行星齿轮减速器及其行星齿轮支承轴的加工方法

摘要

一种行星齿轮减速器及一种行星齿轮支承轴加工方法，该方法能用锻压使支承轴与突缘部分构成一整体，而减少零件数量，使之装配较为容易，成本较低及易于保证支承轴对突缘部分的垂直度。多个空心圆柱形支承轴等角间距列布于与输出旋转轴构成整体的突缘部分的后端面上的同一圆周上。突缘部分的前端面上形成有与支承轴同轴的凹入部分。支承轴的外径小于凹入部分之内径。支承轴的末端是敞口的，其空心部分与凹入部分沟通。

说明书

本发明涉及用于内燃机起动器或类似装置的一种行星齿轮减速器。

图8是介绍用于与一传统马达永久性连接的行星齿轮减速起动器的剖视图；图9是说明将一行星齿轮支承轴安装入一传统的行星齿轮减速起动器的方法的剖视图。

在附图中，作为转子的直流电机的电枢1配置在电枢旋转轴2上而构成电枢旋转轴的一整体部份。圆柱形轭架3安放得使之围绕电枢1。前托架5与轭架3的后表面连接。组成行星齿轮减速器的内齿轮4配装在前托架内。太阳轮6则形成在电枢旋转轴2之前端。

在内齿轮4之前端，配置一个向内突伸的盘形突缘4a；并配置一个圆柱形突缘4b，突缘4b延伸至突缘4a之内周端。构成行星齿轮减速器的一个臂的突缘部份10构成输出旋转轴11的一部份整体。输出旋转轴11由作为配入突缘4b内的支承的套筒轴承12支承。突缘4a约束输出旋转轴11的轴向移动。作为一个实例，三个以等角度间距设置在同一圆周上的支承轴9配置在突缘部份10上。行星齿轮7由配入一轴承8之内周表面的轴9支承。在这种情况下，每个行星齿轮7均与太阳轮6及内齿轮啮合，从而构成行星齿轮减速器。

用作一支承的套筒轴承13被配入输出旋转轴11后内周表面内的一凹入部份中，套筒轴承13支承电枢旋转轴2的前端。用于传递轴向载荷的钢球14配置在电枢旋转轴2及输出旋转轴11的端部之间。

轭架3在其前端有一个与之构成一整体的突缘3a。突缘3a沿径向延伸，它限止行星齿轮7的轴向移动，并将此减速器及马达组件相互分隔，以便防尘。配置入前托架5和内齿轮4及突缘3a之间的垫片18防止应用于行星齿轮7与内齿轮4的啮合区域的润滑脂泄漏。后托架17配置入轭架3的孔端表面上。

多个未示出之辅助电极被以等间距方式焊接在轭架3之内周面。多个弧形永久磁铁15安放得使之能环绕电枢1；每一块磁体15之一侧表面与一辅助电极接触，一个磁体架16压配入永久磁体15之另一侧面与相邻的辅助电极之间。

配置与永久磁体15和辅助电极相同数目的马达电极。

构成输出旋转轴11之一整体部份的突缘部份10配置有等角间距列布于同一圆周上的多个通孔10a。支承轴9加工成实心圆柱体，其外径略大于通孔10a之孔径。支承轴9以压配合装入通孔10a中。

现在介绍上述传统行星齿轮减速起动器的作业状况。

闭合一未示出的键开关使电枢1通电，从而使电枢1在永久磁体15磁激励下产生转矩。通过电枢旋转轴2的太阳轮6将电枢1产生的转矩传给行星齿轮7。由于行星齿轮7与内齿轮4啮合，它们在围绕支承轴9转动的同时，也绕电枢旋转轴2转动。因此，电枢1的转矩在被传送至突缘10之前其转速被降低，而且，该转矩通过突缘10被传送至输出旋转轴11。通过装配在内燃机上的过速离合器的一小齿轮(未示出)，输出旋转轴11的转矩又被传送至内燃机的一未示出的圈齿轮。

如上所述，传统的行星齿轮减速器有一个问题，其支承行星齿轮7的支承轴9与输出旋转轴11的突缘部份是分离的，这样会使零件多，安装困难，和成本较高。

而且，将支承轴9用压配合方式装入突缘部份10之通孔10难以将轴9安装得垂直于突缘部份10之端面，这会对行星齿轮7与太阳齿轮和内齿轮4之间的啮合产生不利影响。

本发明的目的是要解决上述问题，本发明的目的就是提供一种行星齿轮减速器及行星齿轮轴的加工方法，这种方法能使行星齿轮支承轴通过锻造与一突缘部份构成一个整体，从而可以减少零件数量，并使装配更加容易，降低制造成本，并使得更加容易地确保支承轴垂直于该突缘。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面提供一种行星齿轮减速器，本减速器具有：一内齿轮；一在其后端处有与之形成整体的一突缘部份的输出旋转轴，此轴由配入内齿轮内周面内的一轴承支承；一个由装配在输出旋转轴后内周面内的一凹入部份中的轴承支承的旋转轴；多个以等角间距列布于突缘部份后端面的同一圆周上的支承轴；多个以可传动方式安装在多个支承轴上的行星齿轮，其安装方式使之能与在旋转轴的前端处形成的一太阳齿轮和内齿轮啮合；其中，支承轴是在突缘部份后端面上压出的空心园柱体；而且在突缘部份的前端面上配置一凹入部份，凹入部份之内径大于支承轴的外径并与支承轴同轴。

根据本发明的另一方面，提供一种行星齿轮支承轴的加工方法，本方法具有：一个通过从在用第一个冲压头向与输出旋轴整体形成的突缘部份前端面向后端面加压而在其前端面上形成一个凹下部份，并还形成一实心圆柱部份的步骤，实心圆柱体部份外直径小于凹下部份之内直径，并与之同轴；一个从突缘部份之前端面朝后端或，从其后端面朝前端面对实心圆柱体加压的步骤，加压用其外直径小于实心圆体外直径的第二冲头进行，由此而在突缘部份的后端面上冲压出一个空心圆柱形支承轴，从而使得支承轴与凹入部份同心。

根据本发明的另一个方面，提供一种行星齿轮支承轴的制造方法，其中，一个冲头有一大直径部份实心圆柱体和一小直径部分实心圆柱体部份，小圆体部份同轴地配置在大圆柱体部份的末端，用此冲头从与输出旋转轴形整体形成的一突缘部份的前端面向后端面施压，以便在突缘部份的前端面上形成一个大内直径的凹入部份，并且还在突缘后端面上压出一个空心圆柱形支承轴，支承轴的外直径小于凹入部份的内直径，从而使支承轴与凹入部份同心。

对附图简要说明如下。

图1是本发明第一个实施例的行星齿轮减速器及其环绕的行星齿轮减速器马达的说明性剖视图。

图2A至2D是本发明第一实施例的行星齿轮支承轴加工过程步骤的说明性剖视图。

图3A至3C是本发明第二实施例的行星齿轮支承轴加工过程步骤的说明性剖视图。

图4A至4D是本发明第三实施例的行星齿轮支承轴加工过程步骤的说明性剖视图。

图5是本发明第四实施例的行星齿轮支承轴加工过程步骤的说明性剖视图。

图6是本发明第五实施例的行星齿轮支承轴加工过程步骤的说明性剖视图。

图7A至7D是本发明第五实施例的行星齿轮支承轴加工过程步骤的说明性剖视图。

图8是用于马达的、采用一永久磁体的传统的行星齿轮减速起动器的说明性剖视图。

图9是传统行星齿轮减速起动器的行星齿轮支承轴安装过程的说明性剖视图。

图1是本发明的第一实施例的行星齿轮减速器及其围绕的行星齿轮减速马达的说明性剖视图。在此附图中，与图8中的传统行星齿轮减速起动器相同或等效的组成件给予与图8相应件的参考数码，并略去与之相应的说明。

在该图中，突缘部份20与输出旋转轴11制成一体。在突缘部份20的前端面上配置有以等角间距列布于同一圆周上的多个凹下部份21。在突缘部份20的后端面上配置有多个与凹下部份21同轴的空心圆柱状的支承轴22。

输出旋转轴11由配入内齿轮4之内周面4b中的套筒轴承12支承。电枢旋转轴2由配入输出旋转轴11的后内圆周面的凹入部份的套筒轴承13支承。而多个行星齿轮7支承在各自的支承轴22上，从而使行星齿轮7与内齿轮4及太阳轮6啮合，太阳轮形成于电枢旋转轴2的前端，并用轴承9配入行星齿轮7的内周面，这样就构成了一个行星齿轮减速器。

支承轴22具有开口的末端，其空心部份22a与凹入部份21沟通。支承轴22的外直径小于凹入部份21的内直径。

该结构的其余部份与图8所示传统行星齿轮减速起动器的相同。

本行星齿轮支承轴结构加工方法在下面结合附图2A-2D进行说明。

首先，将如碳钢和铬/钼钢那样的材料锻压形成一个零件的输出旋轴11和突缘部份20。

将由输出旋转轴11和突缘部份20构成的一整体件放入一模子40及第一冲头架41。如图2A所示，用插入与模子40之孔40a同轴设置的第一冲头架41的空心部份41a中的第一冲头31，对突缘部份20从前端面朝后端面加压。由第一冲头31加压的材料被推入模子40的孔40a中，因而在突缘部份20的前端面上形成凹入部份21，并在其后端面上形成实心圆柱部份23，从而使实心圆柱23与凹下部份21同心。

然后，用第二冲头架42替下第一冲头架41，并用插入与模子40之孔40a同心放置的第二冲头架42的空心部份42a的第二冲头32，对突缘部份20从其前端面朝后端面加压。由第二冲头32加压的材料被推入模具40的孔40a中。继续对第二冲头32加压，使第二冲头的末端突伸出坯料之外，其情况如图2C所示。然后将第二冲头32拽出，因而在突缘部份20之后端面上形成如图2D所示的一个空心圆柱支承轴22。

第一冲头31的外径D1，第二冲头32的外径D2及模具40的孔40a之内径D3之间的关系是D1＞D3＞D2。在这种情况下，第一冲头31的外径D1，第二冲头的外径及孔41a之内径分别相应于凹入部份21的内径，支承轴22的外径及支承轴22的空心部份22a之内径。

内径为D1的多个凹入部份21以等角间距列布于与输出旋转轴11构成整体的突缘部份20的同一圆周上。外径为D3的圆柱形支承轴22与凹入部份21同轴地配置于突缘部份21的后端面。支承轴22末端敞口，其空心部份22a与凹入部份21沟通。

在第一实施例中，支承轴22与突缘部份构成一整体，它能使零件数目减少的行星齿轮减速器装配容易，成本降低。

此外，由于支承轴22是用锻压将其从突缘部份20之后端面压出的，故其相对突缘部份20的垂直度易于保证。这样就使减速器能防止行星齿轮7与内齿轮4和太阳轮6之间的不良啮合。

而且，由于凹入部份21之内径D1大于支承轴22之外径，从而使支承轴22突伸得高些，以使之具有好的强度。如果D1等于D3，那末在用第一冲头31对突缘部份20加压时，凹入部份21外周面与实心圆柱体23外周面之间的材料就易于被剪切，从而使支承轴22的强度变弱。如果D1＜D3，那末只有较少的材料被推入孔40a中，结果会使支承轴22的高度不够。

由于支承轴22加工成空心圆柱体形状，在空心部份20a中的材料是被推出去的。这样，对于在空心部份22a中的这些量材料而言，支承轴22可以还具有一附加高度。

由于支承轴22的末端是敞开的，也可允许支承轴22相对在末端的这些数量材料而言有一附加高度。

支承轴22的高突起允许在支承轴22与配装入行星齿轮7之内周面内的轴承8之间有一大的接触面积。这样就可使施加于轴承8上的单位面积上的载荷较小。这样就使行星齿轮减速器具有耐磨损轴承8这一特色。而且，行星齿轮7的宽度可以做得与支承轴22的突伸高度一样，因此，其齿宽可以加大，从而使行星齿轮减速器之行星齿轮7之强度得以增加。

此外，利用第一冲头31，将压力从与输出旋转轴11做成一整体的突缘部份20的前端面朝其后端面施加于突缘部份，而在突缘20之前端面上形成凹入部份20。然后将具有外直径比凹入部份21内径小的实心圆柱体23与凹入部份21同轴地压制成突缘部份20的后端面上。实心圆柱体23是用其外径小于圆柱体23外径的第二冲头32沿突缘部份20之前端面向后端面加压而成的。这样在突缘部份20之后端面上加压而形成空心圆柱形支承轴22，从而使支承轴22与凹入部份21同轴，因而，具有高突伸的支承轴22可以容易地形成，并与突缘部份20构成一整体，而且可确保其相对突缘部份20的垂直度。

第二实施例：

在第一实施例中，支承轴22是分两步形成的，第一步由第一冲头31加压和挤压，第二步再由第二冲头32加压和挤压。在第二实施例中，支承轴22由用一个冲头的加压和挤压的一个步骤来制作，冲头有一个大直径实心圆柱体部份和一个同轴地置于大直径实心圆柱体部份末端的一小直径实心圆柱体部份。

第二实施例的行星齿轮支承轴的加工过程结合附图3A-3C介绍如下。

冲头33由一大直径D1的实心圆柱体部份33a及一个同轴地置于圆柱体部份33a末端的小直径D2实心圆柱体部份33b组成。

首先，将如碳钢和铬/钼钢那样的材料锻压成构成一整体的输出旋转轴11及突缘部份20。

将具有输出旋转轴11及突缘部份20的该整体件置于模具40及冲头架43中。如图3所示，用一个插入于与模具40之孔40a同轴设置的冲头架43之空心部份43a的冲头33，从突缘20的前端面向其后端面对突缘20施压。由冲头33之实心圆柱体部份33b加压的材料被推入模具40的孔40a中。在实心圆柱体部份33a之台阶部份33c与突缘20之前端面接触时，由实心圆柱体部份33a之台阶33c挤压的材料被挤入模具40之孔40a中，继续用冲头33加压，使实心圆柱体部份33b之末端如图3b所示那样造成材料突伸。从而如图3c所示，将冲头33拽出，将外径为D3的一个空心圆柱支承轴22加压成形在突缘部份20的后端面上。内径为D1凹入部份21形成于突缘部份20之前端面上，从而使之与支承轴22同轴。

根据第二实施例的支承轴加工过程，如在第一实施例中的情况那样，具有高突伸的支承轴22能够容易地与突缘部份20构成一个整体，并确保其相对突缘部份20的垂直度。而且因加工过程的步骤数目减少而使生产率较高。

第三实施例：

在上述的第一实施例中，支承轴22用2个步骤形成，一个步骤用第一冲头31压挤，另一步骤用第二冲头32压、挤。在第三实施例中，支承轴22先施用第二冲头32压挤的步骤形成，然后再用第一冲头31来挤压的步骤。

第三实施例的行星齿轮支承轴加工方法现结合图4A-4D来说明。

首先，将如碳钢和铬/钼钢那样的材料锻压成由输出旋转轴11和突缘部份20构成的一整体件。

将由输出旋转轴11和突缘部份20构成的一整体件置于模具40及第一冲头架44中。如图4A所示，用插入与模具40之孔40a同心设置的冲头架44的空心部份44a中的第二冲头，从突缘部份20的前端面往其后端面对突缘部份20施压。由冲头32挤压的材料被推入模具40之孔40a中。继续用冲头32加压使冲头32之顶端如图4B所示造成材料的突伸。将第二冲头32拽出，形成一空心圆柱部份23a于突缘20之后端面上。

然后用冲头架45替换冲头架44；用插入与模具40之孔40a同轴设置的冲头架45之空心部份内的第一冲头31从其前端面往后端面挤压突缘部份20。由第一冲头31挤压的材料被推入模具40的孔40a中，从而如图4c那样使空心圆柱部份23a有高突伸。继续用第一冲头31加压，直到空心圆柱部份23a之高突伸到达预定高度为止，然后将第一冲头31拽出。这样就使外径为D3的空心圆柱形支承轴22在突缘部份20上被加压成形，其情况如图4D所示。内径为D1之凹入部份21被形成于突缘部份20的前端面，从而使之与支承轴22同轴。

如在第一实施例中的情况一样，根据第三实施例的支承轴加工过程，具有高突伸的支承轴22能够容易地与突缘部份20形成一整体而确保其相对突缘部份20的垂直度。而且，因加工过程的步骤可以减少而使生产率更高。

在图4c所示过程中，第二冲头31可以插入空心圆柱部份23a中。由此可确保空心部份23a之直径。因此，支承轴22可以有一个额外的高度。

第四实施例：

如图5所示，突缘部份20与输出旋转轴11构成一整体，多个内径为D1的凹入部份21以等角间距列布于突缘部份20之前端面上的同一圆周上。空心圆柱形支承轴24外径为D3，并以与凹入部份21同轴的方式列布于突缘部份20之后端面上。支承轴24有一个封闭的末端，其空心部份24a内径为D2，并与凹入部份沟通。

除了支承轴24末端是封闭的之外，第四实施例具有与上述第一实施例相同的结构。

对第四实施例来说，虽然由于支承轴24的末端被封闭而使支承轴24之突伸高度受到限止，它也具有第一实施例所具有的那些优点。

第四实施例的支承轴24也可以容易地用上述第一至第三实施例的支承轴加工方法来制作。

例如，在第一实施例的支承轴加工方法中，具有封闭末端的支承轴24可用在第二冲头32突伸出坯料之前中止用第二冲头32加压的方法来制作。

同样，在上述第二实施例的支承轴加工方法中，具在封闭末端的支承轴24可以用在冲头33之实心圆柱部份33b突伸出坯料之前终止冲头33加压的方法来制作。

同样，在上述第三实施例的支承轴加工方法中，具有封闭末端的支承轴24可以用在第二冲头32之末端突伸出坯料之前终止第二冲头加压来制作，并因而获得具有封闭末端的空心圆柱部份23a。然后再用第一冲头加压，以便使空心圆柱形部份23a之突伸达到预定高度。    

第五实施例：

如图6所示，根据第五实施例，突缘部份20与输出旋转轴11构成一样，内径为D1之多个凹入部份21以等角间距列布于突缘部份20之前端面的同一圆周上。有外径D3的空心圆柱形支承轴25以与凹入部份21同心的方式设置于突缘部份20之后端面上。支承轴25有一开口的末端，其内径为D2之空心部份用隔离部份25b与凹入部份21分隔。

这样，除了支承轴25之空心部份25a与凹入部份21分隔开之外，第五实施例具有与第一实施例相同的结构。

因此，就第五实施例而言，虽然由于部份25b的存在而使支承轴25的突伸高度受到限止外，也可以具有第一实施例所达到的那些优点。

现在，结合图7A-7D对第五实施例的行星齿轮支承轴的加工方法进行说明。

首先，将如碳钢和铬/钼钢那样的材料锻压成由输出旋转轴11和突缘部份20的一整体件。

将由输出旋转轴11和突缘部份20构成的一整体件置于模具40与冲头架45中。如图7A所示，用插入与模具40之孔40a同轴设置的冲头架45之空心部份45a中的第一冲头31，从突缘部份20之前端面朝后端面对突缘部份20施压。由第一冲头31施压的材料被推入模具40之孔40a中。如图7B所示，凹入部份21被形成于突缘部份20之前端面，而在突缘部份20之后端面处则被压出与凹入部份21同轴的实心圆柱部份23。

之后，如图7C所示，用与模具40之孔40a同轴设置的第二冲头32，从后端面朝前端面压突缘部份20。这样就使实心圆柱部份23中的材料被第二冲头32挤压而推至模具40之孔40a与第二冲头32之间。如图7D所示，在后一步骤中，将由第二冲头32所施加的压力继续维持到第二冲头32之末端到达与第一冲头31之末端相接触之前的某一位置处为止，然后将第二冲头拽出。这样，如图6所示那样的空心圆柱形支承轴就在突缘部份20之后端面上被加压成形。

对第五实施例而言，就如在在第一实施例中的情况一样，带有高突伸的支承轴25能容易地与突缘部份20形成一个整体而确保其相对于突缘部份20之垂直度。

上述介绍的各实施例作为用于内燃机起动器的行星齿轮减速器。当然，无需多说，本发明也可应用于使用行星齿轮减速器的其它装置。