無齒隙的行星式齒輪總成的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及行星式和混合式傳動裝置的領域。本發明公開了減小的齒隙的行星式齒輪，并且還涉及一種包括所述減小的齒隙的行星齒輪的齒輪減速器或增速器。
【背景技術】
[0002]行星式齒輪包括安裝在行星輪架上的一個或多個行星齒輪。行星齒輪通常與太陽齒輪嚙合并與外圈或外環形件嚙合。行星輪架相對于太陽齒輪旋轉，以便行星齒輪圍繞所述太陽齒輪旋轉。
[0003]行星式齒輪為一種公知種類的周轉式齒輪，并且具有數個有利的特征，包括在緊湊的包裝中顯著的傳動比。例如，行星式齒輪廣泛地用在與電動機聯接的齒輪減速器中。更高的減速可以通過包括數個行星級的多級減速器或混合減速器實現，該混合減速器包括一個或多個常規的非周轉級(例如正齒輪級)和一個或多個行星級。
[0004]像任何齒輪總成一樣，行星式齒輪受到齒輪之間的一些空隙(或間隙)的影響，空隙(或間隙)也稱為齒隙。特別是，行星級受到行星齒輪與太陽齒輪和/或環形件之間的齒隙的影響。所述齒隙的減小是所希望的，尤其是當行星式齒輪在兩個旋轉方向上操作時，這是由于每當旋轉反轉時，齒輪之間的任何空隙/間隙產生了旋轉的空轉角。例如，這種空轉可能會影響包括行星式齒輪的伺服電機單元的精度。
[0005]已經進行多種嘗試使齒隙最小化，并獲得減小的齒隙的行星式齒輪單元。具有減小的齒隙的行星式齒輪也被稱為“無齒隙”的行星式齒輪。
[000?] W0 2009/106222公開了一種行星式齒輪單兀，其中每一行星齒輪被分成了第一行星子齒輪和第二行星子齒輪，并且其中第一行星子齒輪通過彈簧桿相對于第二行星子齒輪被預加載。
[0007]W0 2010/132912公開了一種行星式齒輪，其中行星輪彼此獨立地彈性安裝在行星輪架上。
[0008]這些系統的缺點是行星輪的復雜設計。
[0009]還已經提出了:提供一種行星輪架，其包括彈性地連接以提供所期望的預加載的分開的構件。
[0010]例如，JP-3-48045公開了當旋轉方向改變時，通過提供由壓縮彈簧激勵的兩個浮動輪架來防止特性的改變。
[0011]以上所有的系統均具有某種成本上的缺點。它們可能是難以實施的和/或實施起來非常昂貴，尤其在小型化的部件中。此外，所期望的預加載可以根據例如材料和預期用途(速度、扭矩等等)的一些條件而改變。現有技術的以上系統不能提供對于上述需求的令人滿意的解決方案。
【發明內容】
[0012]本發明的目的是改進以上所描述的現有技術。特別是，本發明的目的是提供一種用于在行星式齒輪中齒隙彌補的系統，該系統是簡單的、易于制造且易于裝配，并且可以根據不同的規格(例如要求不同的預加載)來配置。
[0013]上述目的利用以下方式來實現:
[0014]—種行星式齒輪總成，所述行星式齒輪總成包括行星輪架，所述行星輪架至少包括相對于彼此能夠旋轉的第一行星輪架構件和第二行星輪架構件，并且所述行星式齒輪總成還包括所述第一行星輪架構件和所述第二行星輪架構件之間的彈性連接機構，所述彈性連接機構布置成當所述行星輪架構件在設計操作條件下可旋轉地對準時提供預加載，其特征是所述彈性連接機構包括:
[0015]至少一個彈性構件，所述至少一個彈性構件關聯至所述第一行星輪架構件和所述第二行星輪架構件中的一個行星輪架構件，
[0016]伸出部，所述伸出部關聯至所述第一行星輪架構件和第二行星輪架構件中的另一個行星輪架構件，并且接合所述彈性構件，
[0017]所述彈性構件和所述伸出部布置成使得所述彈性構件的偏轉提供所述預加載。
[0018]術語偏轉應當被理解為意味著，彈性構件大體上像橫梁一樣彎曲。
[0019]伸出部可以以不同的方式接合彈性構件。優選地，伸出部鄰接抵靠彈性構件，更優選地，鄰接抵靠所述彈性構件的中心部分。
[0020]所述彈性構件容納在行星輪架的相應的構件的合適的支座中。優選地，所述支座為狹槽，該狹槽的端部配置成容納所述彈性構件的兩個相對端部，并且該狹槽的較大的中心部分容納所述伸出部并為所述彈性構件的偏轉提供足夠的空間。因此，在輪架構件之間合適的旋轉時，彈性構件大體上作用為中心加載的橫梁。
[0021]在一些實施方式中，可以采用多個彈性構件。彈性構件可以容置在一個或多個行星輪架構件中。通常來說，容置在行星輪架的構件中的彈性構件由固定至同一行星輪架的另一個構件的伸出部來接合。根據一個優選的實施方式，所述行星輪架構件中的一個行星輪架構件被設計成容置所有的彈性構件。在一個優選的實施方式中，使用了四個彈性構件。
[0022]優選地，所述彈性構件具有大體上薄片狀的元件的形式，更優選地具有柔性片狀件的形式，該柔性片狀件具有合適的厚度和柔韌度。形成彈性構件的柔性片狀件可以具有恒定或可變的厚度。優選地，所述柔性片狀件具有恒定的厚度和矩形的截面。優選地，伸出部為銷的形式，所述銷優選為圓柱銷。
[0023]主要的優點是在工業水平下還容易實施。例如，以柔性片狀件形式的彈性構件是便宜的且易于安裝在輪架構件中。相關的安裝支座不需要精確且昂貴的機加工。與來自其它輪架構件的伸出部的匹配也不需要高精度。
[0024]根據所期望的預加載的量，該系統的彈性常量可以通過用另一個彈性構件替代該彈性構件來改變。因此，用于行星式齒輪總成的行星輪架可以根據具有不同預加載的不同型式、通過使用相同的輪架設計且僅僅使用插入到安裝支座中的不同的彈性構件(例如不同的柔性狀件)來配置。
[0025]例如相較于具有螺旋彈簧(需要相應的圓柱殼體)的系統，本發明的系統比較便宜且更加可配置的。
[0026]上述優點對于行星式齒輪級的制造商來說特別重要。特別地，它們對于制造許多領域(包括醫療器械、機器人、航空航天工業、視聽傳播設備等等)中所需要的小行星級(例如具有小于10mm的直徑)是重要的。在這些領域中，還需要高精度且之后齒隙的消除變得至關重要。
[0027]本發明的額外的優選特征如下。
[0028]行星式齒輪總成通常包括一些行星輪和太陽齒輪。行星輪通常與齒圈殼體(環形件)相接合。例如在多級減速器中，太陽齒輪與行星輪架成為一體并與行星輪相對安裝，以接合另一個鄰近的行星級的行星輪。
[0029]行星輪架可以被分成兩個或多個彈性連接的構件。具有兩個彈性連接的行星輪架構件的總成優化了行星輪與齒圈殼體之間的齒隙;具有三個(或更多個)構件的總成還可以減小行星輪與太陽齒輪之間的齒隙。
[0030]根據本發明的一些實施方式，本發明的總成的太陽齒輪被分成可相對彼此旋轉的至少兩個軸向部分，并且該至少兩個軸向部分固定至相應的行星輪架構件。
[0031]例如，所述太陽齒輪包括第一軸向部分和第二軸向部分，所述第一軸向部分和所述第二軸向部分相對于彼此可圍繞中心軸線旋轉;太陽齒輪的第一軸向部分固定至第一行星輪架構件，并且太陽齒輪的第二軸向部分固定至第二行星輪架構件。在另外的實施方式中，太陽齒輪可以包括多于兩個部分，每一個部分固定至相應的行星輪架構件。
[0032]在一個優選的實施方式中，太陽齒輪的軸向部分安裝在同軸的軸上，例如，第一空心軸和與第一空心軸同軸的第二軸。第一軸連接至第一行星輪架構件，第二軸連接至第二行星輪架構件。因此，上面描述的行星輪架構件之間的彈性連接提供了太陽齒輪的所述部分之間的預加載。
[0033]這些實施方式導致了具有兩個(或更多個)彈性預加載的軸向部分的太陽齒輪。具有這種彈性預加載的部分的太陽齒輪彌補了相對于行星輪的齒隙。
[0034]優選地，行星輪架構件為大體上盤狀疊置的元件的形式。
[0035]行星輪架構件和行星輪可以用已知的包括金屬和塑料的材料來制成。該柔性片狀件可以由金屬、合成彈性材料或其它合適的材料來制成。
[0036]本發明可以實施在齒輪減速器或齒輪增速器中。所述齒輪減速器或齒輪增速器可以為多級單元或混合的減速器/增速器，所述混合的減速器/增速器包括一個或多個行星級和一個或多個常規的非周轉正齒輪級。齒輪減速器被理解為可以用來減小傳動比的齒輪，也被稱為減速器。齒輪增速器被理解為可以用來使傳動比增大的齒輪，也稱為增速器。
[0037]在一些實施方式中，