圆周滑动式行星齿轮传动机构的制作方法

本发明涉及一种根据在权利要求1的前序部分中详细限定的类型的圆周滑动式行星齿轮传动机构。

背景技术：

这种圆周滑动式行星齿轮传动机构从DE 195 18 160 A1中已知。在圆周滑动式行星齿轮传动机构中，为了驱动行星齿轮，设有驱动盘来代替太阳轮，所述驱动盘相对于行星齿轮实施圆形滑动。在该设计方案中，复杂的且结构空间密集的构造起不利的作用。此外，在驱动盘圆形滑动时，由于所述驱动盘不精确地接合到行星齿轮中而能够出现噪声、提高的摩擦和运行干扰。

技术实现要素：

因此，本发明所基于的目的是：提出开始提出类型的圆周滑动式行星齿轮传动机构，所述圆周滑动式行星齿轮传动机构确保有效且可靠的运行并且简单地构成。

通过权利要求1的特征实现所述目的。从各从属权利要求、说明书和附图中得出其他有利的设计方案。

提出一种圆周滑动式行星齿轮传动机构，其具有：中央轴；至少一个与壳体固定地设置的齿圈；一组行星齿轮，其与齿圈接合；和多个轴向依次设置的驱动盘，其用于驱动行星齿轮，其中驱动盘偏心地支承在中央轴上以便实施圆周滑动运动。在此，在实施圆周滑动运动时的任何时刻，驱动盘分别与至少两个行星齿轮接合。驱动盘分别形成凹形的圆弧形的三个齿段以便与三个行星齿轮接合，所述三个齿段与行星齿轮相对应并且在外环周上具有内齿部，所述内齿部分别具有大于180°的张角。另一可行性在于：驱动盘分别在外环周上形成凹形的圆弧形的四个齿段以便与四个行星齿轮接合，所述四个齿段与行星齿轮相对应并且具有内齿部，所述内齿部分别具有大于150°的张角。由此确保：驱动盘在每个时间点分别关于行星齿轮具有两个接合点，进而完全地确定其运动，由此确保在行星齿轮上精确地引导驱动盘，并且同时实现传动机构的简单的结构。以该方式，避免干扰并且确保圆周滑动式行星齿轮传动机构的有效运行。

在本发明的另一优选的设计方案中，驱动盘分别在外环周上形成凹形的圆弧形的齿段以便与行星齿轮接合，所述齿段具有内齿部。在此，在环周方向上依次相随的齿段的内齿部优选相对彼此具有为预设角度的齿偏移，所述齿偏移与齿段的相应的位置相关。通过齿偏移实现在行星齿轮和齿段之间的精确的齿接合。因此能够以简单的方式减少圆周滑动式行星齿轮传动机构中的摩擦、磨损和自锁。

在此优选的是：在环周方向依次相随的齿段的内齿部的齿偏移通过如下角度来确定，所述角度与齿段的相应的位置、第一齿圈的齿数、齿段的内齿部的齿数、行星齿轮的数量以及在驱动盘和第一齿圈之间的传动比相关。在此，所述角度优选通过如下确定：

δ_j＝j·(z_H1/z_Ex)·(360°/P_Anz)·(1/(i₁-1))，

其中j＝0,1,2,….P_Anz-1表示相应的行星齿轮位置，

δ₀＝0°，表示齿段在输出点处的齿偏移角度，

z_H1表示第一齿圈的齿数，

z_Ex表示关于假想的齿圈的齿段的齿数，

i₁＝1-(1/(1+z_Ex/z_P))·(-z_H1/z_P)

z_P表示行星齿轮的齿数

和

P_Anz表示行星齿轮的数量。

还有利的是：驱动盘分别在齿段上具有预设的张角以便与行星齿轮接合。由此，驱动盘的布置在与行星齿轮接合时被进一步优化。在此，降低在接合中作用的力、噪声和自锁。

优选地，张角根据行星齿轮的数量、在行星齿轮的外齿部和齿段的内齿部之间的从其进入点直至其节点的接合线的长度并且根据齿段的内齿部的齿顶圆直径和节圆直径来确定。在此，对于张角γ优选适用的是：

γ＝2·{360°/P_Anz-cos^-1[(AC²-(d_aex/2)²-(d_wex/2)²)·(-2/(d_wex·d_aex))]}

其中P_Anz表示行星齿轮的数量，

AC表示在齿段的内齿部和行星齿轮的齿部之间从其进入点直至其节点的接合线，

d_aex齿段的内齿部的齿顶圆直径，和

d_wex齿段的内齿部的节圆直径。

在本发明的另一优选的设计方案中，驱动盘能够在外环周上分别形成凹形的圆弧形的三个齿段以便与三个行星齿轮接合，所述三个齿段与行星齿轮相对应并且具有内齿部，所述内齿部分别具有大于180°的张角。也能够考虑具有四个行星齿轮和至少两个驱动盘的布置，所述驱动盘分别具有四个齿段，以与行星齿轮接合。在此，相应地减少齿段的内齿部的张角。但是，所述张角优选大于150°。

为了降低质量或重量，驱动盘在外环周上沿环周方向分别具有凹陷部，所述凹陷部在齿段之间。替选地或补充地，在径向中部的区域中设有贯通孔，所述径向中部的区域在外环周和径向内部的中央的容纳开口之间。

驱动盘优选以板构成并且能够尤其简单地通过冲压制造。

根据本发明的圆周滑动式行星齿轮传动机构例如能够尤其有利地使用在具有高的传动比和没有自锁的调节驱动器中。

附图说明

从下面的描述和从附图中得出本发明的其他的特征，其中简化地示出本发明的一个实施例。附图示出：

图1示出根据本发明的圆周滑动式行星齿轮传动机构的侧视图，

图2示出圆周滑动式行星齿轮传动机构的剖面图，

图3示出根据本发明的驱动盘的单独视图，

图4示意地示出与行星齿轮接合的驱动盘的放大部分图。

具体实施方式

图1示例地示出根据本发明的圆周滑动式行星齿轮传动机构，所述圆周滑动式行星齿轮传动机构在图2中沿着图1的线A-A示出纵截面图。圆周滑动式行星齿轮传动机构具有两个齿圈2、3和一组行星齿轮4，所述两个齿圈与中央轴1同轴依次设置，所述行星齿轮支承在行星齿轮架5上，所述行星齿轮架本身可旋转地在中央支撑，在此支撑在中央轴1上。行星齿轮4与齿圈2、3接合，并且同时能够通过所谓的驱动盘6、7、8驱动。所述驱动盘轴向依次地经由相关联的偏心轮9、10、11设置在中央轴1上。驱动盘6、7、8分别经由滚动支承件径向地支撑在相关联的偏心轮9、10、11上并且同时轴向地固定在所述偏心轮上。替选地，驱动盘6、7、8也能够被径向地滑动支承。偏心轮9、10、11与中央轴1抗转动且轴向固定地连接。在中央轴1转动时，驱动盘6、7、8在相对于中央轴1偏心的圆形轨道上运动。在此，所述驱动盘实施所谓的圆周滑动运动。在此，避免驱动盘6、7、8围绕自身的轴线旋转，尤其相对于行星齿轮架5旋转。

第一齿圈2抗转动地或与壳体固定地设置，而第二齿圈3以相对于第一齿圈同轴设置的方式可转动地支承，其中所述第一齿圈径向在外部包围行星齿轮4和驱动盘6、7、8。在此，行星齿轮4分别在其外齿部的第一轴向部段上与第一齿圈2的内齿部啮合，并且在其外齿部的第二轴向部段上与第二齿圈3的内齿部啮合。在此，行星齿轮4的外齿部无级地轴向连续地构成。第二齿圈3同时用作为从动器。

驱动盘6、7、8彼此相同地构成并且用于驱动行星齿轮4。所述驱动盘分别在其外环周上具有一定数量的圆弧形的凹形的齿段12，以分别与相对应的行星齿轮4接合，其中所述齿段的数量对应于行星齿轮4的数量。在此，每个齿段12配属给一个行星齿轮4。在中央轴1转动时，驱动盘6、7、8在其圆周滑动运动时分别在其齿段12处交替地与分别相关联的行星齿轮4接合，并且所述驱动盘在此分别在其外齿部处至少继续滑动一个齿。在此，每个驱动盘6、7、8在其圆周滑动运动的任何时间点在至少两个齿段12处与各一个行星齿轮4接合。

圆周滑动式行星齿轮传动机构由两个传动级构成。在此，驱动盘6、行星齿轮4和第一齿圈2、7、8形成第一传动级。第二传动级紧接着所述第一传动级，所述第二传动机构级由与第二齿圈3接合的行星齿轮4构成。第二传动级形成所谓的正传动机构，其中第二齿圈3和行星齿轮架5同时转动。

关于在驱动盘6、7、8和第一齿圈2之间的第一传动级的第一子传动比i₁通过第一齿圈2的内齿部的齿数z_H1、行星齿轮4的齿部的齿数z_P和驱动盘6、7、8上的齿段12的齿数z_EX来确定。在此适用的是：

i₁＝1-(1/(1+z_Ex/z_P))·(-z_H1/z_P)

齿数z_EX涉及齿圈的内齿部，所述齿圈实际上形成在齿段12上。通过在行星齿轮4的齿数z_P和齿段12的齿数z_Ex之间的差，为第一齿圈2的预设的齿数z_H1确定第一子传动比i₁。

关于于第二传动级的第二子传动比i₂通过第一齿圈1的内齿部的齿数z_H1、行星齿轮4的外齿部的齿数Z_P和第二齿圈3的内齿部的齿数z_H2来确定。在此适用的是：

i₂＝1/((1-1/(-z_H1/z_P)-1)·(-z_H2/z_P)+1)

第一子传动比i₁优选大于第二子传动比i₂：

i₁>i₂，

其中第一齿圈2的齿数z_H1小于第二齿圈3的齿数z_H2：

z_H1<z_H2。

此外，齿圈2、3的齿数z_H1、z_H2具有大的差。这通过齿圈2、3的内齿部上的相应的变位或基准齿廓来实现。通过将具有i₁>i₂的子传动比划分成具有齿圈2、3的齿数z_H1、z_H2的尽可能大的差的传动级的方式，在加速传动时还有在减速传动时避免或几乎避免圆周滑动式行星齿轮传动机构中的自锁。同时，实现在中央轴1和第二齿圈3之间的大的总传动比i，其中i＝i₁·i₂>200。在此，中央轴1和第二齿圈3同向地转动。

圆周滑动式行星齿轮传动机构例如具有三个行星齿轮4和三个轴向依次设置的驱动盘6、7、8，所述驱动盘具有三个相关联的偏心轮9、10、11。也能够考虑的是：根据要传递的转矩和行星齿轮4的数量，设置更多或更少的驱动盘6、7、8或偏心轮9、10、11。例如，能够设有四个行星齿轮4，所述行星齿轮与至少两个驱动盘6、7、8接合。

在中央轴1上，轴向设置在外部的偏心轮8、10分别构成为单独构件，而偏心轮10与中央轴1一件式地构成，所述偏心轮10居中地设置在外部的偏心轮9、11之间。偏心轮9、10、11在环周方向上以120°彼此角偏移地设置在中央轴1上。由此，驱动盘6、7、8对应于偏心轮9、10、11的角偏移相对彼此相移地运动。在此，中央轴1和偏心轮9、10、11形成所谓的偏心轮轴。

行星齿轮架5在平行的侧壁部段上可转动地滚动支承在中央轴1上。在侧壁部段之间，三个行星齿轮4支承在三个栓上，所述栓在其端部处支撑在侧壁部段上。侧壁部段分别由三个支柱构成，所述支柱在外部在自由的端部部段上容纳栓并且以星形的方式在中央汇合，以便在那里形成用于支承在中央轴1上的轴承孔。支柱分别具有用于降低质量或重量的凹陷部。

第一齿圈2径向地支承在第二齿圈3上。对此，齿圈2、3在其朝向彼此的轴向的端部部段上重叠地设置。为了容纳支承装置，第一齿圈2的端部部段在其内径上在第一环形凸肩处扩宽，而在第二齿圈3的端部部段处设有相对应的第二环形凸肩，所述第二环形凸肩具有收缩的外径。滚动支承装置在轴向和径向上匹配在环形凸肩之间。第二齿圈3在其背离第一齿圈2的端部部段处在径向外部包围行星齿轮架11的侧壁部段。在第一齿圈2处，内齿部在轴向内部通过第一环形凸肩限界。

图3示出驱动盘6、7、8的设计方案，所述驱动盘在中央的圆形的容纳开口13处能够支承在中央轴1的偏心轮9、10、11上。容纳开口13的中点同时形成假想的圆形线14的中点，所述圆形线在外环周上包围驱动盘。三个圆弧形的齿段12设作为在外环周上的凹形的隆起部，所述隆起部具有用于分别与行星齿轮4接合的内齿部。齿段12设置在彼此错开120°的中轴线15上。中轴线15伸展穿过圆弧形的齿段12的几何中点并且穿过驱动盘6、7、8的中点。所述中轴线同时形成对称轴线，驱动盘6、7、8相对于所述对称轴线不对称地构成。

为了优化在行星齿轮4和齿段12之间的齿接合，所述齿段的内齿部具有彼此间为预设角度δj的齿偏移。角度δj涉及相应的齿段12的中轴线15。所述角度在驱动盘6、7、8的环周方向上分别相继的齿段12上，始于在位置j＝0处的齿段12根据相应的位置j来确定。系数j从0、1……直至P_Anz-1，其中P_Anz表示行星齿轮4的数量，并且δ₀＝0°表示齿段12的内齿部在行星齿轮位置j＝0的起点处的角度。在此，在每个驱动盘6、7、8处，相继的齿段12的内齿部根据齿段12的相应的位置j、第一齿圈2的齿数z_H1、齿段12的内齿部的齿数z_Ex、行星齿轮4的数量n并且根据第一子传动比i₁以错开角度δ_j的方式构成，所述角度通过

δ_j＝j·(z_H1/z_Ex)·(360°/P_Anz)·(1/(i₁-1))

来确定。在该实施例中，设置在行星齿轮位置j＝0上的齿段12的齿偏移为δ₀＝0°。在顺时针的滚动方向上紧接着行星齿轮位置j＝1和j＝2的齿段12在其内齿部处相对于设置在行星齿轮位置j＝0上的齿段12在此示例地具有为角度δ₁＝10°或δ₂＝20°的齿偏移。

此外，齿段12构成有预设的张角或包容角γ。所述张角或包容角确定齿段12的圆弧长度，与齿段12接合的行星齿轮4能够在所述圆弧长度上滚动。在此，驱动盘6、7、8在其齿段12处分别如假想的齿圈一样作用，所述齿圈通过虚线的圆形线表明。齿段12以该方式分别形成假想的齿圈的子部段或子齿圈。在图4中示意地示出驱动盘6、7、8在与行星齿轮4接合的齿段12处的局部放大图。张角γ确定在旋转期间行星齿轮4与驱动盘6、7、8的接合的持续时间和长度。所述张角构成为，使得驱动盘6、7、8在其在圆周滑动运动的每个时间点在至少两个齿段12处分别与行星齿轮4接合。由此，驱动盘6、7、8在其运动的每个时间点确定地设置。对此，张角γ根据要驱动的行星齿轮4的数量P_Anz、在行星齿轮4的外齿部和齿段12的内齿部之间的从进入点A直至节点C的接合线AC的长度、齿段12的内齿部的齿顶圆直径d_aex和节圆直径d_wex来设计(图4)。在此适用的是：

γ＝2·{360°/P_Anz-cos^-1[(AC²-(d_aex/2)²-(d_wex/2)²)·(-2/(d_wex·d_aex))]}。

在该实施例中，齿段12的内齿部构成有大约200°的张角γ。

为了降低驱动盘6、7、8的重量或质量，在外环周上沿环周方向在齿段12之间设有凹陷部16(图3)，所述凹陷部分别形成凹形的弧形的拱形部。为了进一步降低质量或重量，在径向外部的凹陷部16和径向内部的容纳开口13之间的径向中部的区域中，构成有圆形的贯通孔17。

附图标记列表

1 中央轴

2 齿圈

3 齿圈

4 行星齿轮

5 行星齿轮架

6 驱动盘

7 驱动盘

8 驱动盘

9 偏心轮

10 偏心轮

11 偏心轮

12 齿段

13 容纳开口

14 圆形线

15 中轴线

16 凹陷部

17 贯通孔

δ 角度

γ 张角

AC 接合长度

A 进入点

C 节点

d_aex 齿顶圆直径

d_wex 节圆直径