一种齿圈体及齿轮减速装置的制作方法

【技术领域】

本发明涉及齿轮技术领域，尤其涉及一种齿圈体及齿轮减速装置。

背景技术：

传统的齿轮减速装置的行星齿轮系的内齿圈，一般是先做好内齿圈，然后再通过车削的方式加工出与法兰连接的安装部，以便于与法兰连接。该种方式制作出的内齿圈需进行二次加工，成本高，而且在制作或组装过程中易出现偏心现象，从而影响内齿圈与法兰连接后的同心度。

技术实现要素：

本发明的一个目的在于改善齿圈体与法兰连接时的同心度。

本发明第一方面提供一种齿圈体，包括由粉末冶金材料制成一件式整体的环形本体，所述环形本体上形成有齿圈，所述环形本体的端部的内周表面一体成型有安装部。

作为本发明的一种改进，所述安装部为凹部，沿齿圈体轴向所述凹部与齿圈至少部分重叠。

作为本发明的一种改进，所述凹部开设有连接孔，所述连接孔沿所述环形本体的径向贯穿所述环形本体。

作为本发明的一种改进，所述齿圈为内齿圈，所述内齿圈具有用于与其他齿轮啮合的啮齿，相邻啮齿之间形成齿槽；所述凹部的轴向末端部与所述齿槽的轴向末端部平齐。

作为本发明的一种改进，所述齿圈为内齿圈，所述内齿圈具有用于与其他齿轮啮合的啮齿，所述凹部的径向内表面位于所述啮齿齿根所在的弧面上或所述啮齿齿根所在弧面的外侧。

作为本发明的一种改进，所述凹部为外大内小的梯形。

作为本发明的一种改进，所述齿圈包括沿所述环形本体轴向排列的第一齿圈和第二齿圈，所述第一齿圈和第二齿圈都为内齿圈或者都为外齿圈。

作为本发明的一种改进，第一齿圈具有第一啮齿，第二齿圈具有第二啮齿，所述第一啮齿为斜齿，所述第二啮齿为直齿，斜齿的螺旋角度为10°～30°。

本发明还提供一种使用上述齿圈体的齿轮减速装置。该齿轮减速装置包括齿圈体、安装在齿圈体内的行星齿轮系以及安装到齿圈体的环形本体的端部的法兰。所述法兰包括法兰本体以及形成在法兰本体一端的安装部，所述安装部伸入至所述齿圈体的环形本体内，所述安装部上设凸块，所述凸块与环形本体的凹部配合并相互固定。

作为本发明的一种改进，所述凹部开设有连接孔，所述法兰的凸块上设有与连接孔同轴的凹孔，凹孔周围设有凹陷区。

作为本发明的一种改进，所述凹陷区为分别位于凹孔两侧的凹槽。

作为本发明的一种改进，所述齿圈为内齿圈，所述内齿圈具有用于与其他齿轮啮合的啮齿，所述法兰的安装部的外表面与所述内齿圈的啮齿的齿顶接触。

本发明的齿圈体由粉末冶金材料一次性制成一体式结构，且齿圈体的端部一体成型有与法兰连接的安装部，无需像现有技术那样进行二次加工以成型安装部，降低了成本，改善了齿圈体与法兰连接时的同心度，沿齿圈体轴向所述安装部与齿圈至少部分重叠时可减少齿圈体的轴向尺寸。

【附图说明】

图1为本发明一实施例提供的一种齿圈体的示意图；

图2是图1所示齿圈体的剖视示意图；

图3为应用本发明的齿圈体的齿轮减速装置的剖视示意图；

图4是图3所示齿轮减速装置的齿圈体连接法兰的剖视示意图；

图5是图4所示齿圈体连接的法兰的示意图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

参考图1和图2，本发明提供的一种齿圈体100，包括由粉末冶金材料一次性压制、烧结成型的环形本体及形成于环形本体上的齿圈。本实施例中，齿圈体包括第一齿圈10以及连接到第一齿圈10一端的第二齿圈20，但齿圈体也可以只有一级齿圈。第一齿圈10和第二齿圈20沿环形本体的轴向方向排列。两级齿圈的用于与其他齿轮啮合的啮齿11、21形成在该环形本体的内周表面，即第一齿圈10和第二齿圈20都为内齿圈。该种设计的第一齿圈10和第二齿圈20不需进行组装，一方面可避免第一齿圈10和第二齿圈20的二次加工，减小了齿圈体100的轴向长度，降低了成本，另一方面避免了在制作或组装过程中出现的偏心现象，保证了第一齿圈10和第二齿圈20的同心度。

第一齿圈10的内周表面一体成型有第一啮齿11。第二齿圈20的内周表面一体成型有第二啮齿21。第一啮齿11的内端与第二啮齿21的内端连接，第一啮齿11的外端与第一齿圈10的端部平齐，第二啮齿21的外端与第二齿圈20的端部平齐。作为一种替换方案，第一啮齿11的内端与第二啮齿21的内端也可以不连接，而是在轴向上间隔一段距离，即第一啮齿11的内端与第二啮齿21的内端之间还设有一段不带齿的台阶，所述台阶的内表面为光面。

本实施例中，第一啮齿11和第二啮齿21的数量相等，齿间距不相等，齿高不相等。可以理解地，第一啮齿11和第二啮齿21的数量也可以不相等，齿间距和齿高也可以相等。第一啮齿11的截面形状和/或第二啮齿21的截面形状为渐开线，也可以是例如三角形、矩形、梯形。

本实施例中，第一啮齿11为斜齿。斜齿的螺旋角度为10°～30°，优选为20°。第二啮齿11为直齿。

可以理解地，第一啮齿11和第二啮齿21还有其他配置方案。例如：第一啮齿11为直齿、第二啮齿21为斜齿；第一啮齿11和第二啮齿21都为斜齿，两个斜齿的倾斜角度相同而倾斜方向相反；第一啮齿11和第二啮齿21都为斜齿，两个斜齿倾斜方向相同，只是螺旋角度不相同。可以根据实际情况进行选择第一啮齿11和第二啮齿21的配置方案。

可以理解地，第一齿圈10、第二齿圈20也可以都为外齿圈，即两级齿圈的啮齿11、21形成在环形本体的外周表面；或者第一齿圈10和第二齿圈20中，其中一个为内齿圈，另外一个为外齿圈。

可以理解地，第一齿圈10的齿槽可与第二啮齿21的齿槽对齐、连通，也可以不对齐或者不连通。

环形本体的端部的内周表面一体成型有若干与法兰连接的安装部，所述安装部优选为凹部，凹部上可通过钻孔的方式开设连接孔，连接孔贯穿环形本体的侧壁。本实施例中，凹部12、22分别成型在第一齿圈10及第二齿圈20的端部，凹部12与第一啮齿11及凹部22与第二啮齿21分别在轴向上至少部分重叠，从而可以缩短齿圈体整体的轴向尺寸。具体的，第一齿圈10的内周表面一体成型有多个第一凹部12，所述凹部12的轴向末端部可以与所述啮齿11的轴向末端部平齐。优选地，所述第一凹部12的径向内表面位于所述啮齿11齿根所在的弧面上或所述啮齿齿根所在弧面的外侧。第一凹部12开设第一连接孔13，第一连接孔13贯穿第一齿圈10的侧壁。类似地，第二齿圈20的内周表面一体成型有多个第二凹部22及第二连接孔23。第二凹部22的轴向末端部与啮齿21的轴向末端部平齐。优选地，所述第二凹部22的径向内表面位于所述啮齿21齿根所在的弧面上或所述啮齿齿根所在弧面的外侧。优选地，第一凹部12和第二凹部22的截面形状都为沿轴向外大内小的梯形，方便与法兰装配。本实施例中，第一凹部12和第二凹部22都为四个，四个第一凹部12、四个第二凹部22沿周向均匀分布。

第一齿圈10和第二齿圈20分别一体成型的与法兰连接的第一凹部12和第二凹部22，使得齿圈体100的端部不需进行二次加工以形成安装凹部(第一凹部12和第二凹部22的径向内表面在形成第一啮齿11和第二啮齿21时已经形成)，降低了成本，避免了二次加工过程中出现的偏心现象，保障了齿圈体100与法兰连接时的同心度，提高了工作效率。安装凹部12/22与啮齿11/21分别在轴向上至少部分重叠，从而可以缩短齿圈体整体的轴向尺寸。可以理解地，如果应用场合对齿圈体整体的轴向尺寸不介意的话，安装凹部12/22与啮齿11/21在轴向上也可以不重叠。

优选地，所述齿圈体可以在同一个模腔内一次成型,从而使所述齿圈体的环形本体在对应第一齿圈10与第二齿圈20的连接处无接痕。

优选地，齿圈体100的密度小于理论密度的92％，每立方毫米的质量为6.0～8.0克，更优选地在6.2～7.2克之间。

参考图3，为应用本发明的齿圈体100的齿轮减速装置200。该齿轮减速装置200包括齿圈体100、第一法兰30、第二法兰40、第一级行星齿轮系210和第二级行星齿轮系220。第一级行星齿轮系210和第二级行星齿轮系220安装于齿圈体100内。第一法兰30安装于齿圈体100的第一齿圈10的端部，第二法兰40安装于齿圈体100的第二齿圈20的端部，第一齿圈10的内周表面具有第一啮齿11，第二齿圈20的内周表面具有第二啮齿21。

第一级行星齿轮系210包括第一太阳轮211、第一行星轮组212以及第一转架213。第一太阳轮211的外周表面具有第一外齿。第一行星轮组212的各个行星轮同时与第一外齿、第一啮齿11相啮合。如此，第一太阳轮211转动时，第一行星轮组212的各行星轮将自转，且整体上围绕第一太阳轮211公转从而驱动第一转架213。

第二级行星齿轮系220包括第二太阳轮221、第二行星轮组222以及第二转架223。第二太阳轮221固定安装于第一转架213并能随第一转架213一体旋转。第二太阳轮221的外周表面具有第二外齿。第二行星轮组222的各个行星轮同时与第二外齿、第二啮齿21相啮合。第二转架223部分位于第二法兰40内。第二太阳轮221转动时，第二行星轮组222的各行星轮将自转，且整体上围绕第二太阳轮221公转从而驱动第二转架223。

结合图4和图5所示，第一法兰30包括第一法兰本体31以及形成在第一法兰本体31一端的第一安装部32，第一安装部32可塞入到第一齿圈10的端部内。第一法兰30具有轴向的第一中心孔311，供驱动轴或从动轴穿过，比如电机的输出轴等。第一安装部32优选地为环状，其外周表面设有多个第一凸块33。每个第一凸块33与第一齿圈10的对应第一凹部12互相固定配合。第一凸块33设有径向延伸的凹孔34与第一凹部12的第一连接孔13对齐，以供插销件等连接件穿过从而将第一齿圈10、第一法兰30固定在一起。

因为第一连接孔13是钻出来的，其孔口可能会存在毛刺。为此，第一凸块33在凹孔34周围处设有凹陷区以避免第一连接孔13周边的毛刺与第一凸块33发生干涉，本实施例中，凹陷区与第一连接孔13对应，优选地凹陷区为一凹槽331，凹槽331沿第一法兰30的轴向延伸并位于凹孔34的轴向两侧。在将第一法兰30与第一齿圈10连接时，由于第一凸块33上设置的凹槽331，第一连接孔13的孔口的毛刺可以收容于凹槽331内，避免毛刺掉入齿轮啮合区，不会外露，不会影响插销件等连接件的安装，安装牢固。

第二法兰40的结构与第一法兰30类似，包括第二法兰本体41以及形成在第二法兰本体41一端的第二安装部42。第二法兰40具有轴向延伸的第二中心孔411，供从动轴穿过。第二安装部42优选地为环状，其外周表面设有多个第二凸块32，每一第二凸块32设有径向延伸的凹孔44与第二凹部22的第二连接孔23对齐。第二凸块32在对应凹孔44的位置还设有凹陷区，例如凹槽431。该凹槽431可收容第二连接孔23孔口可能存在的毛刺。

第一法兰30的第一安装部32和第二法兰40的第二安装部42优选地为圆柱体。第一法兰30与第二法兰40安装至齿圈体100后，第一法兰30的第一安装部32的外圆柱表面与第一齿圈10的第一啮齿11的齿顶接触从而确保第一法兰30与齿圈体100的同心度，第二法兰40的第二安装部42的外圆柱表面与第二齿圈20的第二啮齿21的齿顶21接触从而确保第二法兰40与齿圈体100的同心度。

由于应用了本发明的齿圈体100，该齿轮减速装置200的轴向尺寸减少了，同心度提高了，结构紧凑，工作效率高。

以上实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，如对各个实施例中的不同特征进行组合等，这些都属于本发明的保护范围。