專利名稱：齒輪裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及按權利要求1的前序部分所述的齒輪裝置。
在比方說WO95/22017所公開的上述那種現(xiàn)有齒輪裝置中，輸出件經(jīng)圓柱形件裝在基本件中。在這種情況下，有若干滾動空間用來徑向或軸向放置滾動體。結(jié)果該齒輪裝置的軸向尺寸無法接受?，F(xiàn)有齒輪裝置的另一個缺點是必需至少有兩個滾動空間放置高精度軸承。這不僅造成該齒輪裝置的制造復雜，而且成本提高。另一方面，比方說美國專利1269235、3275391、3814488、4479683或德國專利859699公開了可傳遞徑向力和軸向力的軸承，這些軸承包括一外圈、一內(nèi)圈和裝在兩圈之間的圓柱形滾動體的引導件(隔圈)。這些具有一定徑向和軸向壁厚的高精度、高成本的圈的缺點還在于，它們甚至在插入時也占空間，從而必需犧牲受引導部件的空間。現(xiàn)有軸承的最后一個缺點是，對于不同的部件須使用不同的軸承，特別就圈的尺寸(軸向長度和徑向厚度)而言。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的上述問題。
所述目的按照本發(fā)明由權利要求1的特征部分實現(xiàn)。
總之，為實現(xiàn)本發(fā)明，基本件與輸出件之間至少有一環(huán)形空穴用作滾動體的滾動空間，該滾動空間中最好只裝有圓柱形滾動體，即不使用外圈、內(nèi)圈或隔圈，某些所述滾動體吸收該齒輪裝置的基本件與輸出件之間的軸向作用力，而與上述滾動體正交的其他滾動體吸收基本件與輸出件之間的徑向作用力。滾動體的徑向橫截面最好呈圓形。該橫截面可保持不變，但也可以從滾動體的中部向兩端遞增或遞減。但在本發(fā)明的最簡單結(jié)構中，最好使用可制成高精度的圓柱形現(xiàn)有滾動體。在這種情況下，如果相應地機加工和設計出在輸出件和基本件上形成的支承面，就可非常精確地裝配輸出件。而只需很少的技術花費即可做到這一點，特別是只須分別在這兩個部件上做出一臺階，所述兩臺階共同形成所需滾動空間。使用上述方法，一軸承中的原有軸承圈的作用由基本件和輸出件實現(xiàn)。因此該齒輪成為軸承的一部分，或者說該軸承成為該齒輪的一部分。該軸承不再獨立于該齒輪，它也不再是必需的。但結(jié)果是，滾動體可設置在輸出件的徑向最外部，但無需減小盤形輸出件的外徑。使用這些方法的優(yōu)點是齒輪的傳動比提高。
從附屬權利要求可清楚看出本發(fā)明的其他優(yōu)點。
下面結(jié)合附圖詳述本發(fā)明例示性實施例，附圖中

圖1為一齒輪裝置的分解圖；圖2為圖1所示齒輪裝置裝配后的軸向剖面圖；圖3為沿圖2中III-III線剖取的剖面圖；圖4為另一齒輪裝置的軸向剖面圖；圖5為軸承的局部放大圖；圖6為一具有一十字架的齒輪的剖面圖；圖7為沿圖6中VII-VII線剖取的剖面圖；圖8、8a、8b分別為一定位件的俯視圖、側(cè)視圖和剖面圖。
圖1、2和3示出一齒輪裝置。其上有圓柱形滾珠12的輸入軸10包括兩相差180°的偏心部17。偏心部17上裝有可轉(zhuǎn)動的輪30，輪30包括外齒33和中心孔31。輪30上有若干圍繞輪30的軸線等距分布的連續(xù)軸向孔32。該偏心輪的外周上有用作輪30的軸承件的圓柱形滾珠的滾道。輸入軸10用一未詳細示出的彈簧與一驅(qū)動電動機的軸相連接。該電動機與一作為基本件40的輪連接，用一部件和螺絲把內(nèi)齒41裝在該輪上。兩輪30位于兩作為輸出件50的圓形法蘭之間的中心處，兩法蘭用連接件60互連。連接件60穿過時不與輪30的孔32接觸，因此兩法蘭50緊固在一起。兩法蘭50安裝成可相對其上有內(nèi)齒41的輪40轉(zhuǎn)動。輪40與輪30的外齒嚙合。輪30的軸線與輪40的軸線40a平行，但偏移一偏心度e。兩法蘭50上都有引導面/導軌54a、54b，它們形成一直線引導件50b。引導件50b與法蘭50的軸線正交。每一輪30上有導軌34a、34b，它們形成一直線引導件30b，所述直線引導件與輪30的軸線正交。該齒輪裝置的兩邊在法蘭50與輪30之間各有一傳力件70。該傳力件70在互相正交的兩個方向上有導軌74a、74b或75a、75b，從而這些導軌可在兩互相垂直的方向上滑動。法蘭50上有一直線引導件，而傳力件70可在另一方向上在輪30的引導件30b上滑動。法蘭50和部件70分別有中心孔51或71。輸入軸10的兩端插入在法蘭50的中心孔51中。輸入軸10穿過時不與部件70的中心孔71接觸。在此例中，孔71的內(nèi)徑為輸入軸的穿過孔71的部分的外徑的兩倍。法蘭50上的引導面54a和54b位于檔塊55a和55b的相對兩面上。兩對檔塊55a和55b軸對稱地位于法蘭的端面上。引導面54a和54b直接形成在法蘭50的檔塊55a和55b上。它們也可以做成緊固在檔塊55a、55b相對兩面上的扁平長條。法蘭50的檔塊55a、55b中有軸向?qū)Э?3a、53b。每一輪30上的導軌形成在檔塊35b的相對兩面上。它們相對地成對位于中心而在輪30的端面上。輪30的軸向孔32位于一檔塊對之間的一圓周上。導軌34a、34b直接形成在輪30的檔塊55a、55b上。但它們也可以做成緊固在檔塊相對兩面上的扁平長條。
傳力件70包括從一圓形部伸出的四臂。一對相對臂上的導軌使得傳力件70可在法蘭50的直線引導件50b中滑動。第二對相對臂上的平行導軌同樣使得傳力件70可在輪30的引導件30b中滑動。法蘭50的直線引導件的引導面54a和54b與傳力件70的引導面之間有圓柱形滾動體80，從而傳力件70可在直線引導件50b中滑動。傳力件70同樣可在輪30上的引導件30b的導軌34a和34b與傳力件70的導軌之間滑動。傳力件70相對該輪、法蘭50和軸線40a振動時由滾珠軸承確保傳力件70受到引導。輪40的內(nèi)齒包括裝在軸向凹槽中的圓柱形件。這些軸向凹槽等距分布在輪40的內(nèi)圓周上。因此該齒輪的齒最好由圓柱形件構成。輪30的外齒33同樣由圓形橫截面的部件構成。這些部件同樣裝在軸向凹槽中。這些軸向凹槽等距分布在輪30的外周上。法蘭50與輪40的接觸區(qū)有徑向回轉(zhuǎn)軌道或滾動空間，圓柱形滾珠47、47’和定位件49裝在該空間中?？捎幂S向墊圈44獲得軸承所需的初始軸向張力。
這種齒輪裝置的詳細情況可見WO95/22017。
法蘭50的檔塊55a和55b上有墊圈件52。這些墊圈件52以一定間隙穿過輪30的軸向孔32，其上有軸向孔。連接件60穿過這些孔。旋緊螺母，墊圈件52的端面就界定兩法蘭的位置。
附圖還示出基本件40與輸出件50(法蘭)之間有兩個環(huán)形滾動空間1，其上有圓柱形滾動體47、47’的支承面40e、44b、59a和59b。一些滾動體47位于該齒輪裝置的轉(zhuǎn)動軸線40a的軸向上，另一些滾動體47’位于徑向上。滾動空間1在該齒輪裝置的軸向剖面中呈四邊形，在本實施例中呈方形。因此支承面40e、44b、59a和59b形成成對的支承面40e、59a和44b、59b。這些成對支承面的具體特征還在于，它們形成相對的平行平面，其中一平面形成在基本件40或墊圈44上，而相對的平面形成在輸出件50上。如不使用墊圈44，則支承面44b直接形成在基本件40上。其他支承面40e、59a和59b的情況也是如此，它們一方面可以是軸承圈(與基本件40或輸出件50活動連接)的一部分，另一方面也可以是基本件40或輸出件50的一部分。據(jù)此選擇基本件40或輸出件50的材料。在這種情況下相鄰兩支承面互成直角。最好用輸出件50在軸承區(qū)中的一臺階59形成滾動空間1，該臺階的兩壁形成支承面59a和59b。因此臺階59向里或向外向齒輪裝置的軸線40a偏移?；炯?0上有一輔助臺階59’用來接受墊圈44。為了降低該齒輪裝置的制造成本，與輸出件50的徑向支承面59b相對的徑向支承面44b為該齒輪裝置中的墊圈44的一部分。因此墊圈44的徑向厚度選擇成大于該滾動空間的徑向高度。該墊圈的軸向端面可特別簡單地加工，以便確保軸承所需特性。
從圖1、3和5還可看到，滾動體47、47’的軸向長度比其直徑??；每兩相鄰滾動體47、47’之間有一支承架49，支承架的下凹滾動面49a、49b緊緊夾住滾動體47、47’。因此滾動面49a、49b的軸線與其滾動體47、47’的軸線平行。支承架49的其他表面49c、49d和49e與支承面40e、40’、59a和59b接觸。
圖4所示齒輪裝置的特別特征在于，基本件包括三個可拆開地連接在一起的圈40’、40”和40”’，圈40’做成一有內(nèi)齒41的輪。此時輪40’用鋼之類高質(zhì)量材料制成，但圈40”和40”’不必滿足這些條件。圈40”和40”’的加工精度可比輪40’低。只要它們能滿足與滾動體47接觸的支承面40e的精度即可。圖5特別示出，滾動體47、47’和支承架49與基本件40和輸出件50一起構成一具有滾動空間1的軸承。從而支承架49確保滾動體47、47’的定位。滾動體47的軸線與齒輪裝置的軸線40a之間的夾角一般為5°、10°甚至30°。滾動體47’與該軸線40a之間的夾角相應為85°、80°或70°。但當滾動體47和47’的軸線與軸線40a平行或正交時輸出件50到基本件40的傳力最佳。
圖6和7所示結(jié)構涉及一種具有一十字架70和兩滾動空間1的齒輪，其中裝有軸向和徑向滾動體47、47’。但兩滾動空間1位于十字架70的同一邊，因此這種情況只有一個輸出件50。因此無需使用連接件60。該齒輪的基本件包括一圈40’、一軸承圈40”’和一蓋40”。最后，圖8、8a和8b示出一具有一孔2的支承架49，孔2中有軸承的潤滑油。
由滾動體47、47’和支承架49構成的軸承可預先潤滑后插入滾動空間1中。但這些部件也可分別直接插入滾動空間1中。在前一種情況下，可用粘接劑把滾動體與支承架粘合在一起，粘接劑在齒輪裝置使用時會溶解。這些粘接劑可溶解在潤滑油中。
一般來說，一齒輪裝置包括一作為基本件的輪40，該輪有內(nèi)齒41；至少一個輸出件50，它安裝成可相對該輪轉(zhuǎn)動；以及一輸入軸10，其上有至少一偏心部17，偏心部上裝有至少一輪30，輪30上有與內(nèi)齒41嚙合的外齒33。在這種情況下，輪30與輸出件50之間有一把輪30的行星運動轉(zhuǎn)變成輸出件50的轉(zhuǎn)動的部件70。兩輸出件50可相間距且不相對轉(zhuǎn)動地連接在一起。
圖6和7所示齒輪裝置只有一個傳力件70和兩個輸出件50?？捎靡慌渲貕K保持部件70不平衡質(zhì)量的平衡。此外還示出偏心度，即輪30的軸線30a與基本件40的軸線40a之間的間距。
本發(fā)明還涉及用于這類齒輪裝置的一種軸承，包括設置在具有支承面40e、44b、59a和59b的滾動空間1中的圓柱形滾動體47、47’。從而某些滾動體47位于該齒輪裝置的轉(zhuǎn)動軸線40a的軸向上，而其他滾動體47’位于徑向上。
本發(fā)明的優(yōu)點可總結(jié)如下由于省略滾動體47、47’的隔圈，因此輸出件50與基本件40之間的軸承所需部件數(shù)大大減少。
·本軸承可使用于任何類型、任何大小的齒輪裝置中。
·本軸承可位于輸出件50的徑向的最外部，即基本件40到輸出件50的傳力最大的部位。因此可充分利用該齒輪內(nèi)部空間。
·輸出件和/或基本件為形成滾動空間1所需加工簡單，特別是由于該滾動空間設計成由一臺階構成。
·只使用可以高精度大量生產(chǎn)的普通圓柱形滾動體47、47’。
·輸出件和基本件的50、40的齒33、41所在處的外徑和內(nèi)徑為最大，從而在同樣的功率下轉(zhuǎn)矩(M＝r+F)提高。從而可加大該齒輪其他部件、例如輸入軸10、部件70等等的大小。滾動空間1的加工非常簡單，可邊加工邊測量。現(xiàn)有滾動空間與軸線40斜交成45°，即呈雙V形凹槽，一V形凹槽形成在輸出件50上，另一V形凹槽形成在基本件40上，該現(xiàn)有滾動空間不具有上述各優(yōu)點。這是因為，基本件40或輸出件50上的直角、軸向和向外開口的臺階(見圖5)的加工按照經(jīng)驗比徑向開口的V形凹槽(切口)更簡單、更快、精度更高。此外，在把滾動空間做成雙V形凹槽的情況下，基本件40和/或輸出件50包括在軸線40a方向上一般用螺絲連接在一起的兩個部件。用兩個部件裝配而成的基本件40或輸出件50較之本發(fā)明整體式基本件或輸出件在滾動體47、47’的支承性能(強度、精度、間隙等等)方面有很大的不同，從而直接影響到該齒輪的基本特性(穩(wěn)定性、緊湊性等等)。
但是，本發(fā)明滾動空間1是直接傳力這一點也同樣重要，但在V形凹槽(切口)中卻總存在力的多個分量(合力為兩個分力的向量和)，而這是不希望發(fā)生的。
權利要求
1.齒輪裝置、特別是行星齒輪裝置，包括一基本件(40)；至少一輸出件(50)，該輸出件安裝成可相對該基本件(40)轉(zhuǎn)動；以及至少一滾動空間(1)，該滾動空間位于該兩部件(40，50)之間，用來放置其轉(zhuǎn)動軸線的方向不同的圓柱形滾動體(47、47’)，某些滾動體(47)與基本件(40)的軸線(40a)平行，而其他滾動體(47’)與軸線(40a)垂直，其特征在于，該滾動空間(1)包括支承面(40e、44b、59a、59b)，以及互相相對的支承面(40e、44b、59a、59b)之間的間距大致等于滾動體(47、47’)的直徑。
2.按權利要求1所述的齒輪裝置，其特征在于，該滾動空間(1)在該齒輪裝置的軸向截面中呈方形。
3.按權利要求1或2所述的齒輪裝置，其特征在于，各相對的支承面(40e、44b、59a、59b)互成直角。
4.按權利要求1-3之一所述的齒輪裝置，其特征在于，輸出件(50)和/或基本件(40)在支承區(qū)有一環(huán)形臺階(59)，其壁形成支承面(59a、59b)。
5.按權利要求1-4之一所述的齒輪裝置，其特征在于，該臺階(59)向該齒輪裝置的軸線(40a)偏移。
6.按權利要求1-5之一所述的齒輪裝置，其特征在于，基本件(40)和/或輸出件(50)上有一與臺階(59)相應的輔助臺階(59’、59”)。
7.按權利要求1-6之一所述的齒輪裝置，其特征在于，與輸出件(50)的徑向支承面(59b)相對的徑向支承面(44b)構成該齒輪裝置中的圈(44)的一部分。
8.按權利要求7所述的齒輪裝置，其特征在于，該圈(44)的徑向厚度大于該滾動空間(1)的徑向高度。
9.按權利要求1-8之一所述的齒輪裝置，其特征在于，包括圓柱形滾動體(47、47’)，滾動體(47、47’)的軸向長度小于其直徑。
10.按權利要求1-9之一所述的齒輪裝置，其特征在于，每兩個相鄰滾動體(47、47’)之間有一支承架(49)，該支承架中有一潤滑油孔(2)。
11.按權利要求10所述的齒輪裝置，其特征在于，該支承架(49)上有下凹滾動面(49a、49b)緊緊夾住滾動體(47、47’)。
12.按權利要求11所述的齒輪裝置，其特征在于，滾動面(49a、49b)的軸線與對應滾動體(47、47’)的軸線平行。
13.按權利要求10-12之一所述的齒輪裝置，其特征在于，支承架(49)的其他表面(49c、49d、49e)與支承面(40e、44b、59a、59b)相間距。
14.按權利要求1-13之一所述的齒輪裝置，其特征在于，包括至少一個作為基本件的輪(40)，該輪有內(nèi)齒(41)；至少一個輸出件(50)，它可相對該輪轉(zhuǎn)動；以及一輸入軸(10)，其上有至少一偏心部(17)，偏心部上裝有至少一可轉(zhuǎn)動的輪(30)，該輪上有與內(nèi)齒(41)嚙合的外齒(33)，輪(30)與輸出件(50)之間有一把輪(30)的行星運動轉(zhuǎn)變成輸出件(50)的轉(zhuǎn)動的部件(70)。
15.按權利要求14所述的齒輪裝置，其特征在于，包括兩相間距且無法相對轉(zhuǎn)動地連接在一起的輸出件(50，50)。
16.用于按權利要求1-15之一所述的齒輪裝置的軸承，其特征在于，包括位于滾動空間(1)中的圓柱形滾動體(47、47’)，該滾動空間具有支承面(40e、44b、59a、59b)，某些滾動體(47)位于該齒輪裝置的轉(zhuǎn)動軸線(40a)的軸向上，而其他滾動體(47’)位于徑向上。
17.按權利要求16所述的軸承，其特征在于，每兩相鄰滾動體(47、47’)之間有一支承架(39)。
18.按權利要求17所述的軸承，其特征在于，該支承架(49)用塑料或金屬制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及齒輪裝置，特別是行星齒輪裝置,包括:一基本件(40);至少一安裝成可轉(zhuǎn)動的輸出件(50);以及一形成在輸出件(50)的支承區(qū)中的環(huán)形滾動空間(1),該滾動空間包括圓柱形滾動體(47、47’)的支承面(40e、44b、59a、59b)。某些滾動體(47)位于該齒輪裝置的轉(zhuǎn)動軸線(40a)的軸向上,而其他滾動體(47’)位于徑向上。
文檔編號F16H1/32GK1202228SQ96197358
公開日1998年12月16日 申請日期1996年10月3日 優(yōu)先權日1995年10月6日
發(fā)明者蒂博爾·費茨科 申請人:斯皮內(nèi)阿有限責任公司