動。
背景技術:
存在對以下驅動器的需求:其中在一個共用的殼體中設有驅動馬達和具中等傳動比的正齒輪傳動裝置。“中等的減速傳動比”在此表示,所需的馬達的從動軸轉數與驅動器轉數之比為20比150。
de3941719a1揭示過一種針對非常大的減速傳動比的行星齒輪傳動裝置,其中支承于一個隔片上的多個行星齒輪圍繞驅動用太陽齒輪回轉。這些行星齒輪具有一定的寬度,從而同時與兩個同軸并排布置的內齒式內齒圈嚙合。這些內齒圈中的一個以抗扭的方式支承在傳動裝置殼體中,而另一內齒圈用作從動齒輪。在齒數不同的情況下,兩個內齒圈具有相同的模數,以及,至少一個內齒圈具有變位。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種驅動器,其在空間需求較小并且不使用蝸輪蝸桿或螺旋齒輪傳動裝置的情況下實現近乎無間隙的減速傳動。
本發明用以達成上述目的的解決方案為權利要求1和2的特征。根據權利要求1,在將所述從動式第二太陽齒輪的齒數從所述抗扭布置的第一太陽齒輪的齒數減去后,得到的齒差數為一位的偶數自然數。所述行星齒輪的數目等于所述齒差數,以及,所有行星齒輪具有相同的齒數。至少一個太陽齒輪具有正變位或負變位,或者,除所述太陽齒輪的變位以外,各行星齒輪為相應地與各太陽齒輪嚙合而具有獨立的齒系,且所述兩個齒系中的至少一個(在齒數相同且分度角全等的情況下)具有正變位或負變位。為將所述嚙合間隙最小化,所述行星齒輪傳動裝置的兩個相鄰或者相互嚙合的齒輪以能夠獨立于常規的傳動運動過程相對彼此移動的方式布置。
為使得行星齒輪傳動裝置中的行星齒輪部件配設有齒系偏移,根據權利要求2,在將所述從動式太陽齒輪的齒數從所述抗扭布置的太陽齒輪的齒數減去后,得到的齒差數zdiff為一位的自然數。所述行星齒輪的總數pges大于所述齒差數zdiff,以及,所有行星齒輪具有相同的齒數。至少一個太陽齒輪具有正變位或負變位。作為上述特征的替代方案,除所述太陽齒輪的變位以外,各行星齒輪為與各太陽齒輪嚙合而具有獨立的齒系,且所述兩個齒系中的至少一個(在齒數相同的情況下)具有正變位或負變位。在借助pv=pges-zdiff得出所述行星齒輪的總數pges的除數pv的情況下,每個行星齒輪的獨立齒系沿環行方向依次發生程度為偏移角δ的偏置(在每個行星齒輪后無齒系偏置)。所述偏移角δ根據以下公式得出:
δ=τ*(zdiff/pges)*(zs1/zp1),
其中τ為第一太陽齒輪(30)的分度角,zs1表示第一太陽齒輪(30)的齒數,zp1表示所述行星齒輪的齒數。為將所述嚙合間隙最小化,所述行星齒輪傳動裝置的兩個相鄰或者相互嚙合的齒輪以能夠獨立于常規的傳動運動過程相對彼此移動的方式布置。
本發明提出一種整合有無內齒圈的行星齒輪傳動裝置的驅動器,所述行星齒輪傳動裝置兼具較小的結構空間和較大的傳動比,具有功率分支,并且還具有近乎無嚙合間隙及軸承間隙的齒輪系。
在傳統的齒輪系中,齒輪相互在所謂的“強制運行”中運動。每個齒輪均具有與其在傳動裝置內的位置對應的轉速,該轉速與其他傳動齒輪成一定的比例。“常規的傳動運動過程”包括所有傳動相關的滾動或嚙合過程。“非常規的傳動運動過程”例如為通斷過程中出現的齒輪橫向運動。
本發明的更多細節參閱從屬權利要求以及下文對示意性實施方式的描述。
附圖說明
圖1為包含空心軸的驅動器的透視圖;
圖2為圖1所示驅動器的仰視透視圖,但殼體部件被取下;
圖3為與圖1類似的驅動器的半橫截面圖;
圖4為圖1所示驅動器中采用的行星齒輪傳動裝置的透視示意圖;
圖5與圖4類似,但具有雙重功率分支;
圖6為圖2所示行星軸承的仰視透視圖;
圖7為包含彼此夾緊的行星齒輪部件的行星齒輪的縱截面圖;
圖8為圖7的橫截面圖;
圖9為相對圖7經偏移的縱截面圖,并且還偏轉了90度;
圖10與圖5類似,但行星軸承螺栓的一個部件發生偏置;
圖11另一包含空心軸但無太陽齒輪載體的驅動器的透視圖;
圖12為圖11所示驅動器的半橫截面圖;以及
圖13為回轉隔片的俯視圖中的軸承螺栓載體。
具體實施方式
圖4簡化地示出具較大減速比(或減速傳動比)的行星齒輪傳動裝置。第一固定式太陽齒輪(30)通過軸(1)剛性固定在底座(5)上。在固定式太陽齒輪(30)與底座(5)之間設有形式為圓盤的周邊隔片(50)。所述圓盤視情況借助其中央鉆孔(52)旋轉式支承在軸(1)上。待驅動的回轉隔片(50)承載兩個平行于軸(1)的中心線(9)的軸承螺栓(67)。軸承螺栓(67)的中心線(71)與傳動裝置中心線(9)一同位于一個平面中。
在每個軸承螺栓(67)上均以可旋轉的方式支承有一個行星齒輪(110)。每個行星齒輪(110)均與第一太陽齒輪(30)嚙合。就包含緩慢回轉的回轉隔片(50)的傳動裝置而言,也可以僅設有一個位于回轉隔片(50)上的行星齒輪(110)。
在第一太陽齒輪(30)上方設有第二太陽齒輪(150),其中心線以相對第一太陽齒輪(30)的中心線疊合的方式延伸。太陽齒輪(150)對從動軸(140)起作用。第二太陽齒輪(150)在此比第一太陽齒輪(30)少兩個齒。第二太陽齒輪(150)也與行星齒輪(110)嚙合。盡管太陽齒輪(30,150)的齒數不同,仍能借助多種方案實現與行星齒輪(110)的順利嚙合。首先,第一太陽齒輪(30)可以為負變位齒輪(v-minusrad),而第二太陽齒輪(150)為零變位齒輪(v-nullrad)。其次,固定式太陽齒輪(30)可以為零變位齒輪,且從動式太陽齒輪(150)為負變位齒輪。再次,兩個太陽齒輪(30,150)可以均具有變位,其中第一太陽齒輪(30)具有負變位,第二太陽齒輪(150)具有正變位。
所述行星齒輪傳動裝置的傳動比,即受驅動的回轉隔片(50)與從動的從動軸(140)的轉速比為計算出的商,其中被除數為所述從動式第二太陽齒輪的齒數,除數為固定式第一太陽齒輪(30)與第二太陽齒輪(150)的齒數差。在此從動式第二太陽齒輪(150)具有58個齒,而所述第一太陽齒輪具有60個齒,故i=58/(60-58)。行星齒輪(110)的齒數具有次一級的意義。其需要大于所謂依據din3960的極限齒數。
圖5示出一種傳動裝置,其中相對圖4所示傳動裝置而言,可傳遞的功率借助功率分支而加倍。為此,回轉隔片(50)還承載有另兩個支承于其他軸承螺栓(68)上的行星齒輪(111)。這些行星齒輪(111)的中心線(72)同樣既平行于所述傳動裝置的中心線(9),又與這個中心線(9)位于一個平面內。此外,這個平面與由行星齒輪(110)的兩個中心線(71)形成的平面垂直相交,其中所述兩個平面的交線為主中心線(9)。
為實現與兩個外齒式太陽齒輪(30,150)的嚙合,新增設的行星齒輪(111)劃分成兩個子行星齒輪(112,122),其中每個子行星齒輪(112,122)均配設有自有的用于與另一子行星齒輪嚙合并且錯開的齒系(113,123)。在模數相同且齒數相同的情況下,本實施例中的齒系(113,123)以相對彼此偏移半分度角τ的方式嚙合。
在前行星齒輪(111)上可以明顯看出,在下齒系(123)的每個齒槽(128)的上方均有上齒系(113)的一個齒(127)。作為替代方案,新增設的行星齒輪(111)例如以大體兩分式的方案如圖5所示構建為上部子行星齒輪(112)和下部子行星齒輪(122),其中兩個子行星齒輪(112,122)以錯開半分度角的方式剛性相連,例如螺接。
每個子行星齒輪(112,122)的兩個錯開的齒系(113,123)之間的偏移角δ如下計算:
δ=k*τ*(zs1/zp1),
其中τ為第一太陽齒輪(30)的依據din3960的分度角,zs1表示第一太陽齒輪(30)的齒數,zp1表示子行星齒輪(112,122)的齒數,以及
k=zdiff/p。
zdiff是固定式第一太陽齒輪(30)與從動式第二太陽齒輪(150)的齒數差。p為行星齒輪(110,111)的數目。
若如圖5所示,第一太陽齒輪(30)具有例如60個齒,第二太陽齒輪(150)具有58個齒,且行星齒輪(110,111)具有20個齒,則k=1/2、(zs1/zp1)=3且δ=9°。
圖1至3示出所述環形驅動器的一種實施方式,其中將圖5所示傳動裝置與電動馬達(40)一起安設在殼體(10)中。例如多組件式的空心軸(140)用作從動裝置,其支承在將其徑向包圍的、可固定安裝的且例如同樣為多組件式的殼體(10)中并在其中穿過。
如圖1所示,殼體(10)由定子載體(11)與太陽齒輪載體(25)構成。舉例而言,兩個相互螺接的殼體部件(11,25)的直徑同為190mm,總長度為85mm。空心軸(140)例如伸出殼體(10)的寬度數個十分之一毫米。空心軸(140)具有中央鉆孔(145),其直徑為最大殼體直徑的至少40%。所述直徑在此例如為78mm。
定子載體(11)呈杯狀,其底部具有中央分級孔(15)。在分級孔(15)中例如設有十字滾動軸承(21)的外圈(22),以作為所述驅動器的組合軸承。外圈(22)軸向固定在分級孔(15)的界定殼體環(14)的平整殼體凸緣(16)與夾緊環(17)之間。設于殼體(10)中的夾緊環(17)與定子載體(11)螺接。
在將無軸承間隙的組合軸承(21)徑向支撐且軸向抵靠有夾緊環(17)的殼體環(14),與定子載體(11)的外區(12)之間,設有馬達(40)的環形定子(41)。定子(41)的疊片組(43)朝主中心線(9)伸出。在定子支承區域內,定子載體(11)例如具有若干徑向冷卻肋(13)。
在定子載體(11)上沿環繞的定心式安裝接頭旋接有太陽齒輪載體(25)。這個太陽齒輪載體(25)也呈具中央鉆孔(26)的杯狀。作為鉆孔(26)的延長部,在太陽齒輪載體(25)上設有例如成型加工出的軸承支撐環(27)。在軸承支撐環(27)的內端面上,例如在中間連接有間隔環(28)的情況下,例如以借助螺釘(32)螺接的方式設有固定的外齒式太陽齒輪(30)。位于軸承支撐環(27)與太陽齒輪(30)之間的安裝接頭具有定心。
在太陽齒輪載體(25)的底部(29)、定子載體(11)的組合軸承(21)與空心軸(140)之間設有連貫的空腔(7)。在后者中設有支承在空心軸(140)上的回轉隔片(50)。
在圖3所示實施例中,回轉隔片(50)由轂(51)、轂凸緣(61)與蓋部(64)構成。轂(51)具有分級鉆孔(52),其包含兩個自轂端面起設置的凹陷。在每個凹陷中均設有作為滾動軸承的角接觸球軸承(55,56),圓錐滾子軸承或者諸如此類。預緊的滾動軸承(55,56)將轂(51)支承在空心軸(140)上的o形機構中。
在轂(51)上在右側滾動軸承(56)的區域內設有馬達(40)的轉子(45)。其螺接在轂(41)的一側打開的凹槽中。轉子(45)具有永磁環(46),其與定子自有的疊片組(43)相對。
如圖3所示,在轂(51)的左側上連接有轂凸緣(61)。后者由轂盤(62)與轂外圈(63)構成。在轂外圈(63)的端面上以定心的方式固定有蓋部(64)。轂凸緣(61)和蓋部(64)形成如圖2所示支承多個行星齒輪(110,111)的保持架。
視情況將角度測量系統的或者測速發電機的可動部件布置在蓋部(64)上。在此情形下,所述測量系統的固定式部件例如如圖1所示支承在太陽齒輪載體(25)上。
各行星齒輪(110,111),例如由子行星齒輪(112,122)構成的兩分式行星齒輪以滾針支承的方式位于例如呈圓柱形的軸承螺栓(67,68)上,其兩側均容置在轂盤(62)的和蓋部(64)的相應盲孔(65)中。軸承螺栓(67)被壓入盲孔(65),或者借助其他方式鎖緊,以免圍繞其自身的中心線(71,72)旋轉。為提高制造精度,視情況將盲孔(65)替換成通孔,其中在外部設置對應的蓋部或者擋圈,以實現對軸承螺栓(67)的軸向定位。
各行星齒輪(111)的子行星齒輪(112,122)在此例如通過沉頭螺釘(119)或者配合螺釘以剛性方式相互螺接。圖3示出的左側子行星齒輪(112)與固定式太陽齒輪(30)嚙合。在本實施例中,為將嚙合間隙最小化,兩個子行星齒輪(112,122)均具有錐形齒系(113,123),其分錐角為0.5至2度。如圖3所示,右側子行星齒輪(122)的分錐角的尖端以處于軸承螺栓(67,68)右側的方式位于其中心線上,而左側子行星齒輪(112)的分錐角的尖端以處于軸承螺栓(67,68)左側的方式位于其中心線上。
固定式太陽齒輪(30)具有與左側子行星齒輪(112)相同的錐角。這個太陽齒輪(30)的分錐角的尖端以處于空心軸(140)左側的方式位于主中心線(9)上。
例如為兩分式的空心軸(140)包括太陽軸(141)和隔片支撐軸(161)。太陽軸(141)由管軸(142)與設于其上的從動側太陽齒輪(150)構成。后者與右側子行星齒輪(122)嚙合并且同樣具有錐形齒系。從動側太陽齒輪(150)的分錐角與子行星齒輪(122)相同。這個太陽齒輪側分錐角的尖端以處于空心軸(140)左側的方式位于其中心線上。
在經外部精加工的管軸(142)與太陽齒輪載體(25)的在滾針軸承側同樣經精加工的軸承支撐環(27)之間,徑向設有例如具最小軸承間隙的滾針軸承(77)。滾針軸承(77)構成殼體(10)中的空心軸(140)的充當浮動軸承的徑向軸承。
借助選擇的子行星齒輪(112,122)與太陽齒輪(30,150)的錐齒輪嚙合方案,在工作中實現子行星齒輪(112,122)在兩個太陽齒輪(30,150)之間的定心。為在例如采用直齒式行星齒輪的情況下實現定心運動,子行星齒輪(112,122)以一定的軸向間隙位于軸承螺栓(67)上。通過間隔環(28)的寬度對太陽齒輪(30,150)的距離進行調節,使得子行星齒輪(112,122)成對地以無間隙或至少近乎無間隙的方式與太陽齒輪(30,150)嚙合。
支撐片軸(161)以借助多個螺釘(165)保持的方式定心地位于太陽軸(141)上。其徑向外部形狀具有連接至太陽軸(141)的第一圓柱形精加工區段(162),在所述區段上設有將回轉隔片(50)支承的滾動軸承(55,56)。第二圓柱形精加工區段(163)布置在隔片支撐軸(161)的自由端上。在這個區段(163)上支承有組合軸承(21)的內圈(23)。在區段(162)與(163)之間設有凸緣狀的止擋片(164),在其右側支撐有組合軸承(21)的內圈(23),在左側支撐有右側滾動軸承(56)。
滾動軸承(55,56)的內圈以夾緊的方式位于太陽齒輪(150)與止擋片(164)之間。為此,在所述內圈之間裝入有間套(57)。此外在左側滾動軸承(55)的內圈與太陽齒輪(150)之間卡緊有間隔片(58)。
在支撐片軸(161)的外端面上,例如借助配合螺釘以固定螺接且定心的方式設有止擋盤(167)。止擋盤(167)沿軸向將組合軸承(21)的內圈(23)固定。另一方面,所述止擋盤在其徑向外壁上承載有用于將空腔(7)與環境隔開的o形圈(168)。o形圈(168)沿定子載體(11)的分級鉆孔(15)的外區滑動。在定子載體(11)與止擋盤(167)之間,所述o形圈布置在迷宮狀的接頭中。
為將空腔(7)與環境隔開,在所述驅動器的另一側上同樣設有o形圈(36)。其位于太陽齒輪載體(25)的與管軸(142)的圓柱形外表面相對的環形槽(35)中。
也可以采用星形圈或者雙唇密封件來替代o形圈(35,168)。若需要將所述驅動器應用在粉塵性的或含濺水的環境中,則殼體(10)還可以配設密封空氣接頭,借助其使得空腔(7)處于例如0.2至0.6*105pa的過壓下。此外,所述密封空氣接頭也可以用于例如借助設于適當位置上的閥門將所述馬達的廢熱排出。作為密封空氣的替代方案,也可以使得工藝油流過空腔(7),其除對所述傳動裝置進行潤滑以外,也將馬達廢熱排出。
滾動軸承(21,55,56)具有全壽命潤滑,而本實施例中的齒輪(110,111,30,150)則是用傳動裝置潤滑脂潤滑的。上述方案也適用于滾針軸承(77,129)。視情況在蓋部(64)的中央鉆孔與軸承支撐環(27)之間設有接觸式密封件或者迷宮密封件。
在對固定式定子繞組(42)進行電流饋電的情況下,回轉隔片(50)通過滾動軸承(55,56)圍繞空心軸(140)旋轉。旋轉的回轉隔片(50)使得子行星齒輪(112,122)在固定式第一太陽齒輪(30)上滾動。其中子行星齒輪(112,122)對第二太陽齒輪(150)進行驅動,其又使得空心軸(140)旋轉。
若第一太陽齒輪(30)例如具有121個齒且第二太陽齒輪(150)比其少兩個齒,則傳動裝置減速比為1:59.5。若回轉隔片(50)如圖2所示沿順時針方向旋轉,則行星齒輪(110)的下部子行星齒輪(2)無偏移角,故下一行星齒輪(111)的下部子行星齒輪(3)具有δ=1/3的偏移角,而再下一行星齒輪(111)的下部子行星齒輪(4)則具有δ=2/3的偏移。
圖11和12揭示圖1至3所示驅動器的一種緊湊方案。通過裝入特殊滾動軸承(221;276;241,251),所述驅動器的寬度減小18.3mm。為此將太陽軸(141)與支撐片軸(161)整合在一個組合軸(241)中。在組合軸(241)中既整合有太陽齒輪(150),也構成目前的滾動軸承(55,56)的內圈。回轉隔片(50)的轂(51)在此固定在凸緣狀的外圈(251)上,其通過滾動體(255,256)支承在組合軸(241)上。在外圈(251)上還設有轉子(45),其中轉子(45)和回轉隔片(50)例如與外圈(251)螺接。
在組合軸(241)的兩側均設有特殊軸承(221,276)。為此,所述特殊軸承的內圈(223)和(277)均與組合軸(241)螺接。內圈(223,277)以定心的方式抵靠在組合軸(241)的相應端面上。右側內圈(223)例如通過若干滾動軸承球對凸緣狀外圈(222)進行支承,其上以法蘭方式安裝有定子載體(11)。在左側內圈(277)上例如同樣通過滾動軸承球支撐有與太陽齒輪載體(25)螺接的太陽齒輪(30)。這樣便將目前的組合軸承(21)和滾針軸承(77)替換成特殊軸承(221)和(276)。
如圖12所示,這個驅動器方案例如具有用于將馬達廢熱排出的獨立液冷系統。為此,在定子載體(11)的外壁中設有環繞式凹部(211)。在凹部(211)中設有多個環繞式的徑向伸出的冷卻肋(213)。凹部(221)借助管蓋(215)封閉,所述管蓋可沿軸向被推動至定子載體(11)。為實現軸向鎖緊,定子載體(11)如圖12所示在所述驅動器的右端面附近具有環繞式凹槽,其中在管蓋(215)的右端緣旁以形狀配合且壓緊配合的方式設有擋圈(216)。在位于管蓋(215)與定子殼體(11)之間的安裝接頭中設有兩個密封圈(218)。
在所述驅動器的右端面上設有各一用于冷卻劑的入口和出口(212)。
若所述冷卻劑(例如冷卻水)需要經由渠道在定子載體(11)中穿過,可以將冷卻肋(213)替換成在凹部(221)中螺旋狀卷繞的冷卻肋。在此情形下,所述冷卻肋的各螺旋到達管蓋(215),從而就地以有間隙或者無間隙的方式抵靠。此處未繪示的冷卻劑出口例如位于太陽齒輪載體(25)的端面中。其中出口接頭通過穿越定子載體(11)的鉆孔與凹部(211)連接。
圖11以透視圖示出更細窄的無水冷系統的方案,其中太陽齒輪載體(25)被拆下。在定子載體(11)與太陽齒輪(30)之間能夠識別出包含六個行星齒輪凹口(54)的回轉隔片(50)。所述行星齒輪凹口具有沿周向位于兩側的長孔狀凹部(254),其在行星齒輪凹口(54)的整個深度范圍內延伸。在凹部(254)的半圓柱形末端區域內以無間隙的方式設有軸承螺栓載體(290)。后者如圖11所示在兩側通過其軸承螺栓(67)對行星齒輪(110,111)進行支承。下部軸承螺栓載體(290)抵靠在轂盤(62)上,而上部軸承螺栓載體(290)如圖11所示抵靠在與回轉隔片(50)螺接的蓋部(64)上。
各軸承螺栓載體(290)由中央板(293)構成,其每一側均具有叉狀保持臂(295-298)。后者由例如呈方桿形的板簧(295)構成,其外端承載有保持叉(296)。在保持叉(296)的兩個叉臂(297)之間設有凹口(298)。
如圖13所示,圍繞保持叉(296)的凹口(298)布置的叉臂(297)呈弧形彎曲。此外,所述叉臂分別在其自由端的區域內具有鉆孔(299)。在將軸承螺栓載體(290)裝入回轉隔片(50)時,鉆孔(299)用作針對扣環鉗的作用點。
在板簧(295)之間,中央板(293)具有通孔(291),軸承螺栓(67)例如通過橫向過盈配合固定于其中。橫向于板簧(295),中央板(293)具有弧形端面,其中心線平行于通孔(291)的中心線。所述徑向朝外的端面用作軸承螺栓載體(290)的徑向止擋(294)。止擋(294)界定板簧(295)的彈簧行程。
例如用彈簧鋼制造的軸承螺栓載體(290)以無間隙的方式位于行星齒輪凹口(54)的彼此相對的凹部(254)中。所述軸承螺栓載體的叉臂(297)在較大的橫向于板簧(295)的夾緊力的作用下抵靠在凹部(254)的壁部上。
板簧(295)的布置方案確保軸承螺栓(67,68)的朝向行星齒輪(110,111)的離心力作用的彈性順度。板簧桿(95,96)的布置方案確保軸承螺栓(67,68)的朝向行星齒輪(110,111)的離心力作用的彈性順度。就軸距和嚙合間隙的最小化而言,參考如圖2和6所示的實施方案。
圖3示出一種驅動器,其中為將嚙合間隙最小化,子行星齒輪(112,122)與外齒式太陽齒輪(30,150)具有相互匹配的錐齒系。此外,針對每個傳動裝置專門對太陽齒輪(30,150)的軸向距離進行測量,以借助至少一個適合的間隔環(28)對這個軸向距離進行精確調節。
圖2和6示出若干驅動部件,其中借助行星齒輪(110,111)的徑向彈性懸掛將嚙合間隙保持在最小程度。
圖7至9示出若干驅動部件,其中借助分段式行星齒輪(110,111)減小嚙合間隙。在此將行星齒輪劃分成子行星齒輪(112,122),其中成對支承在軸承螺栓上的子行星齒輪(112,122)借助彈簧系統相互夾緊。相應的彈簧或相應的彈簧系統實現圍繞所述子行星齒輪的旋轉軸(71,72)的相互扭轉。
圖10示出用于驅動器的傳動裝置,其中為將嚙合間隙最小化,回轉隔片因轉環(80)的單獨布置而被劃分。在此,回轉隔片(50)和轉環(80)分別承載行星齒輪(110,111)中的一部分。以手動、電動、液壓或者氣動方式將轉環(80)的行星齒輪(111)夾緊至回轉隔片(50)的行星齒輪(110)。
在圖2、6、7至9以及10揭示的驅動器方案中,齒輪(110,111)或(112,122)以及(30)和(150)優選為直齒式正齒輪,即并非如圖3所示的錐齒輪。
圖6示出上部軸承螺栓載體(90),其用于將另一方案中的例如直齒式的正行星齒輪(另參閱圖2)以彈性方式在回轉隔片(50)中支承于其軸承螺栓(67,68)上。上部軸承螺栓載體(90)在此為盤狀體,其均在一側具有盲孔(91),其中例如以壓入的方式設有軸承螺栓(67,68)。大體渾圓的上部軸承螺栓載體(90)的周邊具有定位凸緣(93),以及與這個定位凸緣相對并且垂直于軸承螺栓載體(90)的端面的整平部(92)。這個整平部的面法線指向主中心線(9)。借助圓柱形外壁,軸承螺栓載體(90)在回轉隔片(50)中既在轂盤(62)的區域內,又在蓋部(64)或如圖2所示在行星齒輪凹口(54)的遠離轂盤的區域內,以無間隙或近乎無間隙的方式嵌入。支撐在回轉隔片(50)的相應載體槽(59)中的定位凸緣(93)防止上部軸承螺栓載體(90)圍繞對應行星齒輪(110,111)的中心線(71,72)旋轉。
(在圖2所示結構中)在回轉隔片(50)中抵靠于行星齒輪凹口(54)的平整底部上的下部軸承螺栓載體具有在圖6中以虛線繪示的通孔(101),而非定位凸緣(93)。如圖6所示,通孔(101)位于在此不需要的定位凸緣(93)與盲孔(91)之間。在行星齒輪凹口(54)的平整底部中設有與經正確定位的下部軸承螺栓載體的通孔(101)對齊的,在此未繪示的鉆孔。在這個鉆孔和通孔(101)中壓入了螺栓或者配合螺栓,其以抗扭的方式將所述下部軸承螺栓載體固定。
如圖2所示,將例如兩個一組的螺釘頭(105)用作上部軸承螺栓載體(90)的軸向固定件。從屬于頭部(105)的螺釘與相應的行星齒輪凹口(54)如此靠近,使得所述頭部局部地將相應的軸承螺栓載體(90)遮蓋。
在軸承螺栓載體(90)內以圍繞盲孔(91)的方式設有例如為圓柱形的中央盤(94),其通過例如四個板簧桿(95,96)成型在軸承螺栓載體(90)上。在此通過侵蝕出三個侵蝕通道(97)加工出四個板簧桿(95,96)。兩個設于整平部(92)附近的板簧桿(95)均平行于整平部(92)延伸。另兩個板簧桿(96)互成例如160度的角度,其中其角平分線在軸承螺栓載體(90)安裝完畢的情況下與主中心線(9)相交。
板簧桿(95,96)的布置方案確保軸承螺栓(67,68)的朝向行星齒輪(110,111)的離心力作用的彈性順度。若以某種方式裝入軸承螺栓載體(90),使得主中心線(9)與相應行星齒輪中心線(71,72)之間的實際軸距比嚙合所需的理論軸距小例如10至100μm(視嚙合品質而定),則行星齒輪(110,111)以軸向且彈性預緊的方式抵靠在太陽齒輪(30,150)上。這樣便實現無間隙和/或無反向夾緊的驅動器。
視情況在整平部(92)和/或定位凸緣(93)的處于徑向外部的平面中設有螺紋孔。所述螺紋孔的中心線與盲孔(91)的中心線垂直相交。在所述螺紋孔中均以抗扭的方式以一定的深度旋入一螺紋銷,使得中央盤(94)的行程能夠借助止擋在所述螺紋銷的末端上而被界定。
圖7至9示出針對由正齒輪(110,111;30,150)構成的行星齒輪傳動裝置的無間隙和/或無反向夾緊的驅動器的另一替代方案。為此,在圖7所示實施例中采用兩分式直齒式行星齒輪(110,111)。如圖3所示,行星齒輪(110,111)被橫向于中心線(71,72)居中劃分,以構建子行星齒輪(112)和(122)。兩個子行星齒輪(112,122)具有相同的齒數。在一個行星齒輪(110,111)的兩個子行星齒輪(112,122)之間裝入有一至六個組合彈簧(130),其使得子行星齒輪(112,122)相互彈性扭轉。
組合彈簧(130)是例如用彈簧鋼制造的旋轉對稱的桿件。如圖7所示,在上部子行星齒輪(112)中,各組合彈簧(130)借助其支座區段(131)位于上部子行星齒輪(112)的縱向孔(114)中。支座區段(131)呈圓柱形,在其側表面中心例如設有具弓形橫截面的凹槽(132)。支座區段(131)的外直徑等于縱向孔(114)的內直徑。視具體情況,組合彈簧(130)也借助橫向過盈配合設于此處。
在支座區段(131)上連接有直徑有所減小,大體同樣呈圓柱形的彎曲區段(133)。從支座區段(131)至彎曲區段(133)的過渡區域經過修圓,使得彎曲區段(133)的與中心線平行的母線切向過渡至凹口半徑。
為以形狀配合的方式將組合彈簧(130)鎖緊在所述軸承孔中以防止軸向偏移,如圖8所示,上部子行星齒輪(112)在一個齒槽的區域內具有橫孔(117),其中例如壓入和/或粘入有銷件(118)。銷件(118)抵靠在支座區段(131)的凹槽(132)中。
在下部子行星齒輪(122)的縱向孔(124)的下末端區域內,設有朝內伸出的抵靠片(125),組合彈簧(130)的下端以微小的間隙抵靠在所述抵靠片上。
圖9為兩分式直齒式行星齒輪(111)的截面圖,其在縱向孔(114,124)的高度上示出軸承螺栓(67)前的截面。如圖所示,在鉆孔(114,124)對準的情況下,上部子行星齒輪(112)相對下部子行星齒輪(122)錯開例如四分之一齒距。承受彎曲和扭轉的組合彈簧(130)在兩個子行星齒輪(112,122)的齒系(113,123)疊合的情況下最大程度地應變。若組合彈簧(130)彈回其未變形的起始位置,則下齒系(123)相對上齒系(113)扭轉例如四分之一齒距。
若采用奇數個組合彈簧(130),則如圖7所示,每個組合彈簧(130)在子行星齒輪(112,122)中與一個質量平衡孔(116,126)相對,以將不平衡最小化。
也可以使用橡膠彈簧或排擠式彈簧來替代組合彈簧(130)。在此情形下,將組合彈簧(130)替換成固定在子行星齒輪(112)中的螺栓。后者伸入下部子行星齒輪(122)的鉆孔,其中鉆孔直徑大于所述螺栓的外直徑。在所述鉆孔中,所述螺栓被管形橡膠元件包圍,其將所述螺栓與所述鉆孔之間的整個空間填滿。視具體情況,所述螺栓和/或所述鉆孔通過黏合或者硫化與所述橡膠元件連接。一旦為裝入傳動裝置而使得子行星齒輪(112,122)相互扭轉,便于一側在構建彈簧效果的情況下將所述橡膠元件彈性密封。
圖10示出一種行星齒輪傳動裝置,其中與圖5所示實施方案不同,兩個行星齒輪(111)通過其軸承螺栓(67)支承在轉環(80)上。轉環(80)以可圍繞主中心線(9)偏轉數個角度的方式設于回轉隔片(50)上。在此,行星齒輪(111)的中心線(71)也平行于主中心線(9),并且與其位于一個平面中。通過軸承螺栓(67)支承在轉環(80)上的行星齒輪(111)的中心線(71)與主中心線(9)的距離等于直接支承在回轉隔片(50)上的行星齒輪(110)的中心線(72)與主中心線(9)的距離。
為實現轉環(80)相對回轉隔片(50)的可偏轉性,轉環(80)以圍繞行星齒輪(111)的直接固定于回轉隔片(50)上的軸承螺栓(68)的方式具有較大的鉆孔(81)。另一方面,本實施例中的轉環(80)具有多個長孔(82),其縱向延伸部例如沿與行星齒輪(110,111)的中心線(71,72)垂直相交的圓(85)延伸。在此,在每兩個行星齒輪(110,111)之間設有一個這種長孔(82)。
回轉隔片(50)具有四個螺紋孔(84),其位于轉環(80)的長孔(82)下方并且還位于圍繞主中心線(9)的圓(86)上,該圓的直徑等于圓(85)的直徑。每個長孔(82)均被一個螺釘(83)穿過,其用于將轉環(80)固定在回轉隔片(50)上。轉環(80)相對回轉隔片(50)如此定心,使得在轉環(80)相對回轉隔片(50)偏轉時,圓(85)與(86)疊合。
為減小太陽齒輪(30,150)與行星齒輪(110,111)之間的嚙合間隙,使得轉環(80)沿一個旋轉方向偏置數個角秒,從而使得設于轉環(80)的柱面上的標記箭頭(87)相對回轉隔片(50)的在此僅作示意的線標記(88)略微游移。
若中心線(71,9)構成的平面與中心線(72,9)所處于的平面互成正好為90度的角度,則所述齒系正好具有取決于所選擇的齒系品質的間隙,參閱din3962。
為在實現中等品質的情況下將處于數微米范圍內的平均齒側間隙減小,在使得轉環(80)相對回轉隔片(50)偏置時,不到一角分的程度便已足夠。
在忽略視情況出現的不平衡的情況下,使得僅一個行星齒輪借助其軸承螺栓通過轉環(80)偏置便已能將間隙減小。
附圖標記說明
1軸
2,3,4(110,111)的子行星齒輪
5底座
7空腔
9傳動裝置中心線,主中心線
10殼體
11定子載體,殼體部件
12外區
13冷卻肋
14殼體環
15分級孔
16殼體凸緣
17夾緊環
18用于(17)的螺釘
21十字滾動軸承,組合軸承
22外圈
23內圈
24用于(11,25)的螺釘
25太陽齒輪載體,殼體部件
26中央鉆孔
27軸承支撐環
28調節環,間隔環
29底部
30第一太陽齒輪;固定式
32用于(25,30)的螺釘
35環形槽
36o形圈
40馬達,力矩馬達,電動馬達
41定子
42繞組,定子繞組
43疊片組
45轉子
46永磁環
50回轉隔片
51轂
52分級孔,中央鉆孔
54行星齒輪凹口
55,56滾動軸承,深溝球軸承
57間套
58間隔片
59載體槽
61轂凸緣
62轂盤
63轂外圈
64蓋部
65盲孔
67,68軸承螺栓
69止推片
71,72(67,68;110,111)的中心線,旋轉軸
73表示(50)的旋轉方向的箭頭
74(71,72)所位于的圓
77滾針,滾針軸承
80轉環
81環中的鉆孔
82長孔
83螺釘
84螺紋孔
85圓,長孔的中心線圓
86圓,螺紋孔的中心線圓
87標記箭頭
88線標記
90軸承螺栓載體
91盲孔
92整平部
93定位凸緣
94中央盤
95,96板簧桿
97侵蝕通道
101通孔
105螺釘頭
110,111行星齒輪
112左側或上部子行星齒輪
113上部子行星齒輪的齒系,視情況為錐狀
114用于組合彈簧的縱向孔
116質量平衡孔
117橫孔
118銷件
119沉頭螺釘
122右側或下部子行星齒輪
123下部子行星齒輪的齒系,視情況為錐狀
124縱向孔
125抵靠片
126質量平衡孔
127齒
128齒槽
129(110,111)的滾針軸承的滾針
130組合彈簧
131支座區段
132凹槽,凹口
133彎曲區段
140空心軸,驅動軸,從動裝置
141太陽軸
142管軸,從動軸
145中央鉆孔;通孔
150第二太陽齒輪;從動齒輪,從動裝置
161支撐片軸
162第一區段
163第二區段
164凸緣狀的止擋片
165螺釘
167止擋盤
168o形圈
170用于馬達和測速發電機的接頭
171用于位移測量系統的接頭
211環繞式凹部
212冷卻劑入口,冷卻劑出口
213冷卻肋
215管蓋
216擋圈
218密封圈
221右側特殊軸承;滾動軸承
222(221)的外圈
223(221)的內圈
241組合軸
251(255,256)的外圈
254長孔狀凹部
255,256滾動體
259用于固定(64)的螺紋孔
276左側特殊軸承;滾動軸承
277(276)的內圈
290軸承螺栓載體
291通孔
293中央板
294止擋
295板簧
296保持叉
297叉臂
298凹口
299鉆孔