[發明專利]改進齒輪傳動安裝件中的徑向應力的裝置和方法

無效

• 申請號: 200910138538.8
• 申請日: 2009-04-29
• 公開（公告）號: CN101571186A
• 公開（公告）日: 2009-11-04
• 發明（設計）人: S·Y·波恩;M·C·巴恩斯
• 申請（專利權）人: 諾邁士科技有限公司
• 主分類號: F16H57/00
• 分類號: F16H57/00;F16B21/12
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明的實施方式涉及改進用于支撐行星傳動的齒輪的懸臂的 銷和安裝件組件中的徑向應力分布。徑向應力的更好分布能夠提高 這種傳動的最大工作負荷并且能夠提高可以建立的過盈配合量。

本發明的實施方式可以應用于行星傳動和平行軸傳動，行星傳 動利用撓性軸來安裝在中心齒輪和齒圈之間運轉的小齒輪或者行星 齒輪，在平行軸傳動中小齒輪安裝在輸入軸和輸出軸之間。

背景技術

利用撓性銷技術來支撐行星齒輪傳動的小齒輪在本領域中是公 知的。

如果行星傳動裝置具有多于三個的行星小齒輪，則即使其中一 個元件，如中心齒輪、齒圈(內齒輪)或者小齒輪安裝件被允許浮 動，小齒輪系統也過度被束縛。除非向傳動元件的安裝件中引入一 定程度的徑向撓性，否則制造公差通常將導致每個小齒輪承載不等 的負荷。允許從安裝件位置徑向偏移的撓性行星銷已經被用來引入 足夠程度的撓性以更好地平衡負荷。

在行星傳動處于負荷下時，軸偏轉并且齒輪無法完美地配合到 一起。對齒輪進行微小的幾何校正來解決這種偏轉是可行的，但校 正可能僅對于有限范圍的負荷條件來說是最優化的。撓性銷設置能 夠在較大的負荷范圍上補償失調誤差，而不會使齒輪顯示大的邊緣 負荷。

撓性銷技術也可以用來在兩根軸之間安裝空轉小齒輪，以漸進 地補償負荷下增加的軸失調。

在行星傳動中，與小齒輪跨架安裝并且空間被支架占據的系統 相比，懸臂式安裝的行星小齒輪允許使用更多的小齒輪。

通常，行星傳動中使用的懸臂式安裝的撓性銷利用過盈配合安 裝在外殼或者齒輪架中。當行星傳動的行星小齒輪處于負荷下時， 過盈配合中經受的徑向應力或者其它力非均勻地分布在銷和安裝件 中，并且如果總過盈配合過大，則可能會超過最大容許徑向應力。

術語“總過盈配合”包括在通過過盈配合的中軸線的平面中、 在過盈配合和該平面的交界處的過盈配合的軸向長度上進行求和或 積分的徑向應力(或者其它可測量的力)的量?？傔^盈配合可以通 過在沿著上面限定的軸向長度的多個均勻分布的離散點處經受的徑 向應力的總和來表示?？傔^盈配合也可以通過在沿著上面限定的軸 向長度的多個均勻分布的離散點處經受的徑向應力的積分來表示。

參照圖1a和圖1b，其示出了圓柱銷2，銷2的第一端部通過第 一過盈配合6安裝到安裝件4中。負荷承受構件8通過第二過盈配 合10固定到銷2的第二端部。圖1a示出了不受負荷時的銷和安裝 件組件，圖1b示出了承受負荷L時的所述組件。在圖1b中，可以 看出銷2在負荷L的作用下變形。

在行星齒輪傳動中，安裝件4可以是例如行星齒輪架，并且負 荷承受構件8可以是行星齒輪內的套筒。

圖2a和圖2b示出了在本領域已知的銷和安裝件組件的第一和第 二過盈配合中并且在剖切平面中的徑向應力分布的示意圖，其中， 圖2a是不受負荷時的示意圖，圖2b是在負荷L下的示意圖。圖2a 和圖2b的過盈配合是均勻過盈配合，即過盈深度基本上一致的過盈 配合。

術語“過盈深度”包括制造的凸過盈緊固元件大于相應的凹過 盈緊固元件以形成過盈配合的程度，并由此包括在其彼此接合時凸 過盈緊固元件和凹過盈緊固元件中的一個或兩個的壓縮距離。

通常，在行星傳動中使用的銷和安裝件組件的過盈深度在微米 級別。當使用直徑為185毫米的銷時，一種示例性的過盈深度為115 微米。該示例性的過盈深度是以直徑來測量的，即半徑的過盈深度 為57.5微米。

銷和安裝件之間允許的過盈深度或者過盈配合的量可受到所使 用的材料的影響。通常，銷可以用高品質軸鋼來制造，安裝件可以 用鋼或者球墨鑄鐵來制造。當使用這些材料時，常見的過盈深度可 以是銷直徑的大約0.06％或更大。

對銷和安裝件組件中容許的過盈配合的最大量的限制也可取決 于在使用中預期向銷施加的彎曲力矩。大的彎曲力矩將導致徑向應 力，其在過盈配合的特定位置處將加到由過盈配合作用在銷和安裝 件上的徑向應力上。銷和安裝件組件中的這種徑向應力必須加以限 制，使其不超過或者不會太接近銷或者安裝件的材料的塑性屈服應 力。