经变形优化的行星销的制作方法

经变形优化的行星销
[0001]
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的行星销。
[0002]
行星销，即被固定在行星架中以支承行星齿轮的销，通常会变形。例如可能由于在行星齿轮的齿部中所产生的力而导致变形或者可能由于行星架所要传递的转矩引起的负荷而造成变形。
[0003]
行星销的变形尤其在被滑动支承的行星齿轮的情况下是很关键的。滑动轴承无磨损地运行的前提条件是大面积存在的润滑膜。但是，变形导致润滑膜局部破裂，由此轴承壳产生接触并且形成固体摩擦。结果导致在对应部位处的磨损增大。
[0004]
从文献us 8 790 213 b1和jp-h 09 177 758 a1已知其工作面具有球形轮廓的滑动轴承。由此补偿例如可能由于径向作用力而引起的挠曲。然而，并没有补偿由于轴向作用力而引起的变形。
[0005]
在行星齿轮传动机构中产生的负荷伴随着行星销的s形变形。在风力发电设备的受高负荷的传动机构中这样的变形是特别突出的。补偿s形变形的解决方案是迄今未知的。
[0006]
本发明所基于的目的在于：提高被滑动支承的行星齿轮的耐磨性。
[0007]
该目的通过根据权利要求1所述的行星销来实现。优选的改进方案被包含在从属权利要求中。
[0008]
本发明提出在至少一个纵向截面上对行星销的外轮廓进行有针对性的校正。纵向截面是根据din iso 128-40和din iso 128-50所限定的截面图示。在本发明中，截平面被定向成使得该截平面包含被固定或者被安装到行星销上的行星齿轮的中心轴线。中心轴线与行星齿轮的旋转轴线相同。
[0009]
中心轴线延伸穿过行星销，并且仅在形成与中心轴线正交地定向的截面的面积形心的点处于行星销相交。在旋转对称的行星销的情况下，该行星销的对称轴线同时是中心轴线。
[0010]
外轮廓是在无负荷状态下的行星销的本体边缘。如果没有任何力作用于行星销，则假定该行星销处于无负荷状态。
[0011]
行星销的外轮廓藉由函数r(x)来描述。根据轴向位置x，外轮廓以距行星销的中心轴线的距离r(x)延伸。这意味着：外轮廓的至少一部分是函数r(x)的图形。轴向位置是指中心轴线的点。该中心轴线的点是藉由距同样位于中心轴线上的参考点的距离x被限定的。外轮廓的点以与该中心轴线的点正交的方式处于距离r(x)。
[0012]
根据本发明，r(x)在至少一个区间[x1,x2]上如下地由三个子函数组合而成：
[0013]
r(x)＝l(x)+g(x)+o(x),
[0014]
针对所有其中l(x)为线性函数。
[0015]
在此，例如可以是x1＝0，从而使得上述参考点位于x1处。
[0016]
函数g在区间[x1，x2]上是凸状的。即，通过函数g来给行星销的外部校正的线性走向提供凸状校正。
[0017]
为了补偿行星销的s形变形，进行附加的s形校正。相对应的校正函数o呈s形地延伸。详细地，o(x0)＝0针对至少一个x0∈]x1，x2[是成立的，其中所述函数o在所述区间[x1，
x0]上是凹状的，在所述区间[x0，x2]上是凸状的，并且在x0是下降的，也就是说，成立的是：o
′
(x0)＜0。
[0018]
在一个优选的改进方案中，函数g是连续的并且/或者函数o是连续的。
[0019]
在另一优选的改进方案中，所述函数l在区间[x1，x2]上为正。
[0020]
l可以被改进为常函数，或者可以被改进为下降函数，其中l(x1)＞l(x2)。
[0021]
在一个优选的改进方案中，所述函数g在区间]x1，x2[上具有最小值。
[0022]
g尤其可以在区间]x1，x2[上为负。这意味着：针对所有x∈]x1，x2[成立的是：g(x)＜0。
[0023]
在另一优选的改进方案中，成立的是：
[0024]
g(x1)＝g(x2)＝0。
[0025]
函数g优选地在区间[x1，x2]上大于-l。这意味着：针对所有x∈[x1，x2]成立的是：
[0026]
g(x)＞-l(x)。
[0027]
此外还优选g在区间[x1，x2]上的镜像对称的改进方案。在此，针对所有成立的是：
[0028]
r(x)＝r(x1|x
2 x)
[0029]
在一个优选的改进方案中，所述函数o在区间[x1，x0]上具有最大值。
[0030]
此外还优选函数o在区间[x1，x0]上的值为正。
[0031]
在另一优选的改进方案中，所述函数o在区间[x0，x2]上具有最小值。
[0032]
在区间[x0，x2]上优选函数o的值为负。
[0033]
在另一优选的改进方案中，成立的是：
[0034]
o(x1)＝o(x2)＝0。
[0035]
在附图中展示了本发明的优选实施例。在附图中：
[0036]
图1详细示出了常规的行星销；
[0037]
图2详细示出了经变形优化的行星销；并且
[0038]
图3详细示出了在有负荷状态下的经变形优化的行星销。
[0039]
在图1中展示的行星销101被固定在行星架103中。借助于滑动轴承105，行星齿轮107可旋转地被安装在行星销101上。
[0040]
行星架103由于在运行时所产生的负荷而变形。行星架103的第一颊板103a和第二颊板103b彼此移位。这导致行星销101发生s形变形。因此，行星销101的中心轴线109呈s形地延伸。由于行星销在无负荷状态下为圆柱形的，所以该行星销的轴向的本体边缘与中心轴线109平行地延伸并且因此在有负荷状态下同样呈s形地延伸。
[0041]
行星销101的变形影响滑动轴承105的轴承间隙111。由于外轮廓的s形走向，该轴承间隙在某些位置增大。该轴承间隙在某些位置减小。在轴承间隙减小的区域中，这导致发生固体摩擦。这导致磨损局部增大。
[0042]
在图2中展示了经变形优化的行星销201。行星销201的轮廓被校正成使得在很大程度上对s形变形进行补偿。这可以通过外轮廓的s形走向来实现。外轮廓的走向与在有负荷状态下中心轴线109的s形走向的被压扁的负轮廓相对应。
[0043]
行星销201由三个区段构成——第一端部区段203、第二端部区段205以及中间部分207。中间部分207被轴向地布置在第一端部区段203与第二端部区段205之间并且将这两
个端部区段203、205相互连接。端部区段203、205用于将行星销201固定在行星架的各个颊板中。相对应地，端部区段203、205为圆柱形的。
[0044]
第一端部区段203的直径d1小于第二端部区段205的直径d2。
[0045]
基于中间部分207的——由于端部区段203、205的直径不同所引起的——锥形的基本形状，分两个步骤来对行星销201进行经变形优化的校正：在第一步骤中，将中间部分207的轮廓修正为使得得到凹状的走向。为此，将截锥形的中间部分207叠加以凹状的校正函数。在图2中以虚线绘出了在第一步骤之后的凹状校正。
[0046]
在第二步骤中，对凹状的中间部分207进行s形校正。为此，将凹状的中间部分207的轮廓叠加以s形校正函数。s形校正函数促使在第一端部段203一侧的凹入增大并且在第二端部段205一侧的凹入减小。
[0047]
将第一步骤和第二步骤应用于对行星销203进行经变形优化的校正是一种计算方法。最终，制造出作为该计算方法的结果而得出的轮廓。
[0048]
图3示出了在有负荷状态下的经变形优化的行星销203。在此，中心轴线109的走向与在图1中所展示的走向相对应。
[0049]
为了清楚起见，在图3中以虚线绘出了在没有校正的情况下行星销201的外轮廓的假定走向。该走向与在图1中所展示的行星销101的外轮廓的走向相对应。可以看出的是，上述校正使得外轮廓的走向变直。这促使轴承间隙111的走向更均匀。
[0050]
附图标记清单
[0051]
101
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行星销
[0052]
103
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行星架
[0053]
103a
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颊板
[0054]
103b
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颊板
[0055]
105
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滑动轴承
[0056]
107
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行星齿轮
[0057]
109
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中心轴线
[0058]
111
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轴承间隙
[0059]
201
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
行星销