CN100348889C - 陀螺减速器 - Google Patents

Abstract

一种陀螺减速器涉及少齿差行星减速器，广泛应用于精密和动力传动中。本发明解决了现有进动减速器精度低、间隙难调、受力特性不好及结构复杂、制造加工难的问题。本发明包括壳体、曲枴套、输入轴、滚柱、挡圈、轴承、输出端齿轮、陀螺运动件、固定端齿轮，输出端齿轮的右端、陀螺运动件和固定端齿轮的左端位于壳体的圆孔内；由陀螺运动件左、右端面上的空间共轭工作曲面和固定端齿轮、输出端齿轮上的滚柱形成啮合副，其空间共轭曲面为规则进动时，形成的输出端齿轮和固定端齿轮上的滚柱的包络面；本发明结构简单，制造加工容易，保证了传动的精确啮合及多齿啮合特性；啮合副间隙可调，且近似纯滚动，能获得高的传动精度和效率，承载能力大。

Description

陀螺减速器

技术领域：

本发明涉及少齿差行星减速器，特别是一种精密和动力传动装置。

背景技术：

1998年6月16日，沈阳工业大学以《进动减速机》向中国国家知识产权局提交了实用新型专利申请，申请号为98237974.9，1999年9月11日被授予专利权。该减速机包括端盖、机体和分置于端盖、机体上的输入、输出轴。输入轴置于机体内的中间部分为空心的曲轴，行星齿轮通过一对滚动轴承置于该空心的曲轴上，该行星齿轮的两端分别通过两个圆锥形滚子齿圈与设在端盖上的固定中心锥齿轮和设在输出轴上的可动中心锥齿轮相啮合。该减速机存在以下不足：整个传动装置是基于啮合轮齿接触线通过规则进动的定点设计的，因此必须采用圆锥滚子及锥齿轮啮合构件，且设计要求空心圆柱的中心线与进动中心的水平中心线的倾角α必须大于曲轴的轴心线与进动中心的水平中心线的倾角θ，以实现动平衡，结构复杂；进动件须在两端锥面上打销孔以放入圆锥形滚子，构成行星锥滚轮，制造困难，很难保证所有圆锥形滚子的中心线都通过定点，从而影响啮合传动的准确性，因此该装置传动精度低，并且轴向间隙难以调整；圆锥形滚子在啮合过程中将产生轴向力，对啮合零件的力学特性带来不良影响。

发明内容：

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种结构简单，制造加工容易，传动精度高，间隙可调，受力特性好的陀螺减速器。

为实现上述发明目的，其技术解决方案是：该减速器包括壳体、输出端齿轮、陀螺运动件、曲枴套、固定端齿轮、输入轴、滚柱、挡圈、轴承。输出端齿轮左端的柱形凸台伸入壳体左端底部上的通孔内，输出端齿轮的左端端面上有连接孔，位于壳体内的圆孔左端的输出端齿轮的左端侧面有一圆环形凸台，该圆环形凸台上装有径向和轴向间隔排列的滚柱，该滚柱与壳体内的圆孔左端的底面和壳体内的圆孔内壁活动配合，沿输出端齿轮的右端轴线上有一盲孔，该盲孔内装有轴承，该轴承装在输入轴的左端上，在输出端齿轮的右端面的圆周上均匀分布有相同的圆弧形槽，其上的圆弧形槽的一端与输出端齿轮右端侧面相应位置相通，圆弧形槽的另一端与输出端齿轮右端面上的圆环形槽相应位置相通，每一圆弧形槽中装有滚柱，构成输出端齿轮右端面上的齿，每一滚柱的两端均为相同凸面，每一滚柱位于内、外挡圈之间，且滚柱两端凸面分别与内、外挡圈活动配合，内挡圈位于输出端齿轮右端面的圆环形槽内；固定端齿轮盖在壳体内的圆孔右端的开口孔上，并与壳体右端面固定连接，在固定端齿轮右端面上有连接孔，沿固定端齿轮的轴线上有圆通孔，在固定端齿轮左端的圆孔内装有轴承，该轴承装在输入轴的右端上，固定端齿轮的左端有与壳体内的圆孔的右端活动配合的圆环形凸台，在固定端齿轮的左端面的圆周上均匀分布有相同的圆弧形槽，其上的圆弧形槽的一端与固定端齿轮左端外侧面相应位置相通，该圆弧形槽的另一端与固定端齿轮左端面上的圆环形槽相应位置相通，每一个圆弧形槽中装有滚柱，构成固定端齿轮左端面上的齿，且所有滚柱与装入输出端齿轮右端面上圆弧槽内的滚柱形状相同，固定端齿轮左端面上的圆弧形槽中的滚柱的两端凸面分别与壳体内的圆孔内壁的对应位置和与装入固定端齿轮左端面上的圆环形槽内的挡圈的外侧面的相应位置活动配合；曲枴套装在输入轴右端的圆环形凸台和固定端齿轮内的轴承之间的输入轴上，并与输入轴过渡配合，曲枴套上装有轴承，该轴承装入陀螺运动件的轴线上的圆通孔内；陀螺运动件的轴线与输入轴的轴线之间的夹角为大于0度而小于等于45度，陀螺运动件位于输出端齿轮和固定端齿轮之间的壳体中的圆孔内，陀螺运动件左、右端端面上的齿数分别与输出端齿轮右端端面上的齿数和固定端齿轮左端端面上的齿数相差一个齿，输出端齿轮右端面上圆弧形槽中的滚柱和固定端齿轮左端面上圆弧形槽中的滚柱分别与陀螺运动件左、右端面上的共轭工作曲面形成啮合副，曲枴套，曲枴套上的轴承，该轴承上的陀螺运动件的质心与规则进动的定点重合。

本发明与现有技术相比，其技术效果是：装置中的啮合副按规则进动形成共轭曲面，而设计时仅需陀螺运动件、曲枴套及其上的轴承的质心与规则进动的定点重合，其接触线不要求通过定点，无需设置专门的动平衡构件，因此大大简化了装置的结构；输出端齿轮和固定端齿轮为其端面上均布的圆弧槽及活动的滚柱构成，制造加工容易，可保证传动过程的精确啮合及多齿啮合特性，即同时啮合齿数可达滚柱数的一半，而多齿啮合的误差均化效应可使传动装置获得高的传动精度；通过磨削壳体右端面的高度或设置调整垫片，可调整啮合的间隙至无间隙状态，从而实现严格的无侧隙啮合，获得“零”回差特性；由于端齿轮的轮齿为圆柱形状，啮合过程无轴向力，从而改善了啮合件的受力特性。此外，采用专用的径向/轴向轴承支承，可获得高的承载能力并减小装置的体积。

附图说明：

图1为陀螺减速器的主剖视图。

图2为陀螺减速器各零件分开按1∶4的比例缩小后的立体图。

图3为固定端齿轮按1∶2的比例缩小后的左视图。

图4为图3中的A-A剖视图。

图5为固定端齿轮按1∶2的比例缩小后的右视图。

图6为固定端齿轮按1∶2的比例缩小后的俯视图。

图7为固定端齿轮按1∶2的比例缩小后的立体图。

图8为陀螺运动件按1∶2的比例缩小后的主剖视图。

图9为陀螺运动件按1∶2的比例缩小后的立体图。

图10为陀螺运动件按1∶2的比例缩小后的右视图。

图11为陀螺运动件按1∶2的比例缩小后的左视图。

图12为输出端齿轮按1∶2的比例缩小后的左视图。

图13为图12的B-B剖视图。

图14为输出端齿轮按1∶2的比例缩小后的右视图。

图15为输出端齿轮按1∶2的比例缩小后的俯视图。

图16为输出端齿轮按1∶2的比例缩小后的立体图。

在图1中：

1-轴承                   2-挡圈          3-壳体

4-专用径向/轴向轴承      5-输出端齿轮    6-挡圈

7-滚柱                   8-轴承          9-陀螺运动件

10-曲枴套                11-滚柱         12-螺钉

13-挡圈                  14-固定端齿轮   15-轴承

16-输入轴

具体实施方式：

在图1和图2中，陀螺运动件9右端是输入端，左端是输出端。输出端齿轮5左端的圆柱形凸台伸入到壳体3左端底部上的圆通孔内，输出端齿轮5的左端端面的同一圆环上均匀分布有连接圆孔，位于壳体3内的圆孔左端的输出端齿轮5的左端侧面有一圆环形凸台，该圆环形凸台上装有径向和轴向间隔排列的滚柱，即专用径向/轴向轴承4，该滚柱与壳体内的圆孔左端的底面和壳体内的圆孔内壁活动配合，沿输出端齿轮5的右端轴线上有一盲孔，该盲孔内装有轴承1，该轴承装在输入轴16的左端上，在输出端齿轮5的右端面的圆周上均布有相同的10个圆弧形槽，其上的圆弧形槽的一端与输出端齿轮右端侧面相应位置相通，圆弧形槽的另一端与输出端齿轮右端面上的一圆环形槽相应位置相通，每一圆弧形槽中装有滚柱7，构成输出端齿轮5右端面上的齿，每一滚柱的两端均为相同球冠，每一滚柱位于内、外挡圈2、6之间，且滚柱两端球冠分别与内、外挡圈的外、内侧面活动配合，内挡圈2位于输出端齿轮5右端面的圆环形槽内；固定端齿轮14盖在壳体3内的圆孔右端的开口孔上，通过螺钉12与壳体3右端面固定连接，在固定端齿轮14右端面上有连接孔，沿固定端齿轮14的轴线上有由半径不同的圆孔组成的圆通孔，在固定端齿轮14左端的圆孔内装有轴承15，该轴承装在输入轴16的右端上，固定端齿轮14的左端有与壳体内的圆孔右端活动配合的圆环形凸台，在固定端齿轮14的左端面的圆周上均匀分布有相同的9个圆弧形槽，其上的圆弧形槽的一端与固定端齿轮左端外侧面相应位置相通，该圆弧形槽的另一端与固定端齿轮14左端面上的圆环形槽相应位置相通，每一个圆弧形槽中装有滚柱11，构成固定端齿轮左端面上的齿，固定端齿轮左端面上的圆弧形槽中的滚柱11的两端球冠分别与壳体3内的圆孔内壁的相应位置和与装入固定端齿轮14左端面上的圆环形槽内的挡圈13相应位置活动配合，装入固定端齿轮14左端面上的圆弧形槽中的滚柱11与装入输出端齿轮5右端面上的圆弧形槽中的滚柱7形状、大小相同；曲枴套10装在输入轴16右端的圆环形凸台和固定端齿轮14内的轴承15之间的输入轴16上，并与输入轴16过渡配合，曲枴套10上装有轴承8，该轴承装入陀螺运动件9的轴线上的圆通孔内，陀螺运动件9的轴线与输入轴16的轴线间有2.5°的夹角；陀螺运动件9位于输出端齿轮5和固定端齿轮14之间的壳体中的圆孔内，陀螺运动件9左、右端端面上的齿数分别与输出端齿轮5右端端面上的齿数和固定端齿轮14左端端面上的齿数相差一个齿，分别为11和10；输出端齿轮5右端面和固定端齿轮14左端面上的齿分别由其端面上均匀分布的圆弧形槽及其中的活动滚柱7、11构成，以保证传动过程的精确啮合及多齿啮合特性，同时啮合齿数可达滚柱数的一半，而多齿啮合的误差均化效应可使传动装置获得高的传动精度，且由于输出端齿轮和固定端齿轮的轮齿为圆柱形状，啮合过程无轴向力，从而改善了啮合件的受力特性；输出端齿轮5右端面上圆弧形槽中的滚柱7和固定端齿轮14左端面上圆弧形槽中的滚柱11分别与陀螺运动件9左、右端面上的共轭工作曲面形成啮合副，通过磨削壳体3右端面的高度或在壳体3的右端面上装上调整垫片，以调整啮合的间隙至无间隙状态，从而实现严格的无侧隙啮合，获得“零”回差特性；陀螺运动件9、曲枴套10及其上的轴承8的质心与规则进动的定点重合，定点即为陀螺运动件轴心线与输入轴轴心线的交点；啮合轮齿的接触线不要求通过定点，无需设置专门的动平衡构件，大大简化了装置的结构；输出端齿轮5的左端由专用径向/轴向轴承4支承在壳体3内的圆孔左端底面及壳体内的圆孔内壁上，可获得高的承载能力并减小装置的体积。

Claims (2)

1  一种陀螺减速器，包括壳体，曲枴套，输入轴，滚柱，挡圈，轴承；其特征在于：输出端齿轮左端的柱形凸台伸入壳体左端底部上的通孔内，输出端齿轮的左端端面上有连接孔，位于壳体内的圆孔左端的输出端齿轮的左端侧面有一圆环形凸台，该圆环形凸台上装有径向和轴向间隔排列的滚柱，该滚柱与壳体内的圆孔左端的底面和壳体内的圆孔内壁活动配合，沿输出端齿轮的右端轴线上有一盲孔，该盲孔内装有轴承，该轴承装在输入轴的左端上，在输出端齿轮的右端面的圆周上均匀分布有相同的圆弧形槽，其上的圆弧形槽的一端与输出端齿轮右端侧面相应位置相通，圆弧形槽的另一端与输出端齿轮右端面上的圆环形槽相应位置相通，每一圆弧形槽中装有滚柱，构成输出端齿轮右端面上的齿，每一滚柱的两端均为相同凸面，每一滚柱位于内、外挡圈之间，且滚柱两端凸面分别与内、外挡圈活动配合，内挡圈位于输出端齿轮右端面的圆环形槽内；固定端齿轮盖在壳体内的圆孔右端的开口孔上，并与壳体右端面固定连接，在固定端齿轮右端面上有连接孔，沿固定端齿轮的轴线上有圆通孔，在固定端齿轮左端的圆孔内装有轴承，该轴承装在输入轴的右端上，固定端齿轮的左端有与壳体内的圆孔的右端活动配合的圆环形凸台，在固定端齿轮的左端面的圆周上均匀分布有相同的圆弧形槽，其上的圆弧形槽的一端与固定端齿轮左端外侧面相应位置相通，该圆弧形槽的另一端与固定端齿轮左端面上的圆环形槽相应位置相通，每一个圆弧形槽中装有滚柱，构成固定端齿轮左端面上的齿，且所有滚柱与装入输出端齿轮右端面上圆弧槽内的滚柱形状相同，固定端齿轮左端面上的圆弧形槽中的滚柱的两端凸面分别与壳体内的圆孔内壁的对应位置和与装入固定端齿轮左端面上的圆环形槽内的挡圈的外侧面的相应位置活动配合；曲枴套装在输入轴右端的圆环形凸台和固定端齿轮内的轴承之间的输入轴上，并与输入轴过渡配合，曲柺套上装有轴承，该轴承装入陀螺运动件的轴线上的圆通孔内；陀螺运动件的轴线与输入轴的轴线之间的夹角为大于0度而小于等于45度，陀螺运动件位于输出端齿轮和固定端齿轮之间的壳体中的圆孔内，陀螺运动件左、右端端面上的齿数分别与输出端齿轮右端端面上的齿数和固定端齿轮左端端面上的齿数相差一个齿，输出端齿轮右端面上圆弧形槽中的滚柱和固定端齿轮左端面上圆弧形槽中的滚柱分别与陀螺运动件左、右端面上的共轭工作曲面形成啮合副，曲枴套，曲柺套上的轴承，该轴承上的陀螺运动件的质心与规则进动的定点重合。

2  根据权利要求1所述的陀螺减速器，其特征在于在壳体的右端面装有调整垫片。

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