CN101225870A - 行星齿轮联轴器 - Google Patents

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魏文军
卫颖倩
李海涛
刘平义
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Abstract

本发明公开了一种行星齿轮联轴器，属于一种机械传动装置。技术方案包括中心齿轮1及其上的半联轴器花键3、中心齿轮2及其上的半联轴器花键4、行星齿轮5、内齿轮6及与之固连的壳体7组成并列行星轮系1(2)－5－6，由并列中心齿轮1输入动力、2输出动力。中心齿轮1、中心齿轮2、行星齿轮5及内齿轮6各齿数关系需满足z6＝z1+2·z5和z1＝z2，行星齿轮5是宽齿外齿轮，同时与内齿轮6及中心齿轮1、2啮合传动，其轴线处于自由浮动状态。本发明采用行星齿轮机构的并列中心齿轮传递运动和动力，结构简单，工作可靠，且易于加工制造，与普通齿轮联轴器相比，两连接轴线之间允许更大的径向偏移量和一定的轴线不平行度。

Description

行星齿轮联轴器
技术领域
本发明涉及一种行星齿轮联轴器，属于一种机械传动装置。与普通齿轮联轴器不同的是，这种行星齿轮联轴器可补偿两联接轴之间较大的径向偏移和一定的轴交角变动，从而使联轴器具有较强的适应能力，延长使用寿命。可广泛应用于冶金、化工、机械、车船、电子等行业。
技术背景
齿轮联轴器是刚性联轴器，因为普通齿轮联轴器所允许的两联接轴之间径向偏移量小，导致对两联接轴的对中性要求较高。为了能补偿两轴的径向偏移，现有技术有两类，一类是在普通齿轮联轴器的轮齿间留有较大的间隙，但由于这种间隙的增大是有限的，而且过大的间隙会导致磨损加剧，所以对两轴径向偏移的补偿能力是有限的。另一类是利用弹性材料如橡胶、皮带、尼龙、弹性金属片等的材料特性增大对三向误差的补偿为很多人所采用，例如申请号为94244753.0的实用新型专利，它公开了一种内齿形弹性联轴器，其增大补偿量的原理为：带有内齿的套筒为弹性体材料制作，其与主、从动轴套上的外齿啮合传递扭矩，可允许较大的轴向、径向、和角位移，但其承载能力差、传递精度低、与普通齿轮联轴器相比增加了特殊零件，适用能力不强。
发明内容
本发明的目的是要提供一种行星齿轮联轴器，在被普遍采用的普通齿轮联轴器的基础上增加一级浮动行星齿轮传动，为两联接轴之间的径向偏移提供了更大的空间补偿能力，同时允许一定的轴线不平行度。
为了达到本发明的目的所采取的技术方案包括中心齿轮1及其上的半联轴器花键3、中心齿轮2及其上的半联轴器花键4、行星齿轮5、内齿轮6及与之固连的壳体7组成并列行星轮系1(2)-5-6，由并列中心齿轮1输入动力、2输出动力，构成本发明行星齿轮联轴器(如图1)。中心齿轮1、中心齿轮2、行星齿轮5及内齿轮6各齿数关系需满足z6＝z1+2·z5和z1＝z2，同时满足正确啮合传动条件和连续传动条件，行星齿轮5是宽齿外齿轮，同时与内齿轮6及中心齿轮1、2啮合传动，其轴线处于自由浮动状态，中心齿轮1、2转速相等，由于行星齿轮5的轴线处于自由浮动状态，本发明行星齿轮联轴器较普通齿轮联轴器允许两连接轴线之间具有更大的径向偏移量和一定的轴线不平行度。
上述行星齿轮联轴器中，行星齿轮5沿圆周方向均布k(k＝2、3、4、5、…)个于中心齿轮1、2与内齿轮6之间，齿轮模数m及k的大小与行星齿轮联轴器所传递的功率成正比。
上述行星齿轮联轴器中，中心齿轮1、2上的半联轴器花键3、4可以由一个或多个平键代替。
上述行星齿轮联轴器中，壳体7可以是自由转动的(如图1)，中心齿轮1和2的转速相等，行星齿轮5和内齿轮6自由转动。
上述行星齿轮联轴器中，壳体7可以是被限制转动的(如图2)，中心齿轮1和2的转速相等，n6＝0，行星齿轮5具有自转和公转，其中自转转速为n5z＝-n1·(z6/z5)·z1/(z1+z6)，公转转速为n5g＝n1·z1/(z1+z6)，绝对转速为n5＝-n1·z1/(2·z5)。
上述行星齿轮联轴器中，壳体7可以是被固定的(如图3)，中心齿轮1和2的转速相等，n6＝0，行星齿轮5的绝对转速为n5＝-n1·z1/(2·z5)。
上述行星齿轮联轴器中，去除内齿轮6而给行星齿轮5增加系杆8，系杆8与壳体7固连(如图4)，行星齿轮5与系杆8转动连接，系杆8的个数与行星齿轮5的个数k相同，其中，壳体7可以是自由转动的、被限制转动或被固定的，中心齿轮1和2的转速相等。
上述行星齿轮联轴器中，可以保留内齿轮6而给行星齿轮5增加系杆8，系杆8及内齿轮6均与壳体7固连(如图5)，行星齿轮5与系杆8转动连接，系杆8的个数与行星齿轮5的个数k相同，壳体7必须是自由转动的，中心齿轮1和2的转速相等。
本发明采用行星齿轮机构的并列中心齿轮传递运动和动力，结构简单，工作可靠，且易于加工制造，可以通过选择设计参数或改变配置形式以便满足不同工作状况的需要。
附图说明
图1为行星齿轮联轴器的机构原理图；
图2为壳体被限制转动的行星齿轮联轴器的机构示意图；
图3为壳体被固定的行星齿轮联轴器的机构示意图；
图4去除内齿轮而给行星轮增加系杆的行星齿轮联轴器的机构示意图；
图5为给行星轮增加系杆而壳体须自由转动的行星齿轮联轴器的机构示意图；
图6为行星齿轮联轴器的三维示意图；
图7为行星齿轮联轴器连接电机和风机的示意图。
具体实施方案
下面根据附图对本发明的实施例进行描述。
图1所示的行星齿轮联轴器，包含中心齿轮1及其上的半联轴器花键3、中心齿轮2及其上的半联轴器花键4、行星齿轮5、内齿轮6及与其固连的壳体7组成并列行星轮系1(2)-5-6，由并列中心齿轮1输入动力、2输出动力；中心齿轮1、中心齿轮2、行星齿轮5及内齿轮6具有相同的模数m、压力角α，各轮齿数关系需满足z6＝z1+2·z5和z1＝z2，齿側间隙大于零，齿顶间隙较正常顶隙大；行星齿轮5是宽齿外齿轮，在远离联轴器轴线的一侧与内齿轮6啮合传动、在靠近联轴器轴线的一侧与中心齿轮1和2同时啮合传动，其轴线处于自由浮动状态；由于行星齿轮5的轴线处于自由浮动状态，行星齿轮联轴器较普通齿轮联轴器允许两连接轴线之间具有更大的径向偏移量和一定的轴线不平行度。本实施例中行星齿轮5的数量k＝4，壳体7自由转动，行星齿轮5和内齿轮6自由转动，中心齿轮1、2转速相等，由并列中心齿轮1、2传递运动和动力，其三维图如图6所示。
图2所示的行星齿轮联轴器，壳体7被限制转动；图3所示的行星齿轮联轴器，壳体7固定；两种情况下n6＝0，中心齿轮1和2的转速相等，行星齿轮5具有自转和公转，其中自转转速为n5z＝-n1·(z6/z5)·z1/(z1+z6)，公转转速为n5g＝n1·z1/(z1+z6)，绝对转速为n5＝-n1·z1/(2·z5)。本实施例是将图1所示的行星齿轮联轴器壳体7的自由转动变为限制转动或固定而实现，由并列中心齿轮1、2传递运动和动力。
图4所示的行星齿轮联轴器，去除内齿轮6而给行星齿轮5增加系杆8，系杆8与壳体7固连，行星齿轮5与系杆8转动连接，系杆8的个数与行星齿轮5的个数k相同，其中，壳体7可以是自由转动的、被限制转动或被固定的，中心齿轮1和2的转速相等，由并列中心齿轮1、2传递运动和动力。本实施例(图4)是壳体7自由转动时去除内齿轮6增加系杆8的行星齿轮联轴器。
图5所示的行星齿轮联轴器，保留内齿轮6而给行星齿轮5增加系杆8，系杆8及内齿轮6均与壳体7固连，行星齿轮5与系杆8转动连接，系杆8的个数与行星齿轮5的个数k相同，壳体7必须是自由转动的，中心齿轮1和2的转速相等，由并列中心齿轮1、2传递运动和动力。本实施例是将图1所示的行星齿轮联轴器的行星齿轮5增加系杆8得到的。
图7所示行星齿轮联轴器连接电机和风机，中心齿轮1通过花键3与电机9的轴连接，中心齿轮2通过花键4与风机10的轴连接，由行星齿轮联轴器连接电机9和风机10为风机提供动力；若将风机改换成泵，由行星齿轮联轴器连接电机和泵，同样可以为泵提供工作动力。
在以上实施例中，主动轴的运动和动力通过花键3、中心齿轮1、行星齿轮5、内齿轮6或(和)系杆8、中心齿轮2和花键4传递至从动轴，可以看出其传递过程比普通齿轮联轴器多了一级行星齿轮的啮合，从而增加了两联接轴可允许的径向偏移量，具有较好的适应性能与较低的安装要求，减小应力集中，降低磨损，增加使用寿命，可广泛应用于冶金、化工、机械、车船、电子等行业。

Claims (6)

1.行星齿轮联轴器包括：中心齿轮1及其上的半联轴器花键3、中心齿轮2及其上的半联轴器花键4、行星齿轮5、内齿轮6及与之固连的壳体7组成并列行星轮系1(2)-5-6，由并列中心齿轮1输入动力、2输出动力。
2.根据权利要求1所述的行星齿轮联轴器，其特征在于，行星齿轮5沿圆周方向均布k(k＝2、3、4、5、…)个于中心齿轮1、2与内齿轮6之间。
3.根据权利要求1所述的行星齿轮联轴器，其特征在于，中心齿轮1、2上的半联轴器花键3、4可以由一个或多个平键代替。
4.根据权利要求1所述的行星齿轮联轴器，其特征在于，壳体7可以是自由转动、被限制转动或被固定。
5.根据权利要求1所述的行星齿轮联轴器，其特征在于，去除内齿轮6而给行星齿轮5增加系杆8，系杆8与壳体7固连，行星齿轮5与系杆8转动连接，系杆8的个数与行星齿轮5的个数k相同，壳体7可以是自由转动、被限制转动或被固定。
6.根据权利要求1所述的行星齿轮联轴器，其特征在于，可以保留内齿轮6而给行星齿轮5增加系杆8，系杆8及内齿轮6均与壳体7固连，行星齿轮5与系杆8转动连接，系杆8的个数与行星齿轮5的个数k相同，壳体7必须是自由转动。
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