無(wú)齒側(cè)間隙行星式齒輪組件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種無(wú)齒側(cè)間隙行星式齒輪組件，至少包括第一行星架構(gòu)件(4)和第二行星架構(gòu)件(5)，所述第一行星架構(gòu)件(4)和第二行星架構(gòu)件(5)圍繞所述組件的軸線(7)相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的并且通過(guò)布置成對(duì)所述行星架構(gòu)件之間的旋轉(zhuǎn)做出彈性反應(yīng)的彈性部件(10，14)被連接，當(dāng)所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件在設(shè)計(jì)操作條件下被旋轉(zhuǎn)對(duì)正時(shí)，所述彈性部件被拉伸，使得所述組件在使用中被預(yù)加載使所述第一行星架構(gòu)件相對(duì)于所述第二行星架構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的扭矩，以便復(fù)位齒側(cè)間隙。
【專利說(shuō)明】無(wú)齒側(cè)間隙行星式齒輪組件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及行星式和混合式傳動(dòng)裝置的領(lǐng)域。本發(fā)明公開(kāi)一種減小齒側(cè)間隙的行星式齒輪，還涉及包括所述減小齒側(cè)間隙的行星式齒輪的齒輪減速器或增速器。
【背景技術(shù)】
[0002]行星式齒輪包括太陽(yáng)齒輪和至少一個(gè)行星齒輪。行星齒輪安裝在行星架上，如果行星齒輪的數(shù)量多于一個(gè)，則每個(gè)行星齒輪安裝在行星架上。行星齒輪與太陽(yáng)齒輪相嚙合，并且設(shè)有外環(huán)或內(nèi)齒環(huán)。通常，行星架相對(duì)于太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)，使得行星齒輪圍繞該太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)。行星齒輪也稱為行星輪或僅稱為行星。
[0003]眾所周知，行星式齒輪為一種周轉(zhuǎn)齒輪，且具有多個(gè)有利特征，包括在緊湊包裝中的顯著的傳動(dòng)比。例如，行星式齒輪廣泛地用在與電動(dòng)機(jī)聯(lián)接的齒輪減速器中。通過(guò)包括多個(gè)行星級(jí)的多級(jí)減速器、或包括一個(gè)或多個(gè)常規(guī)的非周轉(zhuǎn)級(jí)(如，正齒輪級(jí))以及一個(gè)或多個(gè)行星級(jí)的混合減速器，可實(shí)現(xiàn)更高的減速。
[0004]行星式齒輪減速器所面對(duì)的問(wèn)題或在行星式齒輪級(jí)中的問(wèn)題是減小齒側(cè)間隙。齒側(cè)間隙為齒輪之間的空隙(或間隙)；特別地，行星級(jí)受到行星齒輪和太陽(yáng)齒輪和/或內(nèi)齒環(huán)之間的齒側(cè)間隙的影響。由于每當(dāng)旋轉(zhuǎn)被反向時(shí)，在齒輪之間的任何空隙/間隙產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)的空轉(zhuǎn)角，故尤其在需要在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上運(yùn)行的行星式齒輪中，消除齒側(cè)間隙是期望的。例如，這種空轉(zhuǎn)會(huì)影響包括行星式齒輪的伺服電動(dòng)機(jī)單元的精度。行星式減速機(jī)可被用作減速器或比例增速器，在這兩種情況下，為了提高精度，減小的齒側(cè)間隙是令人期望的。
[0005]到目前為止，已做出了許多嘗試來(lái)使齒側(cè)間隙最小化和獲得減小齒側(cè)間隙的行星式齒輪單元。具有減小的齒側(cè)間隙的行星式齒輪也稱為“無(wú)齒側(cè)間隙”行星式齒輪。
[0006]W02009/106222公開(kāi)了一種行星式齒輪單元,其中，每個(gè)行星齒輪被分為第一行星子齒輪和第二行星子齒輪，并且其中，通過(guò)布置在基本上平行于旋轉(zhuǎn)的行星桿線的兩個(gè)行星子齒輪中的彈簧桿，第一行星子齒輪相對(duì)于第二行星子齒輪行星桿被預(yù)加載。一個(gè)彈簧桿或多個(gè)彈簧桿經(jīng)受彎曲加載，且被支撐在兩個(gè)行星子齒輪中；所述彈簧桿圍繞旋轉(zhuǎn)的行星桿線布置，且至少一個(gè)彈簧桿布置在第一行星子齒輪的第一凹槽和第二行星子齒輪的第二凹槽中；所述第一凹槽和第二凹槽延伸到且進(jìn)入分割面的區(qū)域中；第一凹槽和第二凹槽被做成朝向分割面拓寬的孔。
[0007]W02010/132912公開(kāi)了一種行星式齒輪，包括太陽(yáng)齒輪、具有行星輪的行星架、和環(huán)形齒輪，其中，行星輪被彈性地安裝在行星架上而彼此獨(dú)立。行星輪包括齒環(huán)和軸承套；齒環(huán)通過(guò)插入的彈性元件安裝在軸承套上。
[0008]上文的實(shí)施方式通過(guò)在行星輪中包括彈性元件基本上提供了行星式齒輪的預(yù)載荷。缺點(diǎn)是，這些實(shí)施方式需要行星輪的復(fù)雜設(shè)計(jì)，即，需要制造包括至少兩個(gè)具有用于容納彈簧桿的小孔的子部件，或包括兩個(gè)用于插入中間彈性環(huán)的環(huán)形部件的行星輪。以上的設(shè)計(jì)因此是昂貴的，并且它們尤其對(duì)于小的減速器是不實(shí)用的，在小的減速器中，行星輪可具有數(shù)毫米的直徑，例如，IOmm或更小的直徑。
[0009]上文的技術(shù)的另一個(gè)缺點(diǎn)是由于通過(guò)利用意味著摩擦的金屬部件而制成的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的噪音。所述摩擦還產(chǎn)生更高的磨損，這意味著在減小的齒側(cè)間隙和精確度方面，行星式齒輪很快地失去最初的性能。
[0010]對(duì)每個(gè)行星輪提供彈性構(gòu)件(如，彈簧)具有另一個(gè)缺點(diǎn)，行星式齒輪包括作用于太陽(yáng)齒輪的多個(gè)基本上獨(dú)立的彈性構(gòu)件。因此，更加難以確保齒輪的齒受到均勻的拉伸力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的以上缺點(diǎn)。
[0012]本發(fā)明的構(gòu)思是對(duì)行星架預(yù)加載來(lái)代替行星輪，以便提供期望的預(yù)加載力。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式，所述力被傳遞至行星輪和/或太陽(yáng)齒輪。因此，可通過(guò)常見(jiàn)的設(shè)計(jì)來(lái)制造行星輪，并且行星輪不需要包含彈簧桿或其他彈性構(gòu)件。
[0013]該問(wèn)題通過(guò)行星式齒輪組件來(lái)解決，所述行星式齒輪組件包括中心軸線和至少一個(gè)行星齒輪，所述行星齒輪遠(yuǎn)離所述軸線，使得當(dāng)所述齒輪組件在使用時(shí)，所述行星輪圍繞所述軸線旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述行星式齒輪組件至少包括第一行星架構(gòu)件和第二行星架構(gòu)件，所述行星架構(gòu)件圍繞所述軸線相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的并且通過(guò)布置成對(duì)所述行星架構(gòu)件之間的旋轉(zhuǎn)做出彈性反應(yīng)的彈性部件被連接，當(dāng)所述第一構(gòu)件和所述第二構(gòu)件在設(shè)計(jì)操作條件下被旋轉(zhuǎn)對(duì)正時(shí)，所述彈性部件被拉伸，使得所述組件在使用中被預(yù)加載使所述第一行星架構(gòu)件相對(duì)于所述第二行星架構(gòu)件旋轉(zhuǎn)的扭矩。
[0014]本發(fā)明提供了兩個(gè)或兩個(gè)以上的彈性連接的行星架構(gòu)件，該行星架構(gòu)件可圍繞所述中心軸線相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。在所述行星架構(gòu)件之間的旋轉(zhuǎn)位移補(bǔ)償齒側(cè)間隙。行星架構(gòu)件可看作行星架的部件或單獨(dú)的行星架。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，常規(guī)的行星架被分成通過(guò)彈性部件連接的兩個(gè)或兩個(gè)以上的部分。根據(jù)其他實(shí)施方式，行星式齒輪組件包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的彼此彈性連接的行星架。根據(jù)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】，行星架構(gòu)件可具有不同的形狀。
[0015]典型地，行星式齒輪組件的行星輪與環(huán)形齒輪箱(環(huán)形物)接合。根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方式，例如在多級(jí)減速器中，該組件還可包括用于與鄰接的級(jí)，優(yōu)選與鄰接的行星式組件的行星輪接合的太陽(yáng)齒輪。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施方式，彈性連接的行星架構(gòu)件的數(shù)量可以是兩個(gè)、三個(gè)或三個(gè)以上。具有兩個(gè)彈性連接的行星架構(gòu)件的組件使行星輪與環(huán)形齒輪箱的齒側(cè)間隙最優(yōu)化；具有三個(gè)(或三個(gè)以上)構(gòu)件的組件也可以減小行星輪與太陽(yáng)齒輪的齒側(cè)間隙。
[0017]根據(jù)另一些實(shí)施方式，本發(fā)明組件的太陽(yáng)齒輪被分成至少兩個(gè)軸向部分，這兩個(gè)軸向部分相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的，且被連接到相應(yīng)相應(yīng)的行星架構(gòu)件。
[0018]例如，所述太陽(yáng)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圍繞所述中心軸線相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的；所述太陽(yáng)齒輪的第一軸向部分被固定在第一行星架構(gòu)件上，所述太陽(yáng)齒輪的第二軸向部分被固定在第二行星架構(gòu)件上。在另一些實(shí)施方式中，太陽(yáng)齒輪可包括多于兩個(gè)部分，每個(gè)部分被固定到相應(yīng)的行星架構(gòu)件上。
[0019]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，太陽(yáng)齒輪的軸向部分被安裝在共軸的第一桿和第二桿(例如，外部空心桿和共軸的內(nèi)桿)上。第一桿被連接到第一行星架構(gòu)件，第二桿被連接到第二行星架構(gòu)件。因此，行星架構(gòu)件之間的彈性連接提供了在太陽(yáng)齒輪的所述各部分之間的預(yù)載荷。
[0020]這些實(shí)施方式導(dǎo)致太陽(yáng)齒輪具有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)彈性預(yù)加載的軸向部分。具有這種彈性預(yù)加載的軸向部分的太陽(yáng)齒輪復(fù)位了行星輪對(duì)太陽(yáng)齒輪本身的齒側(cè)間隙。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，行星架構(gòu)件被垂直于太陽(yáng)齒輪的旋轉(zhuǎn)軸線的分界面分開(kāi)。例如，行星架構(gòu)件是基本上圓盤(pán)狀疊置的元件的形式。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，行星架包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的通過(guò)所述彈簧部件連接的圓形部分。
[0023]優(yōu)選地，彈性部件包括扭轉(zhuǎn)彈簧部件。
[0024]盡管行星架構(gòu)件可相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致彈性部件的彈性形變，但它們優(yōu)選在軸線方向上被聯(lián)接。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，彈性元件被局部地插入在第一行星架構(gòu)件的凹槽中，所述彈性元件的剩余部分被插入在第二行星架構(gòu)件(根據(jù)架構(gòu)件的數(shù)量，可以是第三行星架構(gòu)件)的對(duì)應(yīng)凹槽中，使得當(dāng)彈性元件在適當(dāng)?shù)奈恢蒙蠒r(shí)，第一行星架構(gòu)件、第二行星架構(gòu)件和下一個(gè)(若有的話)行星架構(gòu)件通過(guò)彈性元件被軸向地聯(lián)接，而所述彈性元件提供在行星架構(gòu)件之間的扭轉(zhuǎn)彈簧。
[0025]通過(guò)在例如具有圓形部分的形式的行星架構(gòu)件之間，利用彈性元件將它們直接連接，可實(shí)現(xiàn)相同的彈性效果。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供了彈性元件，該彈性元件由非金屬材料制成，該非金屬材料例如為塑料、橡膠、合成橡膠、或可以提供彈性的另一種材料。然而，通過(guò)具有不同性質(zhì)的彈簧部件(例如，彈簧、金屬?gòu)椈苫蚨鄠€(gè)金屬?gòu)椈?也可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。彈性元件可被安裝在第一行星架構(gòu)件和第二行星架構(gòu)件(或又一行星架構(gòu)件)之間，或者，如果彈性元件由橡膠或類似物制成，則它們可被注入第一行星架構(gòu)件和第二行星架構(gòu)件(或另一行星架構(gòu)件)之間。
[0027]本發(fā)明的一些實(shí)施方式提供一個(gè)單一的彈性元件，用于在所有行星架構(gòu)件之間的連接。優(yōu)選地，單一的彈性元件被布置在行星架構(gòu)件的中心。其他實(shí)施方式提供多個(gè)彈性元件，這些彈性元件可被布置在行星架構(gòu)件的周圍區(qū)域中，該周圍區(qū)域例如留出用于允許桿通過(guò)的自由空間。具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的彈性元件的實(shí)施方式可優(yōu)選用來(lái)傳遞相關(guān)扭矩。
[0028]通過(guò)結(jié)合以上實(shí)施方式，例如，通過(guò)在兩個(gè)行星架構(gòu)件之間的一個(gè)中心彈性元件和多個(gè)用于其他級(jí)的周圍彈性元件，可實(shí)現(xiàn)行星架構(gòu)件的連接。
[0029]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，通過(guò)至少一個(gè)十字形彈性構(gòu)件來(lái)實(shí)現(xiàn)彈性部件。該構(gòu)件被插入到行星架構(gòu)件的對(duì)應(yīng)的十字形凹槽中。通常，優(yōu)選地，彈性構(gòu)件被加工成的形狀使得至少一些在安裝支架和彈性構(gòu)件之間的接觸表面不垂直于穿過(guò)行星架構(gòu)件的中心的徑向方向。因此，行星架構(gòu)件之間的旋轉(zhuǎn)將改變彈性構(gòu)件的形狀，并且導(dǎo)致彈性構(gòu)件的彈性反應(yīng)。然而，由于可以利用圓柱形的或環(huán)形的彈性構(gòu)件，故這種形狀不是必要的。例如，圓柱形的或環(huán)形的彈性構(gòu)件可被緊密地安裝到行星架構(gòu)件的凹槽中，使得彈性構(gòu)件提供所期望的預(yù)載荷和扭矩。
[0030]本發(fā)明的行星式齒輪可包括一個(gè)或多個(gè)圍繞太陽(yáng)齒輪旋轉(zhuǎn)的行星輪。最常用的實(shí)施方式將具有兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)行星輪，但根據(jù)行星式齒輪和周轉(zhuǎn)齒輪的已知技術(shù)，任何布局是可能的。
[0031]根據(jù)優(yōu)選的實(shí)施方式，行星式齒輪具有一個(gè)或多個(gè)與每個(gè)行星架構(gòu)件相關(guān)的行星輪。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，一個(gè)第一行星桿或多個(gè)第一行星桿與第一行星架構(gòu)件成一體；一個(gè)第二行星桿或多個(gè)第二行星桿與第二行星架構(gòu)件成一體，以此類推。術(shù)語(yǔ)行星桿意為用于容納行星齒輪的桿。
[0032]可通過(guò)已知的包括金屬和塑料的材料制成行星架構(gòu)件和行星齒輪。
[0033]本發(fā)明還涉及包括根據(jù)上文所述的行星式齒輪的齒輪減速器或增速器。所述齒輪減速器或增速器可以為多級(jí)單元、或包括一個(gè)或多個(gè)行星級(jí)和一個(gè)或多個(gè)常見(jiàn)的非周轉(zhuǎn)錐齒輪級(jí)的混合減速器/增速器。齒輪減速器可理解為可被用來(lái)降低傳動(dòng)比的齒輪，也稱為減速器。齒輪增速器可理解為可被用來(lái)增加傳動(dòng)比的齒輪，也稱為增速器。
[0034]在某些實(shí)施方式中，多級(jí)單元的僅一個(gè)行星級(jí)可包括上文所述的預(yù)加載的行星架構(gòu)件，這意味著這種可被叫做齒側(cè)間隙復(fù)位級(jí)的特定級(jí)將補(bǔ)償裝置的齒側(cè)間隙。在其他實(shí)施方式中，多個(gè)級(jí)或甚至所有行星級(jí)可以以本發(fā)明的預(yù)加載的架構(gòu)件為特征。
[0035]本發(fā)明的巨大優(yōu)勢(shì)是，行星輪是完全常規(guī)的，因此，由于補(bǔ)償齒側(cè)間隙的能力由預(yù)加載的行星架構(gòu)件來(lái)給出，故這些行星輪具有便宜的設(shè)計(jì)。與涉及插入在行星輪中的較小的彈性部件的其他解決方案相比，由于行星輪的數(shù)量大于架的數(shù)量(例如，每個(gè)架具有3個(gè)或4個(gè)行星)，故總體成本可被降低。如果可行的話，該特征尤其對(duì)于典型地具有直徑為幾毫米的小行星的小型減速器是優(yōu)勢(shì)，在小型減速器中，具有內(nèi)部彈簧或其他彈性部件的行星的復(fù)雜設(shè)計(jì)是非常昂貴的。然而，本發(fā)明不受限于小型裝置，本發(fā)明可應(yīng)用于具有任何尺寸的行星式齒輪和行星級(jí)。
[0036]本發(fā)明允許在兩個(gè)方向上穩(wěn)定地補(bǔ)償由齒的磨損引起的齒側(cè)間隙，同時(shí)使噪聲保持在初始水平，且維持產(chǎn)品的初始特性。本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，彈性構(gòu)件可由合成彈性材料制成，該材料的性能可以使噪聲保持在比常見(jiàn)的減速機(jī)中更低的水平。
[0037]從下面的詳細(xì)描述中，借助于附圖，本發(fā)明的這些和其他特征和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0038]圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的行星式齒輪組件的前視圖。
[0039]圖2為根據(jù)圖1的平面A-A的剖視圖。
[0040]圖3為根據(jù)圖2的平面H-H的剖視圖。
[0041]圖4為根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的組件的前視圖。
[0042]圖5為根據(jù)圖4的平面C-C的剖視圖。
[0043]圖6為根據(jù)圖5的平面D-D的剖視圖。
[0044]圖7為圖1的組件的主要部件的視圖。
[0045]圖8為示出由內(nèi)部的彈性構(gòu)件引起的兩個(gè)行星架構(gòu)件之間的相對(duì)旋轉(zhuǎn)的圖1的組件的視圖。
[0046]圖9為根據(jù)圖8的平面B-B的橫截面。
[0047]圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的行星式齒輪的剖視圖。
[0048]圖11和圖12為圖10的放大的細(xì)節(jié)，以示出本發(fā)明的行星式齒輪組件補(bǔ)償齒側(cè)間隙的能力。
[0049]圖13為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的組件的分解圖。
[0050]圖14和圖15為根據(jù)圖13的組件的平面圖和前視圖。
[0051]圖16示出圖13的組件的太陽(yáng)齒輪與冠齒輪接合的細(xì)節(jié)。
[0052]圖17為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式之一的具有多級(jí)減速器的馬達(dá)的視圖。
[0053]圖18為另一個(gè)實(shí)施方式的視圖，在該實(shí)施方式中，組件包括多個(gè)行星架。
[0054]圖19為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的多級(jí)行星減速器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]圖1示出本發(fā)明的第一示例性實(shí)施方式。該圖示出了行星式齒輪組件，其包括行星架1、布置在后側(cè)上的中部齒輪2、和在前側(cè)的多個(gè)用于承載行星輪(未示出)的行星桿3。
[0056]行星架I包括第一行星架構(gòu)件4和第二行星架構(gòu)件5，在該實(shí)施例中，這兩個(gè)行星架構(gòu)件為通過(guò)分界面6分開(kāi)的基本上圓盤(pán)形狀的部件。分界面6該垂直于旋轉(zhuǎn)中心軸線7。當(dāng)使用行星式齒輪時(shí)，所述軸線7也為嚙合安裝在桿3上的行星輪的太陽(yáng)齒輪的軸線。所述軸線7通常也平行于每個(gè)行星輪的旋轉(zhuǎn)軸線。
[0057]所述行星架構(gòu)件4，行星架構(gòu)件5相對(duì)于在平面6上的彼此是旋轉(zhuǎn)可移位的，即，圍繞軸線7是旋轉(zhuǎn)可移位的。通過(guò)彈性部件，所述構(gòu)件4、構(gòu)件5也通過(guò)彈性部件彈性地連接，在該實(shí)施方式中，該彈性部件采用在圖2和圖3中所示的彈性構(gòu)件10制成。
[0058]彈性構(gòu)件10為非金屬和彈性材料(像塑料、橡膠或合成橡膠)的十字形部件，這些部件十字形分別被裝入或注入在相應(yīng)構(gòu)件4和構(gòu)件5的相應(yīng)的十字形的凹槽11、凹槽12中。
[0059]可以理解，當(dāng)通過(guò)彈性構(gòu)件10連接時(shí)，盡管旋轉(zhuǎn)將影響構(gòu)件10的彈性形變，然而，行星架構(gòu)件4、行星架構(gòu)件5在軸線7的軸線方向上被制成一體但仍可在平面6中相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，即，圍繞所述軸線7旋轉(zhuǎn)。
[0060]該實(shí)施例的行星架I被設(shè)計(jì)成承載四個(gè)行星輪。兩個(gè)第一行星與第一架構(gòu)件4相關(guān)聯(lián)，兩個(gè)第二行星與第二架構(gòu)件5相關(guān)聯(lián)。為此，行星式齒輪包括與第一架構(gòu)件4成一體的第一行星桿31和與第二架構(gòu)件5成一體的第二行星桿32。
[0061]從圖2和圖3中可以看出，第一桿31從第一行星架構(gòu)件4中突出，且穿過(guò)第二行星架構(gòu)件5的狹槽13，使得所有行星桿都從行星架I的同一前側(cè)突出。
[0062]中部齒輪2固定到第一架構(gòu)件4上。如下文所述，在本發(fā)明的某些實(shí)施方式中，所述齒輪2為鄰近行星級(jí)的太陽(yáng)齒輪。
[0063]圖4至圖6公開(kāi)了另一個(gè)實(shí)施方式，在該實(shí)施方式中，在行星架構(gòu)件4和行星架構(gòu)件5之間的彈性連接采用多個(gè)小的彈性塊14制成。所述彈性塊14優(yōu)選例如以90度的間隔分布在行星架I的周圍周圍區(qū)域中(圖5)，以此方式使得行星架的中心區(qū)域是空的，例如，桿的通道。彈性塊14安裝在行星架構(gòu)件的適合的凹槽中。從圖6可以看出，優(yōu)選地，彈性塊14為具有特定橫截面的非金屬材料部件。
[0064]與圖1至圖3的實(shí)施方式比較，圖4至圖6的該實(shí)施方式可優(yōu)選離開(kāi)行星架I的中心而無(wú)需連接元件，例如，如果桿必須穿過(guò)行星架1，則這是有利的。例如，利用代替圖1至圖3的十字形構(gòu)件的具有環(huán)形形狀的彈性界面元件，本發(fā)明的具有中心彈性元件的實(shí)施方式也可留出中心桿的空間。
[0065]圖7的分解圖示出了圖1的組件的主要部件，即，第一行星架構(gòu)件4、第二行星架構(gòu)件5、齒輪2和十字形彈性構(gòu)件10。
[0066]為了清楚起見(jiàn)，在圖7和圖8中，在架構(gòu)件4和架構(gòu)件5上用附圖標(biāo)記(箭頭)21和附圖標(biāo)記(箭頭)22指示。當(dāng)所有的行星齒輪在它們的標(biāo)稱(理想的)設(shè)計(jì)位置時(shí)，架構(gòu)件4和架構(gòu)件5的位置應(yīng)該是使得:附圖標(biāo)記21和附圖標(biāo)記22在公用軸線7上對(duì)正。行星架I以這樣的方式裝配:當(dāng)架構(gòu)件4、架構(gòu)件5處于理想對(duì)正的條件下時(shí)，彈性構(gòu)件10被拉伸。因此，構(gòu)件10的彈性反應(yīng)使架4、架5相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)，且遠(yuǎn)離理想的設(shè)計(jì)位置。換句話說(shuō)，彈性構(gòu)件10充當(dāng)架構(gòu)件4和架構(gòu)件5之間的扭轉(zhuǎn)彈簧部件。
[0067]例如，通過(guò)用于容納彈性構(gòu)件的凹槽的適當(dāng)布置，可實(shí)現(xiàn)以上目的。例如，參照具有十字形構(gòu)件10的【具體實(shí)施方式】(圖1至圖3和圖7至圖9)，如圖7中所示，使十字形凹槽11和凹槽12對(duì)正以插入構(gòu)件10，這將導(dǎo)致架4和架5旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離對(duì)正位置。以這種方式，當(dāng)使行星式齒輪運(yùn)行，且使架4、架5對(duì)正(即，附圖標(biāo)記21、附圖標(biāo)記22匹配)時(shí)，彈性構(gòu)件10經(jīng)過(guò)彈性變形，從而提供行星輪上所需的預(yù)載荷。
[0068]圖8和圖9示出了在靜止?fàn)顟B(tài)(即，當(dāng)彈性構(gòu)件10復(fù)位其初始形狀時(shí))下裝配的行星架I。彈性構(gòu)件10的松弛保持架構(gòu)件4和架構(gòu)件5旋轉(zhuǎn)角度α，因此，附圖標(biāo)記21、附圖標(biāo)記22未對(duì)正。
[0069]在運(yùn)行中，再次使行星架到對(duì)正位置，用于使行星齒輪到達(dá)它們的工作位置。然后，彈性構(gòu)件10將提供推動(dòng)架構(gòu)件5和安裝在桿32上的相應(yīng)的行星輪相對(duì)于架構(gòu)件4和安裝在桿31上的行星輪旋轉(zhuǎn)的恒定扭矩，直到行星輪的齒鄰接太陽(yáng)齒輪和/或外環(huán)的齒。該該效果提供了各種齒輪之間的齒側(cè)間隙的自動(dòng)復(fù)位。應(yīng)該注意，角度α (圖9)或圖8中的投影距離“d”與通過(guò)預(yù)加載的行星架I可復(fù)位的最大齒側(cè)間隙成正比。
[0070]在圖10至圖12中進(jìn)一步示出以上效果。圖10示出了通過(guò)桿31與第一架構(gòu)件4相關(guān)聯(lián)的行星輪41、和通過(guò)桿32與第一架構(gòu)件5相關(guān)聯(lián)的行星輪42。行星輪41、行星輪42與太陽(yáng)齒輪50和外環(huán)或齒尖60嚙合。
[0071]在行星架I的預(yù)載荷下，行星輪41、行星輪42趨向于旋轉(zhuǎn)，直到它們的齒鄰接齒尖60的齒和/或鄰接太陽(yáng)齒輪50的齒。在圖11和圖12中，細(xì)節(jié)“X”和“Y”被放大，以示出行星輪的齒側(cè)43、齒側(cè)44鄰接齒尖60的側(cè)面61、側(cè)面62，因此保持恒定的接觸，進(jìn)而補(bǔ)償齒側(cè)間隙“b”。
[0072]應(yīng)該注意，觀察圖10，行星輪42在彈性部件的作用下會(huì)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，使得例如，如圖11中所示,側(cè)面43鄰接齒尖側(cè)面61 ;如圖12中所示,行星輪41會(huì)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。這是由于彈性部件的推力，該推力會(huì)使行星41輪、行星輪42在相反的方向上旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而確保系統(tǒng)獲得無(wú)齒側(cè)間隙的位置，且所有行星齒輪保持與太陽(yáng)齒輪和齒尖60接觸。
[0073]以類似的方式，具有多個(gè)彈性構(gòu)件14的實(shí)施方式可通過(guò)用于彈性構(gòu)件的相應(yīng)相應(yīng)的特定部分的凹槽的適當(dāng)布置而被預(yù)加載。另一些實(shí)施方式可包括通過(guò)一個(gè)或多個(gè)預(yù)加載的彈簧或其他的適合于在行星架構(gòu)件4、行星架構(gòu)件5之間提供所期望的預(yù)加載的等效部件而制成的彈性元件。
[0074]圖13為一個(gè)實(shí)施方式的實(shí)施例，在該實(shí)施例中，本發(fā)明的組件包括也復(fù)位齒側(cè)間隙的太陽(yáng)齒輪，所述太陽(yáng)齒輪具有相對(duì)于彼此可旋轉(zhuǎn)的部分，且與彈性連接的行星架構(gòu)件相關(guān)聯(lián)。具體地，圖13可視為圖1至圖3的實(shí)施方式的變型。
[0075]更詳細(xì)地，中部齒輪2現(xiàn)包括第一軸向部分201和第二軸向部分202。第一部分201具有空心桿203，第二部分202具有與空心桿203共軸的桿204。
[0076]在該實(shí)施例中的行星架I包括三個(gè)圓盤(pán)狀的行星架構(gòu)件101、行星架構(gòu)件102和行星架構(gòu)件103。中部的構(gòu)件102通過(guò)容納在凹槽113中的十字形彈性連接件IIOb被彈性地連接到下構(gòu)件103。上構(gòu)件101通過(guò)容納在凹槽111和凹槽112中的彈性連接件IIOa被彈性地連接到下構(gòu)件103?？梢岳斫?，上構(gòu)件101和下構(gòu)件103中的每一個(gè)均以獨(dú)立的方式相對(duì)于中心構(gòu)件102自由旋轉(zhuǎn)。組件包括行星桿131和行星桿132，并且，源于上構(gòu)件101的桿131以相似于先前所描述的圖1至圖3的實(shí)施方式，穿過(guò)其他架構(gòu)件的狹槽113。
[0077]短的空心桿203與上架構(gòu)件101成一體，然而，較長(zhǎng)的共軸的桿204與下架構(gòu)件103成一體。桿204在外桿203內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)。因此，齒輪部件201、齒輪部件202可相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)。圖13的太陽(yáng)齒輪2為由兩個(gè)彈性預(yù)加載的子齒輪制成的組合太陽(yáng)齒輪。圖14和圖15以類似于圖8和圖9的方式示出了這種效果。在圖14中可以看出，在架構(gòu)件101、架構(gòu)件103和相關(guān)的太陽(yáng)齒輪部件201、太陽(yáng)齒輪部件202之間未對(duì)正。
[0078]根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施方式，行星架構(gòu)件101、行星架構(gòu)件102和行星架構(gòu)件103與相關(guān)的太陽(yáng)齒輪201、太陽(yáng)齒輪202和衛(wèi)星齒輪41、衛(wèi)星齒輪42的組件可以采用不同的順序布置。
[0079]圖16示出了通過(guò)具有如圖13的組合太陽(yáng)齒輪的組合太陽(yáng)齒輪的實(shí)施方式所引起的齒側(cè)間隙復(fù)位的效果。齒輪部件201、齒輪部件202的齒被旋轉(zhuǎn)地移位，使得它們鄰接在與組合太陽(yáng)齒輪2嚙合的行星齒輪的齒的相對(duì)側(cè)上，該行星齒輪通常用P表示。部件201通過(guò)實(shí)線示出，部件202通過(guò)虛線示出。因此，無(wú)論旋轉(zhuǎn)方向如何，都確保了在太陽(yáng)齒輪的齒和行星輪的齒之間的牢固接觸。
[0080]圖17示出了多級(jí)減速器220的實(shí)施例，該多級(jí)減速器220包括根據(jù)圖13至圖16的實(shí)施方式所制成的兩個(gè)級(jí)220-A和級(jí)220-B。示出了級(jí)220-A的某些細(xì)節(jié)。該減速器還包括馬達(dá)221和具有冠齒輪260的蓋222，在使用中，該冠齒輪260與行星齒輪嚙合。
[0081]圖18為本發(fā)明的其他實(shí)施方式的一個(gè)實(shí)施例，在該實(shí)施例中，行星架構(gòu)件具有的形式是多個(gè)行星架，而不是單一行星架的部件。例如，根據(jù)本發(fā)明的組件包括行星架301、行星架302、行星架303和行星架304。優(yōu)選地，如所示出的，行星架具有在相對(duì)的端部承載兩個(gè)行星輪的伸長(zhǎng)的形狀，然而可以是其他的形狀，例如星形形狀。行星架通過(guò)彈簧305被連接，該彈簧305充當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的彈性構(gòu)件且起到與上文所述的實(shí)施方式的構(gòu)件10、構(gòu)件14或構(gòu)件IIOa、構(gòu)件IIOb相似的功能。因此，在使用中，預(yù)載荷被傳遞至每對(duì)行星輪。例如，在圖18中，附圖標(biāo)記P表示安裝在第一行星架301上的行星輪P中的一個(gè)行星輪；(:表示與行星輪嚙合的外齒尖；S表示太陽(yáng)齒輪。
[0082]圖19通過(guò)實(shí)施例示出了用作多級(jí)減速器410的一級(jí)時(shí)的根據(jù)本發(fā)明的其中一個(gè)實(shí)施方式的行星齒輪。
[0083]減速器410具有級(jí)400、級(jí)401、級(jí)402和級(jí)403。第一級(jí)400被聯(lián)接到輸入桿404，末級(jí)403將扭矩傳遞至輸出桿405。與本發(fā)明有關(guān)的傳動(dòng)比不影響減速機(jī)的通常的限度。如示出的，級(jí)401的行星輪41、行星輪42接合被固定到下一級(jí)402的行星架的后側(cè)上的中部齒輪450，該中部齒輪成為所述行星輪的太陽(yáng)齒輪。所有的級(jí)400至級(jí)403的行星輪還接合外部冠齒輪(未示出)。架I具有根據(jù)本發(fā)明的任一實(shí)施方式的預(yù)加載的結(jié)構(gòu)，例如，采用行星架構(gòu)件4、行星架構(gòu)件5。在該實(shí)施例中示出了，級(jí)401為減速器410的齒側(cè)間隙復(fù)位級(jí)，但是任一級(jí)或所有級(jí)可以以相同的方式補(bǔ)償。
【權(quán)利要求】
1.一種行星式齒輪組件，包括中心軸線(7)和至少一個(gè)行星齒輪，所述行星齒輪遠(yuǎn)離所述中心軸線，使得當(dāng)所述齒輪組件在使用時(shí)，所述行星齒輪圍繞所述中心軸線旋轉(zhuǎn)，其特征在于，所述行星式齒輪組件至少包括第一行星架構(gòu)件和第二行星架構(gòu)件(4，5 ; 101-103 ；301-304)，所述行星架構(gòu)件圍繞所述中心軸線(7)相對(duì)于彼此是可旋轉(zhuǎn)的并且通過(guò)彈性部件(10，14，110A, IIOb, 305)被連接，其中所述彈性部件對(duì)所述行星架構(gòu)件之間的旋轉(zhuǎn)做出彈性反應(yīng)，當(dāng)所述第一行星架構(gòu)件和第二行星架構(gòu)件在設(shè)計(jì)操作條件下被旋轉(zhuǎn)對(duì)正時(shí)，所述彈性部件被拉伸，使得所述組件在使用中被預(yù)加載扭矩，所述扭矩趨向于使所述第一行星架構(gòu)件相對(duì)于所述第二行星架構(gòu)件旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星式齒輪組件，所述彈性部件為扭轉(zhuǎn)彈簧部件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的行星式齒輪組件，所述扭轉(zhuǎn)彈簧部件包括至少一個(gè)由彈性可變形材料制成的彈性元件(10，14，110A, IIOb)，并且所述元件的一部分插入在所述第一行星架構(gòu)件的凹槽中，剩余部分插入在所述第二行星架構(gòu)件的凹槽中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星式齒輪組件，所述扭轉(zhuǎn)彈簧部件包括布置在所述第一行星架構(gòu)件和所述第二行星架構(gòu)件的中心部分中的彈性元件。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的行星式齒輪組件，所述彈性元件為十字形的元件(10，110A，110B)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的行星式齒輪組件，所述扭轉(zhuǎn)彈簧部件包括多個(gè)彈性元件(14)，所述元件(14)優(yōu)選設(shè)置在所述行星架構(gòu)件的周圍區(qū)域中。
7.根據(jù)前述權(quán)利要 求中任一項(xiàng)所述的行星式齒輪組件，所述彈性元件由非金屬材料制成，所述非金屬材料包括橡膠、合成橡膠或合成材料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的行星式齒輪組件，所述彈性部件包括至少一個(gè)彈簧，所述彈簧優(yōu)選是金屬?gòu)椈伞?br> 9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星式齒輪組件，所述第一行星架構(gòu)件和所述第二行星架構(gòu)件被垂直于所述中心軸線(7)的分界面(6)分開(kāi)。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星式齒輪組件，至少包括由所述第一行星架構(gòu)件承載的第一行星齒輪(41)，并且至少包括由所述第二行星架構(gòu)件承載的第二行星齒輪(42)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的行星式齒輪組件，至少包括與所述第一行星架構(gòu)件成一體的第一行星桿(31，131)，并且至少包括與所述第二行星架構(gòu)件成一體的第二行星桿(32，132)，所述第一行星桿(31)穿過(guò)所述第二行星架構(gòu)件的狹槽(13，113)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星式齒輪組件，包括三個(gè)或三個(gè)以上的行星架構(gòu)件，每個(gè)所述行星架構(gòu)件相對(duì)于其他行星架構(gòu)件是可旋轉(zhuǎn)的，每個(gè)所述行星架構(gòu)件承載至少一個(gè)行星齒輪，并且每個(gè)所述行星架構(gòu)件被彈性連接到所述其他行星架構(gòu)件中的至少一個(gè)行星架構(gòu)件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的行星式齒輪組件，包括多個(gè)行星架構(gòu)件(301-304)，所述行星架構(gòu)件(301-304)具有伸長(zhǎng)的形狀并且分別在相對(duì)的端部承載兩個(gè)行星齒輪。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的行星式齒輪組件，所述行星式齒輪組件還包括太陽(yáng)齒輪(2)，所述太陽(yáng)齒輪至少包括第一軸向部分(201)和第二軸向部分(202)，所述第一軸向部分(201)和所述第二軸向部分(202)是相對(duì)于彼此可旋轉(zhuǎn)的，所述太陽(yáng)齒輪的所述第一軸向部分被固定到第一行星架構(gòu)件(101)上，所述太陽(yáng)齒輪的所述第二軸向部分被固定到第二行星架構(gòu)件(102)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的行星式齒輪組件，所述太陽(yáng)齒輪的所述第一軸向部分具有第一桿(203);所述太陽(yáng)齒輪的所述第二軸向部分具有與所述第一桿共軸的第二桿(204)，所述第一桿被連接到所述第一行星架構(gòu)件，所述第二桿被連接到所述第二行星架構(gòu)件。
16.一種齒輪減速器或一種齒輪增速器(220，400)，包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的行星式齒輪組件。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的齒輪減速器或增速器，所述齒輪減速器或增速器為多級(jí)行星式裝置、或包括行星級(jí)和常規(guī)的非周轉(zhuǎn)正齒輪級(jí)和至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至15中任一項(xiàng)所述的行星級(jí)的混合裝置。
【文檔編號(hào)】F16H57/08GK103987993SQ201180075313
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月7日
【發(fā)明者】保羅·克羅斯, 羅蘭多·貝爾塔 申請(qǐng)人:馮哈伯微電機(jī)有限公司