專利名稱：行星齒輪傳動(dòng)裝置的整體式鑄造的構(gòu)件和行星齒輪傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種包括行星架和軸的行星齒輪傳動(dòng)裝置的構(gòu)件以及行星齒輪傳動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
在尤其用于工業(yè)用途的行星齒輪傳動(dòng)裝置中，已公知在輸出端具有實(shí)心軸的結(jié)構(gòu)形式。為了使該傳動(dòng)軸例如能夠與做功機(jī)械防旋轉(zhuǎn)地連接，通常在軸的圓周上設(shè)置鍵槽或者齒。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種改進(jìn)了的包括行星架和軸的行星齒輪傳動(dòng)裝置的構(gòu)件。此外，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題還在于，提供一種具有這種構(gòu)件的行星齒輪傳動(dòng)裝置。涉及構(gòu)件的技術(shù)問題，按照本實(shí)用新型是通過一種用于行星齒輪傳動(dòng)裝置的整體式鑄造的構(gòu)件得以解決，所述構(gòu)件包括行星架以及與所述行星架同軸布設(shè)的被鑄造成空心的空心軸，可通過所述空心軸的至少一個(gè)軸端上的孔口進(jìn)入其空腔，其中空心軸在其外圓周上具有至少一個(gè)適合于形成軸-轂-連接的連接件。涉及行星齒輪傳動(dòng)裝置的技術(shù)問題，按照本實(shí)用新型是通過一種行星齒輪傳動(dòng)裝置得以解決，其包括上述構(gòu)件。為行星齒輪傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)一種整體式鑄造的構(gòu)件。其包括行星架以及與所述行星架同軸布設(shè)的空心軸。將所述空心軸鑄造成空心的。其空腔可通過布設(shè)在空心軸至少一個(gè)軸端上的孔口進(jìn)入?？招妮S在其外圓周上具有至少一個(gè)適合于形成軸-轂-連接的連接件。將構(gòu)件設(shè)計(jì)成，使得空心軸可以構(gòu)成構(gòu)件的一個(gè)軸端。因此，同樣也可以將空心軸稱作空心的軸頭。在按傳統(tǒng)制造與輸出端的實(shí)心軸構(gòu)造成一體的從動(dòng)級(jí)的行星架時(shí)，該整體式構(gòu)件常常鑄造而成。此時(shí)，實(shí)心軸在鑄模中通常被布設(shè)得向上聳起，因?yàn)橥ㄟ^這種方式，可以使液態(tài)金屬?gòu)南鄬?duì)薄壁的行星架朝材料較厚的軸端方向進(jìn)行明確而定向的凝固，澆鑄材料從所述軸端加入。由于在行星架的側(cè)壁和實(shí)心軸之間的過渡區(qū)域中，材料厚度發(fā)生了比較大的變化，在鑄造時(shí)會(huì)在實(shí)心軸區(qū)域產(chǎn)生材料的積聚，從而滋生鑄造缺陷，如縮松、縮孔以及雜質(zhì)。為了避免這些鑄造缺陷，迄今為止在鑄模中常常使實(shí)心軸向上延長(zhǎng)，或者采用大容積的冒口。這樣，可以將所出現(xiàn)的鑄造缺陷轉(zhuǎn)移到真正的實(shí)心軸上面的區(qū)域中，所述鑄造缺陷可以在凝固以后通過機(jī)械加工加以去除。在行星架和實(shí)心軸之間的躍變式材料厚度過渡區(qū)域中，迄今為止常常只能通過純粹采取鑄造和成型技術(shù)措施，如冷鐵來實(shí)現(xiàn)可控制且無(wú)缺陷的凝固。而在本實(shí)用新型中，與行星架連接的優(yōu)選被構(gòu)造成從動(dòng)端軸頭的傳動(dòng)軸，設(shè)有在端部敞口的空腔，在該空腔的環(huán)繞面上沒有設(shè)置平整部分，例如可以用于建立與外部軸的聯(lián)系的鍵槽或者齒。將這種平整部分設(shè)計(jì)在空心軸的外圓周上，而不是空心軸的內(nèi)表面上。本實(shí)用新型在此以下列知識(shí)為依據(jù)，S卩，在空心的軸的結(jié)構(gòu)中，軸區(qū)域的壁厚，與實(shí)心軸相比，被顯著地減小了，因此，包括行星架和軸的構(gòu)件的鑄件，可以具有在鑄模中向下聳立的軸，因?yàn)榭梢砸源耸馆S中的鑄造截面比所連接的行星架的側(cè)壁中的薄。因此，可以看出被作為本實(shí)用新型的依據(jù)的思想是，在構(gòu)件上設(shè)計(jì)空心軸，不利用所述空心軸的空腔，例如不通過將外部的第二軸插入空心軸的空腔中的方法來形成防旋轉(zhuǎn)的軸-轂-連接，以及不通過空心軸的空腔來傳導(dǎo)或者輸送介質(zhì)或者供給線路。也就是說，設(shè)置空腔的主要目的在于改善構(gòu)件的鑄造性能。在軸區(qū)域比在實(shí)心軸中小的壁厚，可以獲得較高的鑄造材料的強(qiáng)度值，因而產(chǎn)生較高的機(jī)械可靠性且因此可以傳遞較高的力和轉(zhuǎn)矩。此外，借助于空心的軸的結(jié)構(gòu)，節(jié)省了軸內(nèi)部的鑄造材料，所述軸內(nèi)部的鑄造材料，本來只能對(duì)承載能力作出很小的貢獻(xiàn)。材料的節(jié)省導(dǎo)致成本和重量的顯著減小。相對(duì)于傳統(tǒng)的軸，S卩，為了減少鑄造缺陷而在軸上堆積附加的材料，在本實(shí)用新型中將獲得顯著的材料節(jié)省以及例如切除軸上附加材料的機(jī)械加工費(fèi)用的減少，因而具有成本優(yōu)勢(shì)。通過使鑄件具有向下定向的軸，可以在鑄件的側(cè)旁設(shè)置冒口。這樣，鑄模中，例如鑄箱中的總高度，明顯地減小。因此可以采用較小的自動(dòng)造型機(jī)或者完全只采用自動(dòng)鑄造機(jī)，這再次提供了成本優(yōu)勢(shì)。有利地將空心軸設(shè)計(jì)成從動(dòng)軸。在此，可以將構(gòu)件使用于行星齒輪傳動(dòng)裝置的輸出端。按照本實(shí)用新型的一種有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，鍵槽或者齒，尤其嚙合齒是適合于形成軸-轂-連接的連接件?？梢詫⒈昏T造成空心的軸，構(gòu)造成具有鍵槽的圓柱形軸端，或者構(gòu)造成具有外部的，即位于 軸的外圓周上的作用面的其它形狀。構(gòu)件的空心軸與插在空心軸上的外部的第二軸的軸-轂連接，可以例如借助于設(shè)計(jì)在空心軸外圓周上的鍵槽或者齒形成?？招妮S的空腔的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，在此已經(jīng)在確定所要求的軸-轂連接的尺寸時(shí)加以考慮。空心軸可以是空心圓柱形的?？招妮S也可以具有截錐體的形狀。此外，孔口可以是圓形的。另外，空腔可以是圓柱形的，尤其具有圓柱體的形狀。作為替代方式，空腔可以具有截錐體的形狀。其優(yōu)點(diǎn)在于，軸是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，因此便于制造和裝入構(gòu)件?？招妮S的內(nèi)表面優(yōu)選保持不變，也就是說，圍成空腔的壁板，在澆鑄之后不進(jìn)行加工。在傳統(tǒng)的空心軸中，空心軸的內(nèi)表面必須提供下列功能，即，借助于設(shè)計(jì)在空心軸內(nèi)表面上的鍵槽或者放置在空心軸外圓周上的收縮環(huán)，尤其與插入空心軸中的外部的第二軸形成軸-轂-連接，因而在鑄造之后要進(jìn)行修整，在本實(shí)用新型中，內(nèi)表面除了改善構(gòu)件的鑄造性能外，別無(wú)它用。因此，在本實(shí)用新型中，空心軸的內(nèi)表面可以保持完全不加工，因而節(jié)省了工時(shí)以及進(jìn)而節(jié)省了成本?？梢允箍涨辉谄漭S向長(zhǎng)度上具有恒定的內(nèi)徑。其優(yōu)點(diǎn)在于，簡(jiǎn)化了構(gòu)件的制造，即鑄造。但是，例如為了給予空心軸某種尤其與抗扭或者抗彎剛度有關(guān)的性能，也可以使空腔在其軸向長(zhǎng)度上具有變化的內(nèi)徑。尤其可以使空腔沿軸向方向錐縮。按照本實(shí)用新型的一種尤其優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案，空心軸的壁厚朝行星架的方向優(yōu)選呈階梯形地增加。在此，可以使空心軸的外徑朝行星架的方向優(yōu)選呈階梯形地增大。通過這種方式，將軸和行星架的側(cè)壁之間的壁厚的轉(zhuǎn)變實(shí)施成漸進(jìn)式的。這種漸進(jìn)式的壁厚的轉(zhuǎn)變，減小了在軸和行星架的側(cè)壁之間的過渡區(qū)域中缺陷發(fā)生的概率。按照一種有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，行星架包括側(cè)壁，在所述側(cè)壁上布設(shè)著空心軸的一個(gè)軸端。按照一種有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，行星架包括兩個(gè)平行的通過連接板互相連接的側(cè)壁，其中將空心軸的一個(gè)軸端布設(shè)在其中一個(gè)側(cè)壁的遠(yuǎn)離另一側(cè)壁的一側(cè)上。這種幾何形狀明了且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于，便于制造構(gòu)件，并且便于將行星輪安裝到行星架中。但是，使行星架具有兩個(gè)以上的側(cè)壁，其中將空心軸成型在其中一個(gè)側(cè)壁上，也是可以的。按照一種有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，將側(cè)壁分別設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)角被倒成圓角的正方形板的形狀，所述側(cè)壁具有用于布設(shè)位于兩個(gè)側(cè)壁之間的行星輪的軸承座，而且將連接板布設(shè)在轉(zhuǎn)角區(qū)域。這種幾何形狀明了且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于，便于制造構(gòu)件，并且便于將行星輪安裝到行星架中。也可以將側(cè)壁設(shè)計(jì)成三角形板形狀的或者一般設(shè)計(jì)成多邊形形狀的。在此，可以改變布設(shè)在側(cè)壁中的用于行星輪軸承的軸承座的數(shù)量。例如可以使三角形側(cè)壁中軸的支承點(diǎn)數(shù)量是3,正方形側(cè)壁中軸的支承點(diǎn)數(shù)量是4,以及一般在N邊形的側(cè)壁中,軸的支承點(diǎn)數(shù)量是N，其中N是自然數(shù)。將側(cè)壁分別設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)角被倒成圓角的正方形板的形狀，所述側(cè)壁具有用于布設(shè)位于兩個(gè)側(cè)壁之間的行星輪的軸承座，以及將連接板布設(shè)在轉(zhuǎn)角區(qū)域，是尤其有利的。這種幾何形狀明了且簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)在于，便于制造構(gòu)件，并且便于將行星輪安裝到行星架中。按照一種有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，可通過空心軸的遠(yuǎn)離行星架的第一軸端上的孔口，以及/或者通過與之對(duì)置的空心軸的面對(duì)行星架的第二軸端上的孔口進(jìn)入空腔。本實(shí)用新型尤其涉及一種用于具有外置鍵槽或者外嚙合齒的圓柱形軸端的包括鑄造式空心從動(dòng)軸頭的行星架。按照本實(shí)用新型的行星齒輪傳動(dòng)裝置，包括按照本實(shí)用新型的構(gòu)件或者按照上述擴(kuò)展設(shè)計(jì)中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件。根據(jù)按照本實(shí)用新型的行星齒輪傳動(dòng)裝置的一種有利的擴(kuò)展設(shè)計(jì)，空心軸構(gòu)成行星齒輪傳動(dòng)裝置的從動(dòng)軸頭。作為替代方式，將空心軸當(dāng)作行星齒輪傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)軸頭，也是可以的。

接下來根據(jù)借助于附圖的多個(gè)實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。附圖中圖1表示按照第一實(shí)施例的構(gòu)件的視圖；圖2表示圖1的構(gòu)件的第一剖視圖；圖3表示圖1的構(gòu)件的第二剖視圖；圖4表示按照另一種實(shí)施例的構(gòu)件的視圖；圖5表示圖4的構(gòu)件的剖視圖；圖6表不加上了冒口的鑄件模型的剖視圖；[0041]圖7表示按照另一種實(shí)施例的構(gòu)件的剖視圖，其中空心軸在其兩個(gè)軸端分別具有孔口 ；以及圖8表示按照另一種實(shí)施例的構(gòu)件的剖視圖，其中空心軸的遠(yuǎn)離行星架的端面是封閉的。
具體實(shí)施方式
圖1和圖2示出一種被整體式鑄造的用于行星齒輪傳動(dòng)裝置的構(gòu)件I的斜向視圖或者沿其旋轉(zhuǎn)軸11剖開示出的剖視圖。所述構(gòu)件I包括由兩個(gè)平行布設(shè)的板狀的側(cè)壁8a和8b組成的行星架2，所述側(cè)壁8a和Sb通過四個(gè)垂直于板平面延伸的連接板9互相連接。側(cè)壁8a和Sb分別具有轉(zhuǎn)角被倒成圓角的正方形形狀，正如在經(jīng)過行星架2垂直于旋轉(zhuǎn)軸11且朝第一側(cè)壁8a方向剖開示出的圖3的剖視圖所表示的那樣。在此，第一側(cè)壁8a的轉(zhuǎn)角，分別通過一塊連接板9與另一側(cè)壁Sb的相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)角連接，從而形成一種用于容納四個(gè)行星輪的籠架。被設(shè)計(jì)成側(cè)壁8a和Sb的通孔的用于支承行星軸的軸承座10p，分別被構(gòu)造在相鄰的連接板9之間的相對(duì)置的側(cè)壁8a和8b中。此外，構(gòu)件I還包括被設(shè)計(jì)成空心軸的從動(dòng)軸3，當(dāng)利用鑄造方法制造構(gòu)件I時(shí)，在所述從動(dòng)軸3中形成如在圖2中所表示的空腔4。在此，圓柱形的空腔4在其整個(gè)軸向長(zhǎng)度上具有相同的直徑?？赏ㄟ^位于從動(dòng)軸3的軸端6上的圓形孔口 5進(jìn)入空腔4。從動(dòng)軸3的與之對(duì)置的一端，整體式地連接到行星架的第一側(cè)壁8a上。將構(gòu)件I設(shè)計(jì)成，使得行星架2構(gòu)成構(gòu)件I的第一軸端，而空心軸3構(gòu)成構(gòu)件I的與第一軸向部端相對(duì)置的第二軸端。此時(shí)，空心軸3內(nèi)部的空腔4，被第一側(cè)壁8a封閉，所述側(cè)壁8a在此位置上具有用于太陽(yáng)輪軸軸承的同軸的軸承座10s。此時(shí)，從動(dòng)軸3和行星架2的旋轉(zhuǎn)軸11恰好相合，也就是說，將從動(dòng)軸3與行星架2布設(shè)得互相同軸。遠(yuǎn)離從動(dòng)軸3的側(cè)壁Sb，具有用于通過太陽(yáng)輪軸的軸向的通孔?？招妮S3的外徑，朝行星架2的方向呈階梯形地增大；由于空腔4的內(nèi)徑始終不變，因此空心軸3的壁厚也朝行星架2的方向呈階梯形地增加。在從動(dòng)軸3的外圓周上，在設(shè)定的軸向長(zhǎng)度上構(gòu)造鍵槽7。在本實(shí)施例中，槽7起始于空心軸3敞口的軸端6，并且大約延伸經(jīng)過三分之二的軸線。將此槽7用于連接從動(dòng)軸3和做功機(jī)械的軸。圖4和圖5表示按照另一種實(shí)施例的構(gòu)件1，除了連接件7外，所述實(shí)施例被構(gòu)造得與在圖1至3中示出的第一實(shí)施例類似與第一實(shí)施例相比，在圖4和5中表示的實(shí)施例中，連接件7被設(shè)計(jì)成布設(shè)在空心軸3的外圓周上的嚙合齒。此外，空心軸3的軸向長(zhǎng)度，也明顯地比第一實(shí)施例中的小。圖6表示加上了冒口的鑄件模型的剖視圖。所述鑄件模型涉及在澆鑄工序中進(jìn)行制造期間的一種包括行星架2和空心軸3的構(gòu)件。澆鑄材料通過布設(shè)在行星架2側(cè)旁的冒口 14加入。借助于具有在鑄模中向下定向的軸的鑄件，可以將冒口 14布設(shè)在鑄件的側(cè)旁。這樣，鑄模中，例如鑄箱中的總高度被減小了。圖7表示按照另一種實(shí)施例的構(gòu)件I的剖視圖。此時(shí)，空心軸3在其兩個(gè)軸端上分別具有孔口 5和13，借助于所述孔口 5和13可以進(jìn)入空心軸3內(nèi)部的空腔4。因此，可以通過軸3的遠(yuǎn)離行星架2的第一軸端6上的第一圓形孔口 5，也可以通過軸3的面對(duì)行星架2的第二軸端上的第二圓形孔口 13進(jìn)入所述空腔4。與在圖1至3中表示的第一實(shí)施例相比，在圖7中示出的實(shí)施例，因而少了一種在空心軸3面對(duì)行星架2的軸端上對(duì)空腔4進(jìn)行封閉的隔壁。圖8表示按照另一種實(shí)施例的構(gòu)件I的剖視圖，除了軸3的遠(yuǎn)離行星架2的軸端6夕卜，所述實(shí)施例被構(gòu)造得與在圖7中所示的實(shí)施例類似與圖7的實(shí)施例相比，在圖8中示出的實(shí)施例中，端壁15封閉了軸3的遠(yuǎn)離行星架2的軸端6。因此，空心軸3在軸3的面對(duì)行星架2的第一軸端上具有孔口 13，通過所述孔口13可進(jìn)入空心軸3內(nèi)部的空腔4。成形在行星架2的第一側(cè)壁8a上的軸3，因而具有朝行星架2敞口的空腔4。軸3的與第一軸端相對(duì)置的第二軸端6，與此相對(duì)地具有端壁15，從而使得位于空心軸3內(nèi)部的空腔4，在該第二軸端6上相對(duì)于軸3的周圍環(huán)境隔絕。在此優(yōu)選使端壁15的壁厚小于或者等于與所述端壁15連接的空心軸3的圓筒的壁厚。在這種情況下鑄造構(gòu)件I時(shí)，可以使液態(tài)金屬?gòu)木哂邢鄬?duì)較小壁厚的端壁15開始，經(jīng)過連續(xù)增大的圓筒的壁厚，朝壁厚較厚的側(cè)壁方向進(jìn)行明確且定向的凝固，澆鑄材料從行星架2的側(cè)壁處加入。盡管借助于優(yōu)選的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的詳情進(jìn)行了詳細(xì)的圖示和說明，但是本實(shí)用新型不局限于公開的實(shí)例，并且專業(yè)人士可以在不偏離本實(shí)用新型的保護(hù)范疇的情況下，從中推導(dǎo)出其他的改型方案。
權(quán)利要求1.一種用于行星齒輪傳動(dòng)裝置的整體式鑄造的構(gòu)件(1)，包括行星架(2)以及與所述行星架(2)同軸布設(shè)的被鑄造成空心的空心軸(3)，可通過所述空心軸(3)的至少一個(gè)軸端(6)上的孔口(5，13)進(jìn)入其空腔(4)，其中空心軸(3)在其外圓周上具有至少一個(gè)適合于形成軸-轂-連接的連接件(7 )。
2.按照權(quán)利要求1所述的構(gòu)件(1)，其中適合于形成軸-轂-連接的連接件(7)，是一種鍵槽或者齒。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件(1)，其中空心軸(1)是空心圓柱形的或者具有截錐體形狀。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件(1)，其中孔口(5，13)是圓形的。
5.按照權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件(1)，其中空腔(4)是圓柱形的。
6.按照權(quán)利要求5所述的構(gòu)件(1)，其中空腔(4)在其軸向長(zhǎng)度上具有恒定的或者變化的內(nèi)徑。
7.按照權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件(1)，其中空心軸(3)的壁厚，朝行星架(2)的方向優(yōu)選呈階梯形地增加。
8.按照權(quán)利要求7所述的構(gòu)件(1)，其中空心軸(3)的外徑，朝行星架(2)的方向優(yōu)選呈階梯形地增大。
9.按照權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件(1)，其中行星架(2)包括側(cè)壁(8a)，在所述側(cè)壁(8a)上設(shè)有空心軸(3)。
10.按照權(quán)利要求9所述的構(gòu)件(1)，其中行星架(2)包括兩個(gè)平行的且通過連接板(9)互相連接的側(cè)壁(8a，8b)，其中將空心軸(3)布設(shè)在其中一個(gè)側(cè)壁(8a)的遠(yuǎn)離另一側(cè)壁(8b)的一側(cè)上。
11.按照權(quán)利要求1或2所述的構(gòu)件(1)，其中可通過空心軸(3)的遠(yuǎn)離行星架(2)的軸端(6)上的孔口(5)，和/或可通過空心軸(3)的面對(duì)行星架(2)的軸端上的孔口(13)，進(jìn)入空腔(4)。
12.一種行星齒輪傳動(dòng)裝置，包括按照上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的構(gòu)件(I)。
13.按照權(quán)利要求12所述的行星齒輪傳動(dòng)裝置，其中空心軸(3)構(gòu)成所述行星齒輪傳動(dòng)裝置的從動(dòng)軸。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于行星齒輪傳動(dòng)裝置的整體式鑄造的構(gòu)件(1)，包括行星架(2)以及與所述行星架(2)同軸布設(shè)的被鑄造成空心的空心軸(3)，可通過所述空心軸(3)的至少一個(gè)軸端(6)上的孔口(5，13)進(jìn)入其空腔(4)，其中空心軸(3)在其外圓周上具有至少一個(gè)適合于形成軸-轂-連接的連接件(7)。另外，本實(shí)用新型還涉及一種包括所述構(gòu)件的行星齒輪傳動(dòng)裝置。
文檔編號(hào)F16H57/08GK202901243SQ20122027995
公開日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月20日
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