一种行星架的结构设计方法及行星架

技术领域

本发明涉及行星架技术领域，尤其涉及一种行星架的结构设计方法及行星架。

背景技术

在多级行星齿轮箱设计中，同一种机型(或称之为同一规格)的齿轮箱有多种速比的需求，如果针对每种速比的齿轮箱都进行非标设计，则会存在大量的重复性劳动，造成人力和资源的巨大浪费，另外，因为不同设计人员的设计思路有所不同，导致设计结果迥异，后期产品和图纸的复杂多样对资料管理带来了很多的难题。行星架是行星齿轮箱的主要构件之一，用于安装行星轮的销轴及轴承，行星架是机构中承受外力矩最大的零件。行星架的结构设计和制造对各个行星轮间的载荷分配以至于齿轮箱的承载能力、噪声和振动等有很大影响。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种行星架的结构设计方法，设计方法简便，可操作性强，适用性强。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种行星架的结构设计方法，包括：

建立初始行星架的结构模型，所述初始行星架包括侧板；

预设第一极限条件和第二极限条件；

根据所述第一极限条件，在所述侧板上预设第一销轴孔，根据所述第二极限条件，在所述侧板上预设第二销轴孔；

在所述侧板上设置预设开孔区，所述预设开孔区能够囊括所述第一销轴孔和所述第二销轴孔的开孔位置，使所述初始行星架形成半成品行星架。

可选地，在所述初始行星架形成半成品行星架之后，还包括，根据使用条件计算在所述侧板上的销轴孔的开孔位置及所述销轴孔的孔径，在所述预设开孔区开设销轴孔，使所述半成品行星架形成成品行星架。

可选地，所述成品行星架的所述使用条件包括速比、功率和扭矩。

可选地，设置多组所述使用条件，根据各组所述使用条件计算与所述使用条件相对应的所述成品行星架所需的结构强度，将与最大的所述结构强度对应的所述使用条件设为所述第一极限条件，将与最小的所述结构强度对应的所述使用条件设为所述第二极限条件。

可选地，在所述侧板上设置预设开孔区之前，还包括，校核在所述初始行星架上开设所述第一销轴孔和所述第二销轴孔两种情况下的结构强度，以调整所述初始行星架的结构模型；或者调整第一销轴孔和所述第二销轴孔的位置。

可选地，通过仿真软件设计所述预设开孔区。

本发明的另一个目的在于提供一种行星架，结构适用性强，减少重复劳动，便于存档保存，便于储存毛坯，缩短交货时间和提高了市场竞争力。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种行星架，通过上述的行星架的结构设计方法设计制成，所述行星架包括侧板，所述侧板用于连接销轴，所述侧板上设置有预设开孔区，所述预设开孔区上开设有销轴孔，所述销轴安装在所述销轴孔上，所述销轴孔能够在所述预设开孔区上调整开孔位置和开孔尺寸，以调整所述行星架的适用条件。

可选地，所述侧板上包括多个所述预设开孔区，各个所述预设开孔区均匀间隔设置。

可选地，所述侧板上设置有与所述预设开孔区相对应的凸台。

可选地，所述初始行星架包括两个侧板，至少一个所述侧板上设置有所述预设开孔区。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种行星架的结构设计方法，通过设置的第一极限条件和第二极限条件两个极限条件下设计出预设开孔区，使第一极限条件和第二极限条件之间的使用条件下的销轴孔均落在预设开孔区范围之内，以满足加工、装配及运转的可行性。设计方法简便，可操作性强，第一极限条件和第二极限条件可根据常用条件进行设定，可调整性强，适用性强。

本发明提供的一种行星架，在半成品行星架的结构上只需要调整销轴孔在预设开孔区的位置即可实现多种速比等技术要求，采用模块化和标准化等先进设计理念，设计简洁，提高了半成品行星架的适用性；减少非标设计，减少图纸等资料存档保管，减少重复劳动，节省劳动力；半成品行星架对毛坯的要求不高，同一个模具做出来的毛坯可以应用在规划范围的所有结构，规划范围即第一极限条件和第二极限条件之间的使用条件范围，便于储存毛坯，优化库存，降本提效；便于后期根据不同订单进行产品设计，缩短交货时间和提高了市场竞争力。

附图说明

图1是本发明的具体实施方式提供的行星架的结构示意图；

图2是本发明的具体实施方式提供的行星架的主视图；

图3是图2的A-A剖面图；

图4是本发明的具体实施方式提供的行星架的结构设计方法的流程图。

图中：

1-侧板；11-凸台；111-第一销轴孔；112-第二销轴孔；113-销轴孔；

2-立柱。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图3所示，行星架包括侧板1和用于连接侧板1的立柱2，侧板1上开有销轴孔113，行星架的销轴孔113上安装有销轴，行星轮通过销轴装配在行星架上，从而实现行星轮同时与内部的太阳轮和外部的齿圈啮合传动。行星轮的结构设计和制造对各个行星轮间的载荷分配以至于齿轮箱的承载能力、噪声和振动等有很大影响。而行星架上的销轴孔113的开孔区对行星架的结构强度、加工可行性、装配可行性、运转可行性都具有较大影响。

为简化行星架的结构设计，以及便于后期资料管理，本实施例提供了一种行星架的结构设计方法，如图1-图4所示，其包括以下步骤：

S1：建立初始行星架的结构模型，初始行星架包括侧板1；

S2：预设第一极限条件和第二极限条件；

S3：根据第一极限条件，在侧板1上预设第一销轴孔111，根据第二极限条件，在侧板1上预设第二销轴孔112；

S4：在侧板1上设置预设开孔区，预设开孔区能够囊括第一销轴孔111和第二销轴孔112的开孔区，使初始行星架形成半成品行星架。

初始行星架即侧板1上未开设有销轴孔113时的行星架。取同一种规格的齿轮箱中的初始行星架，建立初始行星架的结构模型，根据设置的第一极限条件和第二极限条件设计出预设开孔区，因此当使用条件在第一极限条件和第二极限条件之间时，开孔区必然落在预设开孔区范围之内。由于第一极限条件和第二极限条件下，行星架上的第一销轴孔111和第二销轴孔112均具有加工的可行性、装配可行性、运转的可行性，因此预设开孔区范围内的销轴孔113均能满足加工、装配及运转的可行性。设计方法简便，可操作性强，第一极限条件和第二极限条件可根据常用条件进行设定，可调整性强，适用性强。

使用时，针对不同的技术参数需求，在半成品行星架的结构上只需要调整销轴孔113在预设开孔区的位置即可实现多种速比等技术要求，采用模块化和标准化等先进设计理念，设计简洁，提高了半成品行星架的适用性；减少非标设计，减少图纸等资料存档保管，减少重复劳动，节省劳动力；半成品行星架对毛坯的要求不高，同一个模具做出来的毛坯可以应用在规划范围的所有结构，规划范围即第一极限条件和第二极限条件之间的使用条件范围，便于储存毛坯，优化库存，降本提效；便于后期根据不同订单进行产品设计，缩短交货时间和提高了市场竞争力。可选地，成品行星架的使用条件包括速比、功率和扭矩。

根据使用条件，当销轴孔113在第一销轴孔111和第二销轴孔112之间调整时，对于整个行星级传动的计算和校核来说，中心距在调整在变化，太阳轮和行星轮的大小、齿数等在变化，于是单级行星传动的速比在变化；同时整体结构固定，局部可微调，调整方便，达到了预期的目的。

可选地，设计预设开孔区时，可先根据第一销轴孔111的孔径和第一销轴孔111的开孔区设计第一销轴孔111的外轮廓，根据第二销轴孔112的孔径和第二销轴孔112的开孔区设计第二销轴孔112的外轮廓，另外可根据需求和具体结构尺寸设计出富余量，从而使预设开孔区能够囊括第一销轴孔111和第二销轴孔112的开孔区。

进一步可选地，在S4之后还包括：

S401：根据使用条件计算在侧板1上的销轴孔113的开孔区及销轴孔113的孔径，在预设开孔区开设销轴孔113，使半成品行星架形成成品行星架。

可选地，设置多组使用条件，根据各组使用条件计算与使用条件相对应的成品行星架所需的结构强度，将与最大的结构强度对应的使用条件设为第一极限条件，将与最小的结构强度对应的使用条件设为第二极限条件。在最初设计时，可采集多个客户以及多个订单需求的信息，综合规划单级需要分配的速比范围，这个速比范围具有合理性和可行性，从而确定第一极限条件和第二极限条件，进而设置预设开孔区，提高了半成品行星架的适用范围。

可选地，在侧板1上设置预设开孔区之前，还包括，校核在初始行星架上开设第一销轴孔111和第二销轴孔112两种情况下的结构强度，以调整初始行星架的结构模型。

在确定第一销轴孔111和第二销轴孔112之后，要同时校核行星架上在两个极限位置开设销轴孔113时，结构的强度、加工、装配、运作的可行性，设计上要考虑各种情况，当不能满足可行性时，要调整初始行星架的结构，或者调整第一销轴孔111和第二销轴孔112的位置，使半成品行星架满足可行性要求，同时又能兼顾结构最优化，以及降低成本等。在此过程中，需要重复调整和校核，直到满足需求。可选地，在预设开孔区开设销轴孔113，使半成品行星架形成成品行星架之后，还包括校核成品行星架的结构强度，以进一步提高设计精度和准确度，防止出现问题。

可选地，可通过仿真软件设计预设开孔区，通过专业仿真软件分析和校核，提高计算和设计效率和精度，优化整体结构。具体地，在第一极限条件和第二极限条件之间计算各种速比等条件时，需要借助专业的计算软件微调、管控各组数据细节，得出最终多组计算报告，以完善设计方案。

本实施例还提供了一种行星架，如图1-图3所示，其通过上述的行星架的结构设计方法设计制成，行星架包括侧板1，侧板1用于连接销轴，侧板1上设置有预设开孔区，预设开孔区上开设有销轴孔113，销轴安装在销轴孔113上，销轴孔113能够在预设开孔区上调整开孔位置和开孔尺寸，以调整行星架的适用条件。使用时，针对不同的技术参数需求，在半成品行星架的结构上只需要调整销轴孔113的位置即可实现多种速比等技术要求，采用模块化和标准化等先进设计理念，设计简洁，提高了半成品行星架的适用性；减少非标设计，减少图纸等资料存档保管，减少重复劳动，节省劳动力；半成品行星架对毛坯的要求不高，同一个模具做出来的毛坯可以应用在规划范围的所有结构，规划范围即第一极限条件和第二极限条件之间的使用条件范围，便于储存毛坯，优化库存，降本提效；便于后期根据不同订单进行产品设计，缩短交货时间和提高了市场竞争力。

根据使用条件，当销轴孔113在第一销轴孔111和第二销轴孔112之间调整时，对于整个行星级传动的计算和校核来说，中心距在调整在变化，太阳轮和行星轮的大小、齿数等在变化，于是单级行星传动的速比在变化；同时整体结构固定，局部可微调，调整方便，达到了预期的目的。

行星架上安装多个行星轮，行星轮与销轴一一对应设置，销轴与行星架上的销轴孔113一一对应设置，可选地，侧板1上包括多个预设开孔区，各个预设开孔区沿侧板1的周向均匀间隔设置，便于后续使用时各个销轴孔113的中心距调整，且均匀设置的销轴孔113使行星架结构受力更均匀。本实施例中，设有三个销轴孔113。可选地，初始行星架上还设置有多个立柱2，立柱2与预设开孔区间隔设置。

可选地，侧板1上设置有与预设开孔区相对应的凸台11，以便于区分预设开孔区结构，可选地，凸台11与侧板1之间设置有倒圆角。其他实施例中，也可以通过在侧板1上开设有与预设开孔区相对应的凹槽等结构，凹槽与侧板1之间设置有倒圆角，不作限定。

可选地，初始行星架包括两个侧板1，两个侧板1与立柱2形成内部空腔，销轴和行星轮均安装在内部空腔内。可选地，当两个侧板1与立柱2为一体结构时，可在一个侧板1上设置有预设开孔区，在一个侧板1上开设销轴孔113时，另一个侧板1上的销轴孔113的位置相对开设即可；可选地，当两侧侧板1与立柱2为分体结构时，则需在两个侧板1上均设置预设开孔区，以便于分别开设销轴孔113，并使两个侧板1上的销轴孔113一一对应，提高结构精度。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。