CN109386592A - 齿轮支承构造 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种齿轮支承构造，能够利用简单的构造抑制齿轮架的齿轮的支承部的磨损。齿轮支承构造包括齿轮(30)和支承齿轮(30)的齿轮架(40)，其中，齿轮架(40)具有基部(42)和从基部(42)隆起的座面部(50)，座面部(50)支承齿轮(30)的侧面(32)的除了齿部(34)之外的部分中的至少一部分，座面部(50)包含高硬度部(52)，高硬度部(52)具有比基部(42)的表面的至少一部分的硬度高的硬度。

Description

齿轮支承构造

技术领域

本发明涉及一种包括齿轮和支承齿轮的齿轮架的齿轮支承构造。

背景技术

行星齿轮减速器等具有齿轮的设备具有齿轮支承构造，该齿轮支承构造包括行星齿轮等齿轮和支承该齿轮的齿轮架。例如，在专利文献1中，公开了一种行星齿轮的推力轴承构造，其具有小齿轮(齿轮)借助滚针轴承旋转自如地支承于被保持于齿轮架的小齿轮轴的齿轮支承构造。

在专利文献1的行星齿轮的推力轴承构造中，将外径比行星齿轮的内周径小且比滚针轴承的中心径大的实施了淬火处理的推力环通过压入或者浇铸而固定于构成齿轮架的齿轮架板。另外，在小齿轮与齿轮架板之间，将推力垫圈压入推力环的外周。采用这样的行星齿轮的推力轴承构造，能够由固定于齿轮架板的推力环挡住滚针轴承的倾斜推力，因此具有提高了推力支承刚性、提高了行星齿轮的推力轴承部的耐久性的优点。另外，因推力垫圈而不存在小齿轮与齿轮架板彼此直接接触地滑动的情况，因此还具有提高了齿轮架板的耐久性的优点。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平10－103418号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，在专利文献1所公开的行星齿轮的推力轴承构造的情况下，需要准备实施了淬火处理的推力环，并将该推力环通过压入或者浇铸而固定于齿轮架板。另外，需要准备推力垫圈，并将该推力垫圈压入推力环。因而，构成行星齿轮的推力轴承构造的零件个数增加，构造复杂化。随之，该行星齿轮的推力轴承构造的组装工序也复杂化，组装变得费时费力。并且，与设置推力环及推力垫圈相应地，齿轮架板间的尺寸变大，行星齿轮的推力轴承构造大型化。

本发明是考虑这样的点而做成的，其目的在于提供一种齿轮支承构造，该齿轮支承构造能够利用简单的构造抑制齿轮架的支承齿轮的支承部的磨损。

用于解决问题的方案

本发明的齿轮支承构造，

包括齿轮和支承所述齿轮的齿轮架，

所述齿轮架具有基部和从所述基部隆起的座面部，

所述座面部支承所述齿轮的侧面的除了齿部之外的部分中的至少一部分，

所述座面部包含高硬度部，该高硬度部具有比所述基部的表面的至少一部分的硬度高的硬度。

在本发明的齿轮支承构造中，也可以是，

在所述座面部，设有在所述座面部的外周缘具有开口的槽部。

在本发明的齿轮支承构造中，也可以是，

所述齿轮架能够以旋转轴线为中心旋转，

所述槽部以随着朝向所述开口而朝向以所述旋转轴线为中心的圆周方向或者比所述圆周方向向内侧的方式延伸。

在本发明的齿轮支承构造中，也可以是，

该齿轮支承构造还包括柱部，该柱部设于所述齿轮架，借助被配置在所述柱部的周围的轴承来支承所述齿轮，

所述高硬度部位于所述柱部的周围，并且支承所述齿轮及所述轴承。

发明的效果

采用本发明，能够提供一种齿轮支承构造，其能够利用简单的构造抑制齿轮架的支承齿轮的支承部的磨损。

附图说明

图1是用于说明本发明的一实施方式的图，是表示作为齿轮支承构造的应用例的行星齿轮减速器的剖视图。

图2是表示齿轮支承构造的齿轮架的一例的立体图。

图3是将图2中的由带有附图标记III的单点划线围起的部分放大表示的立体图。

图4是表示齿轮架的俯视图。

图5是将图1中的由带有附图标记V的单点划线围起的部分放大表示的剖视图。

附图标记说明

5、液压马达；10、行星齿轮减速器；11、固定壳体；13、旋转壳体；14、内齿；15、凸缘部；17、盖体；18、壳体用轴承；20、输入轴；22、第1太阳齿轮；24、第2太阳齿轮；26、第2行星齿轮；30、第1行星齿轮(齿轮)；32、侧面；34、齿部；40、齿轮架；42、基部；44、柱部；46、内齿；50、座面部；52、高硬度部；54、外周缘；56、槽部；58、开口；60、齿轮用轴承(轴承)；62、滚动体；64、保持构件；A、旋转轴线。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。其中，在本说明书的附图中，为了便于理解和图示，有时改变实物的比例尺及纵横的尺寸比等，适当夸大比例尺及纵横的尺寸比。

图1～图5是用于说明本发明的一实施方式的图。其中，图1是表示作为齿轮支承构造的应用例的行星齿轮减速器的剖视图。本发明的齿轮支承构造不限于行星齿轮减速器，也能够用于其它各种用途。即，对于本发明的齿轮支承构造的用途，并不特别限定。

对于行星齿轮减速器10，作为一例，安装于固定壳体11，固定壳体11搭载于未图示的建筑机械，且在固定壳体11的内部配置有用于使该建筑机械行驶的液压马达5(省略详细的图示)。该行星齿轮减速器10包括：旋转壳体13、内齿14、输入轴20、第1太阳齿轮22、第1行星齿轮(齿轮)30、齿轮架40、第2太阳齿轮24以及第2行星齿轮26。并且，行星齿轮减速器10将液压马达5所产生的旋转驱动力减速并进行传递，最终驱动旋转壳体13旋转，从而借助被安装于在旋转壳体13设置的凸缘部15的未图示的链轮驱动未图示的被驱动部。其中，液压马达5的构成并不特别限定，作为代表，能够将斜板式的活塞泵用作液压马达5。

当液压马达5旋转时，液压马达5的旋转驱动力向与马达输出轴一起旋转地连结的输入轴20传递。然后，第1太阳齿轮22随着输入轴20的旋转而旋转，与该第1太阳齿轮22啮合的第1行星齿轮30与内齿14啮合并绕第1太阳齿轮22进行公转运动。随着该第1行星齿轮30的公转运动，齿轮架40旋转，与齿轮架40的内齿46花键结合的第2太阳齿轮24旋转。由于该第2太阳齿轮24旋转，旋转自如地支承于固定壳体11的各突设轴部12的各第2行星齿轮26旋转，由此，借助第2行星齿轮26与内齿14之间的啮合，驱动旋转壳体13旋转。

旋转壳体13基本上具有中空圆筒状的构造，固定壳体11的端部从旋转壳体13一侧(在图1中为左侧)的开口部插入。旋转壳体13的另一侧(在图1中为右侧)的开口部由盖体17堵塞。旋转壳体13由固定壳体11保持为借助壳体用轴承18(18a、18b)而以旋转轴线A为中心旋转自如。具体而言，形成在旋转壳体13的内周的突状部16夹在被安装于固定壳体11的外周的两个壳体用轴承18a、18b之间，旋转壳体13借助壳体用轴承18a、18b旋转自如地保持于固定壳体11。在旋转壳体13的内周设有多个内齿14，该多个内齿14沿与旋转轴线A平行的轴线方向Da延伸，并且沿以旋转轴线A为中心的周向Dc排列，内齿14与第1行星齿轮30、第2行星齿轮26啮合。其中，内齿14可以与旋转壳体13形成为一体，也可以相对于旋转壳体13独立地形成并相对于旋转壳体13固定地安装于旋转壳体13。

输入轴20绕旋转轴线A旋转自如地设于固定壳体11。即，在图示的例子中，旋转壳体13的旋转轴线与输入轴20的旋转轴线一致。输入轴20配置在旋转壳体13内的中心，与产生旋转驱动力的驱动源即液压马达5连结在一起。

第1太阳齿轮22连结于输入轴20的同与液压马达5相连结的端部相反的一侧的端部，且与多个第1行星齿轮30啮合。多个第1行星齿轮30分别配置在第1太阳齿轮22与内齿14之间，且与第1太阳齿轮22及内齿14都啮合。各第1行星齿轮30随着第1太阳齿轮22的自转而被驱动旋转，绕第1太阳齿轮22沿周向Dc公转。

如图1所示，齿轮架40构成保持第1行星齿轮30的行星框，多个第1行星齿轮30分别被从一侧以悬臂状态借助齿轮用轴承(轴承)60旋转自如地保持。因此，齿轮架40具有基部42及多个柱部44。基部42在轴线方向Da上配置在多个第1行星齿轮30的一侧(在图1中为左侧)。多个柱部44在轴线方向Da上从一侧朝向另一侧地从基部42延伸出来，借助齿轮用轴承60将多个第1行星齿轮30分别保持为旋转自如。多个柱部44在齿轮架40的外周部沿周向Dc错开均等角度(即，120度)地配置。并且，多个柱部44设置为贯穿各自所对应的第1行星齿轮30，在与基部42相反的一侧的端部，与板66连结在一起。另外，在图1所示的齿轮架40的平板状的基部42的径向中心部形成有中空部分，在该中空部分沿周向Dc排列有与第2太阳齿轮24的端部花键结合的内齿46。其中，对于齿轮架40的详细情况，将在后面描述。

第2太阳齿轮24形成为圆筒形状，输入轴20插入于第2太阳齿轮24的内侧，在第2太阳齿轮24的外周形成有外齿。该外齿与齿轮架40的内齿46花键结合，并与多个(例如四个)第2行星齿轮26相啮合。各第2行星齿轮26分别由设于固定壳体11的端面的沿周向Dc成为均等角度位置的四个部位的突设轴部12支承为旋转自如。

接着，参照图2～图5详述齿轮架40。图2是表示齿轮架40的一例的立体图，图3是将图2中的由带有附图标记III的圆围起的部分放大表示的立体图，图4是表示齿轮架40的俯视图。

齿轮架40具有基部42和从基部42隆起的座面部50。在图示的例子中，齿轮架40还具有从基部42突出地形成的柱部44。齿轮架40构成为能够以旋转轴线A为中心旋转。在本实施方式中，作为被齿轮架40支承的齿轮的第1行星齿轮30形成为正齿轮。其中，被齿轮架40支承的齿轮不限于正齿轮，也可以是斜齿轮、人字齿轮、锥齿轮、冕状齿轮等能够具有与该齿轮的自转的旋转轴线正交的面(侧面)的其他种类的齿轮。

基部42整体形成为板状，从基部42的板面的法线方向(沿着旋转轴线A的方向)进行观察、即俯视齿轮架40时，具有圆形的轮廓。齿轮架40的俯视形状不限于圆形。其中，在本说明书中，“板面”是指，在从整体上且兼顾大局地观察成为对象的板状的构件的情况下与成为对象的板状构件的平面方向一致的面。在俯视下的基部42的中心部分设有包含旋转轴线A的贯通孔，在该贯通孔的内侧设有内齿46。内齿46与形成在第2太阳齿轮24的外周的外齿卡合，由此，基部42与第2太阳齿轮24花键结合。

柱部44插入被设于第1行星齿轮(齿轮)30的贯通孔36(参照图5)内，借助齿轮用轴承(轴承)60将第1行星齿轮30支承为能够绕柱部44旋转。柱部44还具有限制第1行星齿轮30的沿径向的移动的功能。柱部44形成为朝向基部42的板面的法线方向突出。在图示的例子中，在俯视基部42时，多个柱部44被设置为沿以基部42的旋转轴线A为中心的周向彼此间具有等角度。尤其是在图示的例子中，三个柱部44被设置为各柱部44的中心相对于旋转轴线A彼此间具有120度的角度。柱部44为具有与基部42的板面的法线方向平行的中心轴线的大致圆柱状的形状，多个柱部44彼此具有相同形状。在柱部44的成为与基部42相反侧的面，形成有螺栓孔45，将螺栓68经由设于板66的贯通孔紧固于螺栓孔45，从而将柱部44与板66连结在一起。其中，柱部44可以与基部42形成为一体，也可以相对于基部42独立地形成并安装于基部42。

座面部50与第1行星齿轮30的侧面32的除了齿部34之外部分的至少一部分接触，对第1行星齿轮30进行支承。第1行星齿轮30的侧面32是指，与第1行星齿轮30的板面平行的表面。在图示的例子中，侧面32是第1行星齿轮30的与绕柱部44的旋转即自转的旋转轴线正交的表面。第1行星齿轮30在座面部50与板66之间沿着自转的旋转轴线的方向(推力方向)的移动受到限制。座面部50支承第1行星齿轮30的侧面32的除了齿部34之外的部分，从而能够防止第1行星齿轮30的齿部34磨损。即，能够保护第1行星齿轮30的齿部34。其中，在本实施方式中，第1行星齿轮30的自转的旋转轴线与齿轮架40的旋转轴线A相互平行。

座面部50包括从基部42隆起的隆起部的与基部42相反侧的面、即与第1行星齿轮30的侧面32相对的面。座面部50位于柱部44的周围。在图示的例子中，在座面部50，以在座面部50的外周缘54具有开口58的方式设有将座面部50去除一部分而成的槽部56，座面部50形成为在俯视齿轮架40时除了槽部56之外将柱部44包围的大致环状。尤其是，构成为：在俯视齿轮架40时，一个座面部50包围一个柱部44。在图示的例子中，基部42、柱部44及座面部50形成为一体而构成了齿轮架40。

座面部50包含高硬度部52，该高硬度部52具有比基部42的表面的至少一部分的硬度高的硬度。优选为，高硬度部52的硬度比基部42的除了形成有内齿46的部分之外的部分的表面的至少一部分的硬度高。更优选为，高硬度部52的硬度比基部42的除了形成有内齿46的部分之外的部分的表面的任一部分的硬度都高。本说明书中的硬度是指由日本工业标准JIS Z2244规定的维氏硬度。

在图示的例子中，高硬度部52形成为将柱部44包围且具有大致恒定的宽度的线状的形状。尤其是，高硬度部52形成为在俯视齿轮架40时除了槽部56之外将柱部44包围的大致环状。在一个座面部50内，形成有半径不同的两个高硬度部52。但是，不限于此，在一个座面部50内也可以形成一个高硬度部52，还可以形成三个以上的高硬度部52。

对于这样的高硬度部52，作为一例，能够通过在座面部50上用激光进行扫描的激光淬火来形成。激光淬火能够高精度地控制要加热的区域的尺寸，因此具有能够有效抑制用淬火在座面部50形成的形状的畸变的优点。但是，不限于此，高硬度部52也能够利用高频淬火等其他淬火方法来形成。

在利用激光淬火形成高硬度部52时，若将槽部56作为起始点及终点，在座面部50上用激光进行扫描，则能够抑制因已经被激光扫描过的部分再次被激光扫描而回火所导致的高硬度部52的软化，而优选这样。

在进行了淬火的部分，由于热处理中的晶体结构的变化、晶格中的碳原子的移动等，而可能会发生尺寸变化。尤其是，进行了淬火的部分膨胀。因而，在利用淬火形成了高硬度部52的情况下，高硬度部52相对于座面部50的除了高硬度部52之外的部分突出。即，高硬度部52在座面部50形成向第1行星齿轮30的侧面32侧突出、换言之、向与基部42相反的一侧突出的突出部。使该座面部50的突出的高硬度部52与第1行星齿轮30的侧面32接触，从而能够抑制因座面部50与第1行星齿轮30的侧面32擦蹭而导致座面部50的磨损。

另外，为了在座面部50形成高硬度部52，也可以考虑对齿轮架40的整个表面进行淬火。但是，在该情况下，齿轮架40整体可能发生尺寸变化，在齿轮架40旋转、支承于齿轮架40的齿轮30公转及自转时，可能产生摇晃、振动。相对于此，在本实施方式中，通过对齿轮架40的座面部50局部进行淬火来抑制齿轮架40整体的尺寸变化，由此，能够有效抑制齿轮架40及齿轮30的尺寸精度以及旋转精度的降低。另外，对齿轮架40的座面部50局部进行淬火，从而，与对齿轮架40的整个表面进行淬火的情况相比，能够简化高硬度部52的形成工序，使高硬度部52的形成的繁琐程度及成本降低。

在座面部50设有槽部56，以在座面部50的外周缘54具有开口58的方式将座面部50部分去除而形成该槽部56。在图2～图4所示的例子中，在俯视时，槽部56从外周缘54朝向内侧、即朝向柱部44且具有长度方向地延伸，在长度方向的一端部具有开口58。

图1所示的例子中，在行星齿轮减速器10的由固定壳体11、旋转壳体13及盖体17所围起的空间内封入有润滑油。齿轮架40的旋转轴线A与水平方向平行地延伸，润滑油例如从该空间的下部充满到旋转轴线A附近的高度。在图示的例子中，座面部50具有槽部56，从而，随着齿轮架40绕旋转轴线A的旋转，在槽部56内形成润滑油积存处，从该润滑油积存处向座面部50与第1行星齿轮30的侧面32之间供给润滑油。因而，能够减少座面部50与第1行星齿轮30之间的摩擦，进一步抑制座面部50及第1行星齿轮30的磨损。其中，齿轮架40的旋转轴线A也可以沿相对于水平方向倾斜的方向延伸，还可以沿铅垂方向延伸。即使在这些情况下，也能够随着齿轮架40绕旋转轴线A的旋转，在槽部56内形成润滑油积存处。

在图2～图4所示的例子中，座面部50具有朝向以旋转轴线A为中心的周向的一侧开口的槽部56、以及朝向另一侧开口的槽部56。由此，无论齿轮架40以旋转轴线A为中心朝向哪一方向旋转，都能够随着齿轮架40的旋转，将润滑油有效地收入朝向旋转方向的前方侧开口的槽部56内。

另外，在图示的例子中，槽部56在俯视时位于将各柱部44的中心连接而成的圆C的内侧(参照图4)。另外，槽部56以随着从槽部56的长度方向的与开口58相反侧的端部朝向开口58而朝向以旋转轴线A为中心的周向Dc1或者比周向Dc1向内侧的方式延伸。在图4中，对在槽部56的长度方向的与开口58相反侧的端部通过的周向标注附图标记Dc1地进行图示。在图4所示的例子中，槽部56以随着从与开口58相反侧的端部朝向开口58而比周向Dc1朝向内侧的方式延伸。具有这样的槽部56，从而能够抑制被收入槽部56内的润滑油在随着齿轮架40的旋转而产生的离心力的作用下从槽部56流出。因而，能够向座面部50与第1行星齿轮30的侧面32之间稳定地供给润滑油。

图5是表示齿轮架40及借助齿轮用轴承60安装于齿轮架40的第1行星齿轮30的剖视图，将图1中的由标注有附图标记V的单点划线围起的部分放大表示出来。齿轮用轴承(轴承)60具有：在齿轮架40的柱部44的周围配置的轴承内圈61、配置在轴承内圈61与第1行星齿轮30的贯通孔36之间的滚动体62(例如滚子构件)、以及、保持滚动体62并对滚动体62的位置进行限制的保持构件64。滚动体62在轴承内圈61与第1行星齿轮30的贯通孔36之间绕其旋转轴线旋转，从而第1行星齿轮30能够在柱部44的周围顺畅地旋转。

在图5所示的例子中，座面部50对第1行星齿轮30及齿轮用轴承60进行支承。在图示的例子中，座面部50支承第1行星齿轮30的侧面32及齿轮用轴承60的保持构件64。尤其是在图2～图5所示的例子中，在一个座面部50内，形成有半径不同的两个高硬度部52，具有相对较大半径的高硬度部52支承第1行星齿轮30的侧面32，具有相对较小的半径的高硬度部52支承保持构件64。座面部50的高硬度部52不仅支承第1行星齿轮30的侧面32，还支承齿轮用轴承60，从而能够抑制因座面部50与齿轮用轴承60擦蹭导致座面部50的磨损。

本实施方式的齿轮支承构造是包括齿轮30和支承齿轮30的齿轮架40的齿轮支承构造，齿轮架40具有基部42和从基部42隆起的座面部50，座面部50支承齿轮30的侧面32的除了齿部34之外的部分中的至少一部分，座面部50包含高硬度部52，高硬度部52具有比基部42的表面的至少一部分的硬度高的硬度。

采用这样的齿轮支承构造，高硬度部52与齿轮30的侧面32接触，从而能够抑制因座面部50与齿轮30的侧面32擦蹭导致座面部50的磨损。另外，不需要像以往技术那样准备推力环、推力垫圈等其他零件来组装于齿轮架40，因此能够消减构成齿轮支承构造的零件个数，使构造简单化。由此，齿轮支承构造的组装工序变简单，组装的繁琐程度减小。此外，在以往技术的情况下，有可能因推力环、推力垫圈等零件的组装精度、使用中的零件的松弛等而发生不良状况，但是，在本实施方式的齿轮支承构造的情况下，基部42与座面部50能够形成为一体，因此能够防止发生上述不良状况。

另外，采用这样的齿轮支承构造，能够在齿轮架40的座面部50通过淬火局部地形成高硬度部52，因此，在该情况下，能够抑制齿轮架40整体的尺寸变化，由此，有效抑制齿轮架40及齿轮30的尺寸精度以及旋转精度的降低。另外，对齿轮架40的座面部50局部地进行淬火，从而与对整个齿轮架40的表面进行淬火的情况相比，能够简化高硬度部52的形成工序，使高硬度部52的形成的繁琐程度及成本降低。

对于本实施方式的齿轮支承构造，在座面部50设有槽部56，槽部56在座面部50的外周缘54具有开口58。

采用这样的齿轮支承构造，随着齿轮架40的绕旋转轴线A的旋转，在槽部56内形成润滑油积存处，从该润滑油积存处向座面部50与齿轮30的侧面32之间供给润滑油。因而，能够减少座面部50与齿轮30之间的摩擦，进一步抑制座面部50及齿轮30的磨损。

在本实施方式的齿轮支承构造的情况下，齿轮架40能够以旋转轴线A为中心旋转，槽部56以随着朝向开口58而朝向以旋转轴线A为中心的圆周方向或者比圆周方向向内侧的方式延伸。

采用这样的齿轮支承构造，能够抑制被收入槽部56内的润滑油在随着齿轮架40的旋转而产生的离心力的作用下从槽部56流出。因而，能够向座面部50与齿轮30的侧面32之间稳定地供给润滑油。

本实施方式的齿轮支承构造还包括柱部44，该柱部44设于齿轮架40，且借助配置在柱部44的周围的轴承60支承齿轮30，高硬度部52位于柱部44的周围，并且支承齿轮30及轴承60。

采用这样的齿轮支承构造，座面部50的高硬度部52不仅支承齿轮30的侧面32，还对轴承60进行支承，从而能够抑制因座面部50与轴承60擦蹭导致座面部50的磨损。

Claims (4)

1.一种齿轮支承构造，包括齿轮和支承所述齿轮的齿轮架，其中，

所述齿轮架具有基部和从所述基部隆起的座面部，

所述座面部支承所述齿轮的侧面的除了齿部之外的部分中的至少一部分，

所述座面部包含高硬度部，该高硬度部具有比所述基部的表面的至少一部分的硬度高的硬度。

2.根据权利要求1所述的齿轮支承构造，其中，

在所述座面部，设有在所述座面部的外周缘具有开口的槽部。

3.根据权利要求2所述的齿轮支承构造，其中，

所述齿轮架能够以旋转轴线为中心旋转，

所述槽部以随着朝向所述开口而朝向以所述旋转轴线为中心的圆周方向或者比所述圆周方向向内侧的方式延伸。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的齿轮支承构造，其中，

该齿轮支承构造还包括柱部，该柱部设于所述齿轮架，借助被配置在所述柱部的周围的轴承来支承所述齿轮，

所述高硬度部位于所述柱部的周围，并且支承所述齿轮及所述轴承。