CN100359211C

CN100359211C - 多点啮合齿轮减速装置

Info

Publication number: CN100359211C
Application number: CNB2003101167564A
Authority: CN
Inventors: 钱钢; 姚朝胜
Original assignee: SHANGDONG DESIGN INST OF METALLURGY
Current assignee: SHANGDONG DESIGN INST OF METALLURGY
Priority date: 2003-11-21
Filing date: 2003-11-21
Publication date: 2008-01-02
Anticipated expiration: 2023-11-21
Also published as: CN1619185A

Abstract

本发明涉及一种多点啮合齿轮减速装置。它用于解决传统齿轮减速装置中，齿轮副的传动能力未能充分发挥的问题。本减速装置包含机壳和齿轮副，其特点是，与其中心齿轮(2)相啮合的是多个齿轮(3)且驱动多个齿轮(3)的是多点传动的平行四连杆机构。本发明能够比较充分地挖掘出齿轮副传递扭矩的能力，可使承载能力相同的齿轮减速装置的尺寸与重量大幅度地降低，从而使制造成本也大幅度降低。作为一种通用装置，本发明可以广泛用于多种行业。在大型齿轮减速器中，特别是在重型齿轮减速器中，它的优势更容易得到体现，与传统减速器相比，能够使具有相同承载能力的减速器的重量减少50%或者更多。

Description

多点啮合齿轮减速装置

技术领域

本发明涉及一种多点啮合齿轮减速装置。

背景技术

化学工业出版社于2002年1月出版的、由成大先主编的《机械设计手册》第四版，是目前影响力最强、版本最新的机械设计手册之一。在该手册第4卷第16-28页到16-38页之间，描述的是“减速器典型结构示例”。在该手册第3卷第15-5页到15-10页之间，描述的是“多点啮合柔性传动的常用结构形式”。

从中不难看出，现有齿轮减速装置还存在一些缺点：

1.齿轮传动的能力没有得到充分地发挥。例如，通常的齿轮减速装置常采用一对齿轮相啮合的传动方式，这样，就浪费了可以同时安排多对齿轮相啮合的机会；再例如，在技术相对比较先进的柔性传动装置中，虽然也采用了多对齿轮相啮合的传动方式，但是，仍然浪费了可以同时安排更多对齿轮相啮合的机会；其结果是，在很多情况下损失了数倍的承载能力。

2.在传动比比较大的情况下，难以实现齿轮副的等寿命设计。在设计中，虽然会对小齿轮选用更好的材质和进行更好的热处理，但是，仅仅由于小齿轮的失效而导致整个齿轮副的报废的现象，已经被许多人熟视无睹，造成了社会财富的大量浪费。

3.由于浪费了可以同时安排更多对齿轮相啮合的机会，导致了在同等额定输出扭矩的情况下，传统的齿轮减速装置的尺寸、重量较大，占用的空间以及制造成本也相应大幅度提高的后果。

发明内容

本发明的目的在于，设计出一种能够克服上述缺点的具有体积较小、重量较轻、性能价格比更加优良的新型齿轮减速装置。

本发明的基本构思是：取某一齿轮为中心齿轮，与该中心齿轮相啮合的是多个齿轮且驱动与其中心齿轮相啮合的多个齿轮的是多点传动的平行四连杆机构。

在其传动链中设有均载装置时，可获得防止产生过大的载荷不均的效果。特别是所述的均载装置是径向弹簧或者是开有均载槽的孔盘时，将具有更好的综合效果。

当与其中心齿轮相啮合的多个齿轮的齿数和接近或大于等于其中心齿轮的齿数时，齿轮的承载能力可获得充分地发挥。特别是当与其中心齿轮相啮合的多个齿轮的齿数和约等于其中心齿轮的齿数时，容易实现整个齿轮副的等寿命设计。

作为量化表达，可使与其中心齿轮相啮合的多个齿轮的齿数和大于其中心齿轮的齿数的0.9倍。为了便于实现整个传动副的等寿命设计，还可以使与其中心齿轮相啮合的多个齿轮的齿数和在其中心齿轮的齿数的0.9倍和1.1倍之间。

在本装置中装有平衡块，可有效地提高它的额定转速。

附图说明

本发明共有附图5页，共9幅。其中，图1是实施例一的结构简图；图2是实施例一的机构简图；图3、图4、图5用以展示径向弹簧7的各种形式；图6则用来表示双侧平衡块9的位置安排；图7是具有均载功能的一种孔盘的简图；图8、图9是用于表示多点传动的平行四连杆机构的两种变形机构。

具体实施方式

下面就实施例并结合附图进行进一步地说明。

实施例一，如图1所示。图中，1是机壳，2是中心齿轮，3是与中心齿轮2相啮合的多个齿轮且驱动与其中心齿轮相啮合的多个齿轮的是由曲柄4、孔盘5和曲轴6组成的多点传动的平行四连杆机构。图2是实施例一的机构简图，以进一步说明由曲柄4、孔盘5和曲轴6组成的多点传动的平行四连杆机构的运动关系。需要特别一提的是，多点传动的平行四连杆机构可以有多种变形，图8、图9所示的是其中的两种。在图8中，仅仅是将曲轴6的位置移到了旁边；而在图9中，则是将曲轴6分列于两侧，以便于进行双驱动，以避免曲轴6旁置时进行单驱动造成载荷不均的现象。请注意，图8、图9中，孔盘的形状有所变化，但是，其作用和工作原理并没有改变，因此，仍将其记作孔盘5，至于曲柄4，也是继续使用了原来的记号。

为了降低加工要求，改善传动质量，本装置采用了均载装置。具体到本实施例，是采用了径向弹簧7作为均载装置。该径向弹簧7可以制成如图3、图4或图5所示的各种形式等。其中，图3所示的径向弹簧的变形体是位于内外圈之间的橡胶环；图4所示的径向弹簧的变形体是位于内外圈之间的薄壁弹性钢环；图5所示的径向弹簧的变形体是位于内外圈之间的两个C形环；当然，变形体的形状可以有很多，不便于在此继续罗列了。

均载装置还可以采用其它形式，如，能够限制最大扭矩的联轴器、杆状扭转弹簧等。

需要补充说明的一点是，由于孔盘5是一个尺寸较大的零件，因此，它为前面叙述过的具有均载功能的装置与该零件合二为一提供了可能性。图7是具有均载功能的一种孔盘的简图，并将这种形式的孔盘记作孔盘10。其中，11是用于驱动曲柄的孔，12是制有孔11的杆，该杆之所以制成比较特殊的形状，它的目的在于，当驱动曲柄的孔11受到任意方向的力时，通过该杆12的变形，使得孔11的中心线所在处，在各个方向上具有基本相同的刚度且具有较大的弹性变形量，以实现均衡载荷、补偿综合制造误差的功能。因此，它本身也是具有均载功能的一种装置。

与其他均载装置相比，由于径向弹簧7和孔盘10具有通过任意方向的变形来补偿综合制造误差、实现各个齿轮基本均载的功能，因而具有独特的作用。

在本实施例中还装有平衡块8，用于曲轴转速较高但不太高时对孔盘5的平衡；当曲轴的转速进一步提高后，宜使用如图6所示的双侧平衡块9，以消除因使用单侧平衡块带来的附加扭矩。在图6中，其它序号的含义与图1中所注的序号的含义相同。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1.能够比较充分地挖掘齿轮副传递扭矩或者说功率的能力，可使承载能力相同的齿轮传动装置的尺寸与重量大幅度的降低。

2.可以收到由于重量的大幅度降低和尺寸的大幅度减少而带来的制造费用的相应降低的双重经济效益和社会效益。

3.本装置结构较紧凑，占用空间小。

实现本发明的最佳方案是：从设计工作入手，采用推出新型系列产品和在现有产品的大修改造的过程中对原有产品进行替代的双管齐下的方针，进行专业化生产。

具体操作过程中，以下各点应予以重视：1.与曲柄联结的齿轮的轮齿与曲柄上的偏心轴存在角度要求；2.与曲柄联结的齿轮与曲柄最好分拆成组合式结构，否则，应重新考虑其装配条件；3.各转动零件，特别是曲柄、曲轴(及其组合)应按设计规范进行相应的动、静平衡；4.轴承以尽量选用滚动轴承为好，并注意进行合理的组合设计；5.对各齿轮的安装孔以及孔盘上的各孔，应当提出明确而合理的位置度要求；6.注意润滑的可靠性等。

Claims

1.一种多点啮合齿轮减速装置，它包括机壳和齿轮副，其特征在于，与其中心齿轮(2)相啮合的是多个齿轮(3)且驱动与其中心齿轮相啮合的多个齿轮(3)的是多点传动的平行四连杆机构((4)、(5)和(6))。

2.如权利要求1所述的多点啮合齿轮减速装置，其特征在于，其传动链中设有均载装置(7)或(10)。

3.如权利要求2所述的多点啮合齿轮减速装置，其特征在于，所述的均载装置是径向弹簧(7)。

4.如权利要求2所述的多点啮合齿轮减速装置，其特征在于，所述的均载装置是孔盘(10)。

5.如权利要求1、2、3或4所述的多点啮合齿轮减速装置，其特征在于，与其中心齿轮(2)相啮合的多个齿轮(3)的齿数和大于其中心齿轮(2)的齿数的0.9倍。

6.如权利要求5所述的多点啮合齿轮减速装置，其特征在于，与其中心齿轮(2)相啮合的多个齿轮(3)的齿数和在其中心齿轮(2)的齿数的0.9倍和1.1倍之间。

7.如权利要求1、2、3或4所述的多点啮合齿轮减速装置，其特征在于，装有平衡块(8)或(9)。