CN101761633A - 一种四级传动复合式减速机及其减速方法 - Google Patents

一种四级传动复合式减速机及其减速方法 Download PDF

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    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
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Abstract

本发明为一种四级传动复合式少齿差减速机及其减速方法。该四级传动复合式少齿差减速机为锥齿轮-行星-平行轴-少齿差四级传动,其结构包括:输入齿轮副、中间行星齿轮副、平行轴齿轮副、输出少齿差齿轮副、箱体和端盖。该四级传动复合式少齿差减速机的减速方法的原理是通过一级传动锥齿轮传动,二级传动行星传动,三级传动平行轴传动和四级传动少齿差传动来实现减速机减速。本发明大幅度地提高了立式减速机的传动速比和输出扭矩,且承载和过载能力强;振动噪声小,散热快,提高了齿轮加工精度,加工精度易保证,同时还减小了整机的体积和重量,大大降低了大功率立式减速机的制造成本,也缩短了生产周期。

Description

一种四级传动复合式减速机及其减速方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种减速器及其减速方法,尤其一种四级传动的复合式减速机及其减
速方法。
背景技术
[0002] 多级传动减速机具有结构紧凑、传动比大、多齿啮合、超载性好等优点,广泛应用在冶金、矿山、化工、建筑、农业、交通运输、发电等行业的机械设备中,尤其在重型机械设备更是应用广泛。因此,研制性能优良的少差齿减速装置,对我国机械设备行业的生产有重大作用,对促进国发经济发展有重要意义。
[0003] 现有的减速装置,如申请号为200610054438. 3的"内齿圈输出的行星减速机"是一种多曲柄两级行星减速装置,主要包括:输入齿轮轴、从动齿轮、偏心曲轴、内齿圈、环板、圆盘形的支承架、内端呈圆盘形的输出轴、端盖、箱体等。动力由输入齿轮轴输入,通过输入齿轮轴上的直齿或斜齿与2-8个从动齿轮上的直齿或斜齿啮合,从而使2-8个从动齿轮转动,实现第一级直齿或斜齿减速及功率分流。2-8个从动齿轮的转动带动相应的偏心曲轴转动,偏心曲轴的转动带动1-4个环板产生定轴摆动环板的外齿与内齿圈的内齿啮合,使内齿圈产生公转,内齿圈与输出轴的支承圆盘部分固定连接,带动输出轴转动,完成动力输出,实现第二级减速。该减速机的内齿圈的齿宽较宽,加工复杂,承载能力较弱,内齿圈固接在输出轴上,为悬臂支撑,刚度较差,大大影响了承载能力,振动较大。
[0004] 又如申请号为200410046112. 7专利公开的"内三环减速机",是一种单曲柄一级行星减速装置,主要包括:环板、双偏心输入轴、输出轴、带有内齿的内齿圈、销子、端盖等。动力由双偏心输入轴输入,带动环板平动,环板上的外齿与内齿圈上的内齿啮合,内齿圈不动,使环板进行公转,环板和输出轴用销子连接,作为输出机构输出动力,实现少齿差行星减速。通过理论分析和实验证明目前的环式减速器在实际使用过程中存在振动、噪声、温升及轴承早期破坏,增加了输出机构,使效率降低,且制造成本增高,承载能力不强等缺点,特别是减速器在连续运转、重载、高速、大传动比工况下问题更为突出,大大影响了其推广应用。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术的不足,针对目前大功率的立式减速机一般采用两级或三级减速传动机构,传动速比较小,体积也较大的实际问题,提供一种新的四级传动复合式减速机及其相应的减速方法。
[0006] 本发明的目的是这样实现的:设计一种四级传动复合式减速机,该四级传动复合式减速机是一种锥齿轮_行星_平行轴_少齿差四级传动减速机,包括输入齿轮副、中间行星齿轮副、平行轴齿轮副、输出少齿差齿轮副、箱体和端盖;所述的输入齿轮副包括输入轴、主动锥齿轮、从动锥齿轮、鼓形齿齿轴;所述的中间行星齿轮副包括中间太阳轮、中间行星轮、中间内齿圈、中间太阳轮轴、中间行星轮轴、中间行星轮轴承和中间行星架;所述的平行轴齿轮副包括平行轴主动齿轮和平行轴从动齿轮;所述的输出少齿差齿轮副包括从动齿轮、偏心曲轴、环板、轴套、轴承、输出内齿圈、支承圆盘、输出轴;其中:输出轴为内端呈圆盘形的输出轴;
[0007] 所述的减速机的第一级传动包括:主动锥齿轮设在输入轴上,从动锥齿轮设在鼓形齿齿轴上,主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合。
[0008] 所述的减速机的第二级传动包括:鼓形齿齿轴一端通过联接内齿套与中间太阳轮连接,中间太阳轮与中间行星轮啮合,中间行星轮同时又与中间内齿圈啮合,中间行星轮通过中间行星轮轴承安装在中间行星轮轴上,中间行星轮轴与中间行星架相联,中间行星架通过螺栓和圆柱销固接在箱体上。
[0009] 所述的减速机的第三级传动包括:中间太阳轮轴通过中间内齿套与平行轴主动齿轮轴的一头相连接,平行轴主动齿轮与平行轴从动齿轮啮合;所述内齿套分别与平行轴主动齿轮轴和大阳轮轴通过花键连接。
[0010] 所述的减速机的第四级传动包括:平行轴从动齿轮与分别设置在偏心曲轴一端通过键连接与偏心曲轴固接的从动齿轮啮合,偏心曲轴通过偏心轴承与支承圆盘活动连接,2个环板通过偏心轴承分别与偏心曲轴活动连接,输出内齿圈的无齿端与输出轴的圆盘部分通过螺栓固定连接,内齿与2个环板的外齿啮合。[0011] 其中,所述的输出少齿差齿轮副中:
[0012] 偏心曲轴有2个,由旋转轴和偏心套组合而成,偏心套通过键连接固接在旋转轴的中部。
[0013] 从动齿轮为2个直齿轮,分别设置在偏心曲轴的一端,通过键连接与偏心曲轴固接。
[0014] 环板有2个,所述2个环板的外齿均为渐开线型齿或摆线型齿。[0015] 所述输出内齿圈内齿端的内齿为渐开线型齿或针齿。
[0016] 本发明还提出一种用于如上所述的四级传动复合式少差齿减速机的减速方法,步骤如下:
[0017] 第一级减速通过锥齿轮传动实现:动力由输入轴通过主动锥齿轮传递到从动锥齿轮,从动锥齿轮将动力传递到鼓形齿齿轴上,鼓形齿齿轴一端通过联接内齿套与中间太阳轮连接将动力传递到中间太阳轮,实现第一级减速。
[0018] 第二级减速通过行星传动实现:中间太阳轮带动中间行星轮,使中间行星轮沿着中间内齿圈作圆周旋转将动力传递到中间内齿圈,中间内齿圈固定在中间太阳轮轴上,带动中间太阳轮轴转动,实现第二级减速
[0019] 第三级减速通过平行轴传动实现:中间太阳轮轴通过中间内齿套将动力传递到平行轴主动齿轮轴,平行轴主动齿轮与平行轴从动齿轮啮合,平行轴主动齿轮带动平行轴从动齿轮转动,实现第三级减速。
[0020] 第四级减速通过少齿差传动实现:平行轴从动齿轮与从动齿轮啮合,从而带动从动齿轮转动,从动齿轮带动相应的偏心曲轴转动,偏心曲轴通过偏心轴承带动2个环板,产生定轴摆动环板的外齿与输出内齿圈的内齿啮合,使输出内齿圈产生公转,输出内齿圈与输出轴的支承圆盘部分固定连接,带动输出轴转动,完成动力输出,实现第四级减速。[0021] 在第一级减速中,所述联接内齿套分别与鼓形齿齿轴一端和中间太阳轮通过花键
5连接。
[0022] 在第四级减速中,所述偏心曲轴沿圆周方向均匀分布;所述环板的对称轴与从动齿轮的对称轴为同轴不同心,2个环板之间的夹角沿圆形箱体的内圆周均匀分布;所述输出内齿圈20的内齿与环板的外齿的齿数差为1齿。
[0023] 在本发明中,在锥齿轮一行星齿轮两级减速器传动之后增设了一级平行轴传动和一级少齿差传动,其优点为:
[0024] 1.使减速器行星级传动的中心距减小,达到縮小行星级传动齿轮直径,特别是内齿圈的直径,提高了齿轮加工精度。
[0025] 2.大幅度地提高了立式减速机的传动速比和输出扭矩,且承载和过载能力强。[0026] 3.振动、噪声小,散热快,加工精度易保证,同时还减小了整机的体积和重量,大大降低了大功率立式减速机的制造成本,也縮短了生产周期。
附图说明
[0027] 图1是本发明四级传动复合式少差齿减速机的整体结构示意图 [0028] 图2是本发明四级传动复合式少差齿减速机的减速方法示意图 [0029] 射
[0030] l输入轴 15从动齿轮
[0031] 2主动锥齿轮 16偏心曲轴
[0032] 3从动锥齿轮 17环板
[0033] 4鼓形齿齿轴 18偏心轴套
[0034] 5联接内齿套 19偏心轴承
[0035] 6中间太阳轮 20输出内齿圈
[0036] 7中间行星轮 21支承圆盘
[0037] 8中间内齿圈 22输出轴
[0038] 9中间太阳轮轴 23箱体
[0039] 10中间行星轮轴 24端盖
[0040] 11中间行星轮轴承 25锥齿轮传动
[0041] 12中间行星架 26行星传动
[0042] 13平行轴主动齿轮 27平行轴传动
[0043] 14平行轴从动齿轮 28少齿差传动
具体实施方式
[0044] 图i是本发明四级传动复合式少差齿减速机的整体结构示意图。[0045] 如图l所示:一种锥齿轮-行星-平行轴-少齿差四级传动复合式少齿差减速机,主要包括输入齿轮副、中间行星齿轮副、平行轴齿轮副、输出少齿差齿轮副、箱体23和端盖24。其中,所述的输入齿轮副包括输入轴1、主动锥齿轮2、从动锥齿轮3、鼓形齿齿轴4 ;所述的中间行星齿轮副包括中间太阳轮6、中间行星轮7、中间内齿圈8、中间太阳轮轴9、中间行星轮轴10、中间行星轮轴承ll和中间行星架12 ;所述的平行轴齿轮副包括平行轴主动齿轮13和平行轴从动齿轮14 ;所述的输出少齿差齿轮副包括从动齿轮15、偏心曲轴16、环板
617、偏心轴套18、偏心轴承19、输出内齿圈20、支承圆盘21、输出轴22 ;其中:输出轴22为
内端呈圆盘形的输出轴。
[0046] 如图2所示,一种四级传动复合式少差齿减速机的减速方法:一级传动锥齿轮传
动25,二级传动行星传动26,三级传动平行轴传动27和四级传动少齿差传动28。
[0047] 结合图1、2,对本发明的四级传动减速方法及其复合式少差齿减速机做详细说明
如下:
[0048] 输入轴1上设有主动锥齿轮2与设在鼓形齿齿轴4上的从动锥齿轮3啮合,鼓形齿齿轴4 一端通过联接内齿套5与中间太阳轮6连接,中间太阳轮6与中间行星轮7啮合,中间行星轮7同时又与中间内齿圈8啮合,中间行星轮7通过中间行星轮轴承10安装在中间行星轮轴11上,中间行星轮轴11与中间行星架12相联,中间太阳轮轴9通过中间内齿套与平行轴主动齿轮轴13的一头相连接。平行轴主动齿轮13与平行轴从动齿轮14啮合,平行轴从动齿轮14与设置在偏心曲轴16 —端的从动齿轮15啮合;2个环板17通过偏心轴承18分别与偏心曲轴16活动连接;输出内齿圈20的内齿与2个环板的外齿啮合,无齿端与输出轴的圆盘部分通过螺栓固定连接。偏心曲轴16有2个,从动齿轮15通过键连接固接在偏心曲轴16上,偏心曲轴16通过偏心轴承18与支承圆盘21活动连接,偏心曲轴16沿圆周方向均匀分布,偏心曲轴16由旋转轴和偏心套组合而成,偏心套通过键连接固接在旋转轴的中部。从动齿轮15为2个直齿轮,分别设置在偏心曲轴16的一端,通过键连接与偏心曲轴16固接,并与平行轴从动齿轮14上的直齿啮合。环板17有2个,分别通过偏心轴承19与偏心曲轴16活动连接,环板17的对称轴与从动齿轮15的对称轴为同轴不同心,2个环板17之间的夹角沿圆形箱体23的内圆周均匀分布,2个环板17的外齿均为渐开线型齿。输出内齿圈20的无齿端与输出轴22的圆盘部分通过螺栓固定连接,输出内齿圈20内齿端的内齿为渐开线型齿。2个环板17的渐开线型外齿同时与输出内齿圈20的渐开线型内齿啮合,由于环板17的外齿与输出内齿圈20的内齿的齿数差为1齿,形成少齿差传动,最后通过输出内齿圈20和输出轴22形成的输出机构输出动力。
[0049] 本发明在锥齿轮一行星齿轮两级减速器传动之后增设了一级平行轴传动和一级少齿差传动,其优点包括以下几点:
[0050] 1.使减速器行星级传动的中心距减小,达到縮小行星级传动齿轮直径,特别是内齿圈的直径,提高了齿轮加工精度。
[0051] 2.大幅度地提高了立式减速机的传动速比和输出扭矩,且承载和过载能力强。[0052] 3.振动、噪声小,散热快,加工精度易保证,同时还减小了整机的体积和重量,大大降低了大功率立式减速机的制造成本,也縮短了生产周期。

Claims (10)

  1. 一种四级传动复合式减速机,包括输入齿轮副、中间行星齿轮副、平行轴齿轮副、输出少齿差齿轮副、箱体(23)和端盖(24),其中,所述的输入齿轮副包括输入轴(1)、主动锥齿轮(2)、从动锥齿轮(3)、鼓形齿齿轴(4);所述的中间行星齿轮副包括中间太阳轮(6)、中间行星轮(7)、中间内齿圈(8)、中间太阳轮轴(9)、中间行星轮轴(10)、中间行星轮轴承(11)和中间行星架(12);所述的平行轴齿轮副包括平行轴主动齿轮(13)和平行轴从动齿轮(14);所述的输出少齿差齿轮副包括从动齿轮(15)、偏心曲轴(16)、环板(17)、偏心轴套(18)、偏心轴承(19)、输出内齿圈(20)、支承圆盘(21)、输出轴(22),其特征在于:所述的减速机的第一级传动包括:主动锥齿轮(2)与从动锥齿轮(3)啮合;输入轴(1)上设有主动锥齿轮(2),从动锥齿轮(3)设在鼓形齿齿轴(4)上;所述的减速机的第二级传动包括:鼓形齿齿轴(4)一端通过联接内齿套(5)与中间太阳轮(6)连接,中间太阳轮(6)与中间行星轮(7)啮合,中间行星轮(7)同时又与中间内齿圈(8)啮合,中间行星轮(7)通过中间行星轮轴承(11)安装在中间行星轮轴(10)上,中间行星轮轴(10)与中间行星架(12)相联,中间行星架(12)通过螺栓和圆柱销固接在箱体上;所述的减速机的第三级传动包括中间太阳轮轴(9)通过中间内齿套与平行轴主动齿轮(13)的一头相连接,平行轴主动齿轮(13)与平行轴从动齿轮(14)啮合;所述内齿套分别与平行轴主动齿轮轴和中间太阳轮轴(9)通过花键连接;所述的减速机的第四级传动包括:平行轴从动齿轮(14)与分别设置在偏心曲轴(16)一端通过键连接与偏心曲轴(16)固接的从动齿轮(15)啮合,偏心曲轴(16)通过偏心轴承(19)与支承圆盘(20)活动连接,2个环板(17)通过偏心轴承(19)分别与偏心曲轴(16)活动连接,输出内齿圈(21)的无齿端与输出轴(22)的圆盘部分通过螺栓固定连接,内齿与2个环板(17)的外齿啮合。
  2. 2. 根据权利要求1所述的四级传动复合式少齿差减速机,其特征在于,所述输出内齿圈(21)内齿端的内齿为渐开线型齿或针齿。
  3. 3. 根据权利要求1所述的四级传动复合式少齿差减速机,其特征在于,所述偏心曲轴(16)有2个,由旋转轴和偏心套组合而成,偏心套通过键连接固接在旋转轴的中部。
  4. 4. 根据权利要求1所述的四级传动复合式少齿差减速机,其特征在于,所述从动齿轮(15)为2个直齿轮,分别设置在偏心曲轴(16)的一端,通过键连接与偏心曲轴(16)固接。
  5. 5. 根据权利要求l所述的四级传动复合式少齿差减速机,其特征在于,所述环板(17)有2个,2个环板(17)的外齿均为渐开线型齿或摆线型齿。
  6. 6. 根据权利要求1所述的四级传动复合式少齿差减速机,其特征在于,所述联接内齿套(5)分别与鼓形齿齿轴(4) 一端和中间太阳轮(6)通过花键连接。
  7. 7. 使用如权利要求1-6所述四级传动复合式少齿差减速机的减速方法,其特征在于,第一级减速锥齿轮传动实现:动力由输入轴(1)通过主动锥齿轮(2)传递到从动锥齿轮(3),从动锥齿轮(3)将动力传递到鼓形齿齿轴(4)上,鼓形齿齿轴(4) 一端通过联接内齿套(5)与中间太阳轮(6)连接将动力传递到中间太阳轮(6);第二级减速通过行星传动实现:中间太阳轮(6)带动中间行星轮(7),使中间行星轮(7)沿着中间内齿圈(8)作圆周旋转将动力传递到中间内齿圈(8),中间内齿圈(8)固定在中间太阳轮轴(9)上,带动中间太阳轮轴(9)转动;第三级减速通过平行轴传动实现:中间太阳轮轴(9)通过中间内齿套将动力传递到平行轴主动齿轮(13),平行轴主动齿轮(13)与平行轴从动齿(14)轮(14)啮合,平行轴主动齿轮(13)带动平行轴从动齿轮(14)转动;第四级减速通过少齿差传动实现:平行轴从动齿轮(14)与从动齿轮(15)啮合,从而带动从动齿轮(15)转动,从动齿轮(15)带动相应的偏心曲轴(16)转动,偏心曲轴(16)通过偏心轴承(19)带动2个环板(17),产生定轴摆动环板(17)的外齿与输出内齿圈(20)的内齿啮合,使输出内齿圈(20)产生公转,输出内齿圈(20)与输出轴(22)的支承圆盘(21)部分固定连接,带动输出轴(22)转动,完成动力输出。
  8. 8. 根据权利要求7所述四级传动复合式少齿差减速机的减速方法,其特征在于,所述环板(17)的对称轴与从动齿轮(15)的对称轴为同轴不同心,2个环板(17)之间的夹角沿圆形箱体(23)的内圆周均匀分布。
  9. 9. 根据权利要求7所述四级传动复合式少齿差减速机的减速方法,其特征在于,所述偏心曲轴(16)沿圆周方向均匀分布。
  10. 10. 根据权利要求7所述四级传动复合式少齿差减速机的减速方法,其特征在于,所述输出内齿圈(20)的内齿与环板(17)的外齿的齿数差为1齿。
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