齿轮箱制造技术

本发明专利技术提供了一种行星齿轮箱，在内座圈和同轴外座圈之间有两排行星轮。输入齿轮也可以与内行星轮或外行星轮啮合。为了避免由于施加的扭矩产生的扭曲而造成所述齿轮的分离啮合，可以使用凸轮效应，其中施加的扭矩产生径向预载。与所述输入齿轮啮合的所述齿轮可以在也与所述内座圈或所述外座圈中对应的一个啮合的所述齿轮的部分处啮合。行星轮可以与具有不同螺旋角的轴向部分齿轮接合。所述内座圈或所述外座圈可以由以不同螺旋角齿轮接合的两个部件形成，以与所述行星轮的所述不同轴向部分啮合。通过使用这些不同的部件，组装变得容易，因为所述部件可以轴向地滑动到所述行星轮上。为所述部件可以轴向地滑动到所述行星轮上。为所述部件可以轴向地滑动到所述行星轮上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】齿轮箱
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求以下文献的优先权：2019年4月1日提交的美国临时专利申请序列号62/827,786和2019年4月2日提交的美国临时专利申请序列号62/828,320，这些申请中的每一者全文以引用方式并入本文。

技术介绍

[0003]在公布的专利申请号WO2013173928A1中，示出了一种装置，该装置用两排基于滚子的行星轮增加扭矩，所有这些基于滚子的行星轮都与另外两个基于滚子的行星轮接触，并且行星轮的数量足够多，从而实现低凸轮角度。在此角度以下，当装置加载时发生的凸轮作用增加了齿轮接合或滚动构件之间的力以及在内行星轮和外行星轮之间、内行星轮和内座圈之间以及外行星轮和外座圈之间的接触处的接触压力。
[0004]实现足够高的摩擦系数以允许这种凸轮作用发生是一个挑战，因为许多普通的材料组合，诸如钢钢组合，具有比这种装置的典型凸轮角度所需的摩擦系数(CF)更低的摩擦系数。因此，必须使用诸如镍合金或其他材料组合的材料来实现足够高的CF，以允许凸轮角度几何形状提供与传输的扭矩成比例的牵引压力。
[0005]滚动接触型的另一个挑战是保持所有行星轮等距地周向间隔开。滚动接触本身不会相对于其他行星轮“周向错开”，并且如果行星轮的周向间距不受控制，两排行星轮固有地不稳定。所谓不稳定是指，如果行星轮变得不等距地间隔开，内座圈将不会与外座圈保持同心。
[0006]基于滚子的齿轮箱的实施方案的另一个挑战是需要轴承来保持外座圈与内座圈轴向地对齐。
[0007]诸如常规齿轮减速器的齿轮装置将通常使用具有轴和轴承的行星齿轮架来定位行星轮。行星齿轮架增加了旋转质量、成本和复杂性。

技术实现思路

[0008]提供了一种齿轮箱装置，该齿轮箱装置具有内座圈和外座圈，该内座圈具有外表面并限定轴线，该外座圈具有内表面并与内座圈同轴。齿轮箱装置具有一组轨道行星轮，该轨道行星轮包括与内座圈的外表面齿轮接触的内行星轮和与外座圈的内表面齿轮接触的外行星轮，每个内行星轮与两个外行星齿轮接触，并且每个外行星轮与两个内行星轮齿轮接触。可存在输入环，其与内座圈和外座圈同轴，并与内行星轮或与外行星轮齿轮接触。
[0009]在一个实施方案中，存在A或B中的一种情况，其中，A是外行星轮比内行星轮长，并且每个外行星轮具有与该外行星轮所接触的内行星轮啮合的相应的第一部分，并且输入环具有与该输入环所接触的每个外行星轮的相应的第二部分啮合的外表面，外行星轮的第一部分和第二部分都与外座圈啮合；并且B是内行星轮比外行星轮长，并且每个内行星轮具有与该内行星轮所接触的外行星轮啮合的相应的第一部分，并且输入环具有与该输入环所接触的每个内行星轮的相应的第二部分啮合的内表面，内行星轮的第一部分和第二部分都与
内座圈啮合。
[0010]在另一个实施方案中，内行星轮和外行星轮具有齿轮接触的长度，并且齿轮和座圈具有相应的直径，这些直径被选择成在输入环上产生扭矩，以使内行星轮和外行星轮的增加的径向载荷足以克服由输入环上的扭矩产生的齿轮之间的分离力。
[0011]在另一个实施方案中，内座圈的外表面和外座圈的内表面中的至少一个由具有不同螺旋角的两个成角度齿轮表面形成。这两个成角度齿轮表面可以定位在轴向相邻的部件上。这种布置可用于使部件能够轴向地运动到与行星齿轮齿轮啮合接触，从而便于组装。
[0012]各种实施方案涉及齿轮箱，该齿轮箱包括：太阳齿轮，该太阳齿轮在其外表面上限定内座圈，其中该太阳齿轮限定该太阳齿轮的第一端部和相反的第二端部之间的轴线；环形齿轮，所述环形齿轮在所述太阳齿轮的内表面上限定外座圈，其中所述环形齿轮与所述太阳齿轮同轴；内组行星轮，所述内组行星轮与所述太阳齿轮的所述内座圈齿轮接触；外组行星轮，所述外组行星轮与所述环形齿轮的所述外座圈齿轮接触；其中所述内组行星轮中的每个行星轮与所述外组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触，并且所述外组行星轮中的每个行星轮与所述内组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触；以及中间齿轮，该中间齿轮限定中间座圈，该中间座圈与以下中的一者齿轮接触：(a)该内组行星轮或(b)该外组行星轮；并且其中该太阳齿轮、该环形齿轮和该中间齿轮中的一者保持静止。
[0013]在某些实施方案中，该内组行星轮各自具有平行于该太阳齿轮的该轴线测量的第一轴向长度；并且该外组行星轮各自具有平行于该太阳齿轮的该轴线测量的第二轴向长度，其中该第二轴向长度不同于该第一轴向长度；并且其中该中间座圈与以下中的更长轴向齿轮组齿轮接触：(a)该内组行星轮或(b)该外组行星轮。在各种实施方案中，该内组行星轮和该外组行星轮具有齿轮接触的长度，并且该内组行星轮、该外组行星轮、该内座圈、该外座圈和该中间座圈具有相应的直径，该直径被选择成使得能够经由该太阳齿轮、该环形齿轮或该中间齿轮中的一者提供扭矩，以使该内组行星轮和该外组行星轮的增加的径向载荷足以克服由该扭矩产生的分离力。此外，在某些实施方案中，以下中的至少一者各自具有大于1∶1的长径比：(a)该内组行星轮或(b)该外组行星轮。在某些实施方案中，该内组行星轮和该外组行星轮各自包括两个以不同方式渐缩的部分。
[0014]在各种实施方案中，该内组行星轮和该外组行星轮各自限定螺旋齿轮。在某些实施方案中，该内组行星轮和该外组行星轮各自限定具有恒定螺旋角的螺旋齿轮。此外，该内组行星轮和该外组行星轮可各自限定沿轴向长度具有不同螺旋角的螺旋齿轮。在各种实施方案中，该内组行星轮和该外组行星轮各自限定人字形齿轮图案。此外，该中间齿轮可包括两个轴向相邻的部件，该两个轴向相邻的部件各自具有对应于该人字形齿轮图案的一部分的相应的成角度齿轮表面，其中该两个轴向相邻的部件彼此紧固。在某些实施方案中，该环形齿轮包括两个轴向相邻的部件，该两个轴向相邻的部件各自具有对应于该人字形齿轮图案的一部分的相应的成角度齿轮表面，其中该两个轴向相邻的部件彼此紧固。此外，该太阳齿轮可包括两个轴向相邻的部件，该两个轴向相邻的部件各自具有对应于该人字形齿轮图案的一部分的相应的成角度齿轮表面，其中该两个轴向相邻的部件彼此紧固。
[0015]在某些实施方案中，该齿轮箱装置还包括：至少一个内防护罩，该至少一个内防护罩被构造成轴向约束该内组行星轮。在各种实施方案中，该齿轮箱还包括至少一个外防护罩，该至少一个外防护罩被构造成轴向约束该外组行星轮。在各种实施方案中，该内座圈、
该外座圈、该中间座圈以及该内组行星轮中的每个行星轮和该外组行星轮中的每个行星轮的外表面均限定多个齿轮齿，该多个齿轮齿通过齿轮根部与相邻的齿轮齿分离，并且其中该齿轮根部的至少一部分限定径向狭槽。在某些实施方案中，该内组行星轮中的每个行星轮和该外组行星轮中的每个行星轮是中空的。
[0016]各种实施方案涉及一种多级齿轮箱装置，包括如本文所讨论的多个齿轮箱装置，其中该多个齿轮箱装置分级布置，使得第一齿轮箱装置的第一环形齿轮连接到第二齿轮箱装置的第二中间齿轮并且驱动该第二中间齿轮。
[0017]某些实施方案涉及一种齿轮箱装置，该齿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种齿轮箱装置，包括：太阳齿轮，所述太阳齿轮在所述太阳齿轮的外表面上限定内座圈，其中所述太阳齿轮限定所述太阳齿轮的第一端部和相反的第二端部之间的轴线；环形齿轮，所述环形齿轮在所述太阳齿轮的内表面上限定外座圈，其中所述环形齿轮与所述太阳齿轮同轴；内组行星轮，所述内组行星轮与所述太阳齿轮的所述内座圈齿轮接触；外组行星轮，所述外组行星轮与所述环形齿轮的所述外座圈齿轮接触；其中所述内组行星轮中的每个行星轮与所述外组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触，并且所述外组行星轮中的每个行星轮与所述内组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触；和中间齿轮，所述中间齿轮限定中间座圈，所述中间座圈与以下中的一者齿轮接触：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮；并且其中所述太阳齿轮、所述环形齿轮和所述中间齿轮中的一者保持静止。2.根据权利要求1所述的齿轮箱装置，其中：所述内组行星轮各自具有平行于所述太阳齿轮的所述轴线测量的第一轴向长度；并且所述外组行星轮各自具有平行于所述太阳齿轮的所述轴线测量的第二轴向长度，其中所述第二轴向长度不同于所述第一轴向长度；并且其中所述中间座圈与以下中的更长轴向齿轮组齿轮接触：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮。3.根据权利要求1所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮和所述外组行星轮具有齿轮接触的长度，并且所述内组行星轮、所述外组行星轮、所述内座圈、所述外座圈和所述中间座圈具有相应的直径，所述直径被选择成使得能够经由所述太阳齿轮、所述环形齿轮或所述中间齿轮中的一者提供扭矩，以使所述内组行星轮和所述外组行星轮的增加的径向载荷足以克服由所述扭矩产生的分离力。4.根据权利要求3所述的齿轮箱装置，其中，以下中的至少一者各自具有大于1∶1的长径比：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮。5.根据权利要求1所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮和所述外组行星轮各自包括两个以不同方式渐缩的部分。6.根据权利要求1
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4中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮和所述外组行星轮各自限定螺旋齿轮。7.根据权利要求6所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮和所述外组行星轮各自限定具有恒定螺旋角的螺旋齿轮。8.根据权利要求6所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮和所述外组行星轮各自限定沿轴向长度具有不同螺旋角的螺旋齿轮。9.根据权利要求8所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮和所述外组行星轮各自限定人字形齿轮图案。10.根据权利要求9所述的齿轮箱装置，其中，所述中间齿轮包括两个轴向相邻的部件，所述两个轴向相邻的部件各自具有对应于所述人字形齿轮图案的一部分的相应的成角度齿轮表面，其中所述两个轴向相邻的部件彼此紧固。
11.根据权利要求9或权利要求10中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述环形齿轮包括两个轴向相邻的部件，所述两个轴向相邻的部件各自具有对应于所述人字形齿轮图案的一部分的相应的成角度齿轮表面，其中所述两个轴向相邻的部件彼此紧固。12.根据权利要求9
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11中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述太阳齿轮包括两个轴向相邻的部件，所述两个轴向相邻的部件各自具有对应于所述人字形齿轮图案的一部分的相应的成角度齿轮表面，其中所述两个轴向相邻的部件彼此紧固。13.根据权利要求1所述的齿轮箱装置，还包括至少一个内防护罩，所述至少一个内防护罩被构造成轴向约束所述内组行星轮。14.根据权利要求1或权利要求13中任一项所述的齿轮箱装置，还包括至少一个外防护罩，所述至少一个外防护罩被构造成轴向约束所述外组行星轮。15.根据权利要求1
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14中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述内座圈、所述外座圈、所述中间座圈以及所述内组行星轮中的每个行星轮和所述外组行星轮中的每个行星轮的外表面均限定多个齿轮齿，所述多个齿轮齿通过齿轮根部与相邻的齿轮齿分离，并且其中所述齿轮根部的至少一部分限定径向狭槽。16.根据权利要求1
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15中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮中的每个行星轮和所述外组行星轮中的每个行星轮是中空的。17.一种多级齿轮箱装置，包括根据权利要求1
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16中任一项所述的多个齿轮箱装置，其中所述多个齿轮箱装置分级布置，使得第一齿轮箱装置的第一环形齿轮连接到第二齿轮箱装置的第二中间齿轮并且驱动所述第二中间齿轮。18.一种齿轮箱装置，包括：太阳齿轮，所述太阳齿轮在所述太阳齿轮的外表面上限定内座圈，其中所述太阳齿轮限定所述太阳齿轮的第一端部和相反的第二端部之间的轴线；环形齿轮，所述环形齿轮在所述太阳齿轮的内表面上限定外座圈，其中所述环形齿轮与所述太阳齿轮同轴；内组行星轮，所述内组行星轮与所述太阳齿轮的所述内座圈齿轮接触；外组行星轮，所述外组行星轮与所述环形齿轮的所述外座圈齿轮接触；其中所述内组行星轮中的每个行星轮与所述外组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触，并且所述外组行星轮中的每个行星轮与所述内组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触；和中间齿轮，所述中间齿轮限定中间座圈，所述中间座圈与以下中的一者齿轮接触：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮；并且其中所述内座圈、所述外座圈、所述中间座圈以及所述内组行星轮中的每个行星轮和所述外组行星轮中的每个行星轮的外表面均限定具有连续螺旋角的多个齿轮齿。19.根据权利要求18所述的齿轮箱装置，还包括至少一个内防护罩，所述至少一个内防护罩附接到所述太阳齿轮并且被构造成约束所述内组行星轮的轴向运动。20.根据权利要求19所述的齿轮箱装置，其中，所述至少一个内防护罩包括各自固定在所述太阳齿轮的相反的轴向端上的两个内防护罩。21.根据权利要求18
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20中任一项所述的齿轮箱装置，还包括至少一个外防护罩，所述至少一个外防护罩附接到所述环形齿轮并且被构造成约束所述外组行星轮的轴向运动。
22.根据权利要求21所述的齿轮箱装置，其中，所述至少一个外防护罩包括各自固定在所述环形齿轮的相反的轴向端上的两个外防护罩。23.根据权利要求19
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20中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮的轴向端中的每个轴向端具有半球形形状，并且所述至少一个内防护罩具有对应于所述内组行星轮的所述轴向端的所述半球形形状的弯曲形状。24.根据权利要求18
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23中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述中间齿轮是输出环，并且所述太阳齿轮或所述环形齿轮中的一者由输入马达驱动。25.根据权利要求18
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24中任一项所述的齿轮箱装置，其中：所述内组行星轮各自具有平行于所述太阳齿轮的所述轴线测量的第一轴向长度；并且所述外组行星轮各自具有平行于所述太阳齿轮的所述轴线测量的第二轴向长度，其中所述第二轴向长度不同于所述第一轴向长度；并且其中所述中间座圈与以下中的更长轴向齿轮组齿轮接触：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮。26.根据权利要求25所述的齿轮箱装置，其中，以下中的至少一者各自具有大于1∶1的长径比：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮。27.根据权利要求18
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26中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮中的每个行星轮和所述外组行星轮中的每个行星轮是中空的。28.一种齿轮箱装置，包括：太阳齿轮，所述太阳齿轮在所述太阳齿轮的外表面上限定内座圈，其中所述太阳齿轮限定所述太阳齿轮的第一端部和相反的第二端部之间的轴线；环形齿轮，所述环形齿轮在所述太阳齿轮的内表面上限定外座圈，其中所述环形齿轮与所述太阳齿轮同轴；内组行星轮，所述内组行星轮与所述太阳齿轮的所述内座圈齿轮接触；外组行星轮，所述外组行星轮与所述环形齿轮的所述外座圈齿轮接触；其中所述内组行星轮中的每个行星轮与所述外组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触，并且所述外组行星轮中的每个行星轮与所述内组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触；和中间齿轮，所述中间齿轮限定中间座圈，所述中间座圈与以下中的一者齿轮接触：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮；至少一个内防护罩，所述至少一个内防护罩附接到所述太阳齿轮并且被构造成轴向约束所述内组行星轮；和至少一个外防护罩，所述至少一个外防护罩附接到所述环形齿轮并且被构造成轴向约束所述外组行星轮。29.根据权利要求28所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮的轴向端中的每个轴向端具有半球形形状，并且所述至少一个内防护罩具有对应于所述内组行星轮的所述轴向端的所述半球形形状的弯曲形状。30.根据权利要求28
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29中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述外组行星轮的轴向端中的每个轴向端具有半球形形状，并且所述至少一个外防护罩具有对应于所述外组行星轮的所述轴向端的所述半球形形状的弯曲形状。
31.根据权利要求28
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30中任一项所述的齿轮箱装置，其中：所述内组行星轮各自具有平行于所述太阳齿轮的所述轴线测量的第一轴向长度；并且所述外组行星轮各自具有平行于所述太阳齿轮的所述轴线测量的第二轴向长度，其中所述第二轴向长度不同于所述第一轴向长度；并且其中所述中间座圈与以下中的更长轴向齿轮组齿轮接触：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮。32.根据权利要求28
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31中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述中间齿轮是输出齿轮，并且所述太阳齿轮或所述环形齿轮中的一者由输入马达驱动。33.根据权利要求31所述的齿轮箱装置，其中，以下中的至少一者各自具有大于1∶1的长径比：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮。34.根据权利要求28
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33中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮和所述外组行星轮各自限定螺旋齿轮。35.根据权利要求28
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34中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述内座圈、所述外座圈、所述中间座圈以及所述内组行星轮中的每个行星轮和所述外组行星轮中的每个行星轮的外表面均限定多个齿轮齿，所述多个齿轮齿通过齿轮根部与相邻的齿轮齿分离，并且其中所述齿轮根部的至少一部分限定径向狭槽。36.根据权利要求28
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35中任一项所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮中的每个行星轮和所述外组行星轮中的每个行星轮是中空的。37.一种齿轮箱装置，包括：太阳齿轮，所述太阳齿轮在所述太阳齿轮的外表面上限定内座圈，其中所述太阳齿轮限定所述太阳齿轮的第一端部和相反的第二端部之间的轴线；环形齿轮，所述环形齿轮在所述太阳齿轮的内表面上限定外座圈，其中所述环形齿轮与所述太阳齿轮同轴；内组行星轮，所述内组行星轮与所述太阳齿轮的所述内座圈齿轮接触；外组行星轮，所述外组行星轮与所述环形齿轮的所述外座圈齿轮接触；其中所述内组行星轮中的每个行星轮与所述外组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触，并且所述外组行星轮中的每个行星轮与所述内组行星轮中的至少两个行星轮齿轮接触；和中间齿轮，所述中间齿轮限定中间座圈，所述中间座圈与以下中的一者齿轮接触：(a)所述内组行星轮或(b)所述外组行星轮；并且其中所述内组行星轮中的每个行星轮和所述外组行星轮中的每个行星轮的刚度大于所述太阳齿轮、所述环形齿轮和所述中间齿轮中的每一者的刚度，使得所述太阳齿轮、所述环形齿轮或所述中间齿轮中的一者或多者变形以平衡所述内组行星轮和所述外组行星轮上的径向载荷。38.根据权利要求37所述的齿轮箱装置，其中，所述内组行星轮中的每个行星轮和所述外组行星轮中的每个行...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯，
申请(专利权)人：詹尼斯高级技术有限公司，
类型：发明
国别省市：