CN103075470A - 一种新型摆线针轮减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型摆线针轮减速器，属于机械传动技术领域。它包括输入部分、变速部分、输出转臂和机箱，所述的输入部分、变速部分和输出转臂依次联接并安装于机箱内；还包括转臂轴承和封闭环轴承，所述的输出转臂包括输出轴、销轴、销套、封闭环、膨胀套、销轴螺钉和压板；所述的封闭环、膨胀套、销轴、销轴螺钉以及压板与输出轴构成跨越摆线轮的封闭式框架结构，该封闭式框架作为输出转臂通过转臂轴承和封闭环轴承安装在机箱内。本发明将销轴和输出轴的支撑改为简支梁结构，提高了销轴和输出轴的支撑刚度，增强其承受轴向和径向载荷的能力，对拓展其适用领域具有十分重要的工程意义。

Description

一种新型摆线针轮减速器

技术领域

本发明属于机械传动技术领域，具体地说，是针对传统摆线针轮减速器承受径向载荷和轴向载荷能力不强的问题，发明了一种能够实现销轴以简支梁型式支撑、输出轴跨越摆线轮以简支梁型式支撑的新型摆线针轮减速器。

背景技术

摆线针轮减速器是通过摆线轮与针齿的啮合原理进行减速传动的装置，其主要由输入轴、偏心套、摆线轮、针齿壳、输出转臂等部件组成。当输入轴带着偏心套转动时，由于摆线轮上齿廊曲线的特点及其受针齿壳上针齿销限制之故，摆线轮在绕其自身轴线转动的同时，还绕输出转臂的轴线沿与输入轴相反的方向低速公转，输出转换机构将摆线轮的低速公转运动通过输出转臂输出达到减速的目的。摆线针轮减速传动因其具有减速比大、传动效率高、结构紧凑等优点而得到广泛的应用。然而，由于受摆线轮径向尺寸及其运动空间的约束，传统摆线针轮减速器的输出转臂存在三个不容忽视的问题，一是输出转臂上的轴销为悬臂梁结构，导致其刚度和承受扭矩的能力不足；二是输出轴为支撑跨距较小的外伸简支梁结构，且摆线轮对输出轴的作用力处在简支梁的外悬伸端，导致其承受径向载荷的能力不足；三是输出轴依靠“锁环”实现轴向定位，导致输出转臂承受轴向载荷的能力不足。因此，传统的摆线针轮减速器多用于输出轴端为安装联轴器以承受扭矩载荷为主的场合，不适宜于输出轴端安装齿轮、链轮、带轮等有较大径向和（或）轴向载荷的场合。

一直以来，关于摆线针轮减速器的研究成果主要集中在如何改进变速部分以提高其传动效率方面。而针对于其承受径向以及轴向载荷的能力不足的问题，通常的解决方法是选用尺寸较大的输出轴或者选用大型号的摆线针轮减速器，这样不但造成了资源的浪费，而且还增加了生产成本。

例如中国专利号201010119594.X，公开日2010年09月01日，公开了一份名称为结构改进的摆线针轮行星减速器的专利文件，其结构创新特点是在该减速器的外摆线齿轮与内摆线齿轮的摆线齿廓周缘上，以及针轮的外廓周缘上都设有模数相同或相近的小齿，藉由针轮上的小齿分别与内摆线齿轮和外摆线齿轮上的小齿的啮合，避免了针轮与两个摆线齿轮之间在传动过程中产生切向滑动；其中，针轮上的小齿的齿廓形状为渐开线、摆线或圆弧形，与之相啮合的内、外摆线齿轮上的小齿形状为针轮上的小齿的共轭齿廓；且该小齿的尺寸比例应满足针轮上的小齿与内、外摆线齿轮上的小齿相互啮合时的重合度大于1的要求。并藉此结构，舍弃了传统摆线行星减速器中的针轮架，使该摆线针轮行星减速器的结构简化，并减小其轴向尺寸、降低生产成本和拓展其应用场合。其就是对于传动部分进行改进。

也有部分对输出轴进行改进的专利文献公开，中国专利号201120237151.0，公开日2012年02月22日，该专利公开了一种摆线针轮减速器的输出轴结构，包括：箱体、设置在箱体内的输入轴和输出轴，在所述输入轴的外侧设置有内针齿，在所述箱体内均匀设置有若干外针齿，在内针齿与外针齿之间设置有与其相互配合的摆线轮，外针齿通过针齿销设置在箱体内，摆线轮通过若干联接销与输出套相联接，所述的输入轴的前端通过不带外圈的单列圆滚子轴承支撑在输出套的内部，输出套通过花键与所述输出轴的一端相联接，在所述输出轴的另一端上设置有输出齿轮，所述输出轴的中部通过两圆锥轴承设置在箱体的前端上，在两圆锥轴承之间设置有隔套，隔套通过锁紧螺钉与输出轴相联接。优点是：能传动大功率且径向尺寸相对较小，能承受较大径向力。 但是该专利还是存在结构复杂，实际使用中输出轴会发生晃动的问题。

发明内容

要解决的问题

针对现有摆线针轮减速器承受径向载荷和轴向载荷能力不强的问题，本发明提供一种新型摆线针轮减速器，其通过销轴以简支梁型式支撑、输出转臂跨越摆线轮以简支梁型式支撑的结构设计，对于提高摆线针轮减速器的承载能力、拓展其适用领域具有十分重要的工程意义。

技术方案  

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种新型摆线针轮减速器，它包括输入部分、变速部分、输出转臂和机箱，所述的输入部分、变速部分和输出转臂依次联接并安装于机箱内；所述的输入部分包括输入轴组件和偏心套组件；所述的变速部分包括摆线轮、针齿套和针齿；所述的机箱包括输出端盖、针齿壳以及输入端盖；还包括转臂轴承和封闭环轴承，所述的输出转臂包括输出轴、销轴、销套、封闭环、膨胀套、销轴螺钉和压板；所述的封闭环、膨胀套、销轴、销轴螺钉以及压板与输出轴构成跨越摆线轮的封闭式框架结构；所述的偏心套组件和摆线轮位于该封闭式框架结构之内，该封闭式框架作为输出转臂的主体通过转臂轴承和封闭环轴承安装在机箱内。

进一步地，所述的封闭式框架结构为：转臂轴承安装在输出端盖的轴承孔内；输出轴的一端为盘形结构，销轴均布在输出轴的盘形结构上；销轴上套接有销套，销轴穿过摆线轮后另一端与封闭环、膨胀套和压板连接；所述的压板通过销轴螺钉紧压在膨胀套的端面上；所述的封闭环通过封闭环轴承安装在支撑环上，支撑环通过支撑环螺钉固定在机箱上；所述的封闭环轴承位于支撑环与封闭环之间，封闭环位于封闭环轴承的外部，支撑环位于封闭环轴承的内部。

优选地，所述销轴与膨胀套接触的一端为圆锥面或外圆柱面结构。

优选地，所述的封闭环的主体为环板形结构，其上设有与销轴中心位置重合的孔。

优选地，所述的膨胀套为空心套结构，其内环表面形状与销轴的接触段轴的形状相对应，外环面与封闭环接触段孔的形状相对应。

优选地，还包括法兰结构或底座结构，所述的法兰结构或底座结构设在针齿壳上。底座结构用于卧式安装，法兰结构用于立式安装。

本发明采取的技术原理是：通过设置由输出轴、销轴、膨胀套、封闭环、压板以及销轴螺钉等构成封闭式输出转臂，实现了销轴以简支梁型式支撑、输出轴跨越摆线轮以简支梁型式支撑。通过设置带锥面的膨胀套，保证了封闭环与销轴之间的装配精度和联接刚度。通过设置带有安装底座或法兰的针齿壳，实现减速器的卧式安装或立式安装。

有益效果

相比于现有技术，本发明的有益效果为：

（1）本发明省掉了传统摆线针轮减速器上的锁环，设计了一种由输出轴、销轴、膨胀套、封闭环、压板以及销轴螺钉等构成的封闭式输出转臂，实现了销轴以简支梁型式支撑、输出轴跨越摆线轮以简支梁型式支撑，改善了销轴和输出轴的受力状态，提高摆线针轮减速器的承载径向载荷和轴向载荷的能力，使其能满足在输出轴上安装齿轮、链轮、皮带轮等使用需要，扩大了摆线针轮减速器的应用范围；

（2）本发明膨胀套为空心套结构，内环表面或外环表面形状为锥面结构的膨胀套，有利于保证封闭环与销轴之间的装配精度和联接刚度要求，简化了装配工艺；

（3）本发明包括用于卧式安装的底座结构和用于立式安装的法兰结构均设在针齿壳上，增强了该减速器的联接刚度。

附图说明

图1是实施例1中卧式结构的封闭转臂摆线针轮减速器主视图的剖视图；

图2是实施例1中卧式结构的封闭转臂摆线针轮减速器的左视图的半剖视图；

图3是实施例2中立式结构的封闭转臂摆线针轮减速器主视图的剖视图；

图4是实施例2中立式结构的封闭转臂摆线针轮减速器的左视图的半剖视图。

图中标号说明：1、输出轴；2、支撑环螺钉；3、销轴；4、销套；5、封闭环；6、膨胀套；7、销轴螺钉；8、压板；9、支撑环；10、输入轴组件；11、输入端盖；12、封闭环轴承；13、摆线轮；14、输出端盖；15、转臂轴承；16、偏心套组件；17、摆线轮间隔环；18、针齿壳；19、针齿；20、针齿套。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明进行详细描述。

实施例1：卧式结构的封闭转臂摆线针轮减速器

如图1和图2所示，一种新型摆线针轮减速器，它包括输入部分、变速部分、输出转臂和机箱，所述的输入部分、变速部分和输出转臂依次联接并安装于机箱内；输入部分包括输入轴组件10和偏心套组件16；变速部分包括摆线轮13、摆线轮间隔环17、针齿套20和针齿19；机箱包括输出端盖14、针齿壳18以及输入端盖11；还包括转臂轴承15和封闭环轴承12，输出转臂包括输出轴1、销轴3、销套4、封闭环5、膨胀套6、销轴螺钉7和压板8；封闭环5、膨胀套6、销轴3、销轴螺钉7以及压板8与输出轴1构成跨越摆线轮13的封闭式框架结构；偏心套组件16和摆线轮13位于该封闭式框架结构之内，该封闭式框架作为输出转臂的主体通过转臂轴承15和封闭环轴承12安装在机箱内。

输入部分的输入轴组件10和偏心套组件16，变速部分的摆线轮13、摆线轮间隔环17、针齿套20和针齿19；机箱的输出端盖14、针齿壳18和输入端盖11都是本领域普通技术人员所熟知的部件，在此不在嶅述；此处重点描述本发明的改进点—封闭式框架结构，其各部件连接关系为：转臂轴承15安装在输出端盖14的轴承孔内；输出轴1的一端为盘形结构，销轴3均布在输出轴1的盘形结构上；销轴3上套接有销套4，销轴3穿过摆线轮13后另一端与封闭环5、膨胀套6和压板8连接；压板8通过销轴螺钉7紧压在膨胀套6的端面上；封闭环5通过封闭环轴承12安装在支撑环9上，支撑环9通过支撑环螺钉2固定在机箱上；封闭环轴承12位于支撑环9与封闭环5之间，封闭环5位于封闭环轴承12的外部，支撑环9位于封闭环轴承12的内部。针齿壳18上设有底座结构。

销轴3与膨胀套6接触的一端为圆柱面结构。封闭环5的主体为环板形结构，其上设有与销轴3中心位置重合的圆锥孔。膨胀套6为空心套结构，其内环为与销轴3接触段相对应的圆柱孔，外环面为与封闭环5接触段相适应圆锥面结构。

本发明将销轴3和输出轴1的支撑方式改为简支梁结构，提高了销轴3和输出轴1的支撑刚度，并使摆线轮13对输出轴1的作用力置于输出轴组件的支撑跨距A之内，改善了销轴和输出轴的受力状态，增强了摆线针轮减速器承受轴向和径向载荷的能力。

本发明膨胀套6与封闭环5之间为锥面结合，增强了封闭环5与销轴3之间的联接刚度。

本发明用于卧式安装的底座结构设在针齿壳18上，增强了该减速器的联接刚度。

实施例2：立式结构的封闭转臂摆线针轮减速器

如图3和图4所示，一种立式安装的新型摆线针轮减速器，与实施例1不同的是：销轴3与膨胀套6的接触段为外圆锥面，其中心设有螺纹；封闭环5的主体为环板形结构，其上设有与销轴3中心位置重合的圆孔。膨胀套6为空心套结构，其内环为与销轴3接触段相对应的圆锥孔，外环面为与封闭环5接触段相适应圆柱孔。针齿壳18上还设有法兰结构。

本发明膨胀套6与销轴3之间为锥面结合，增强了封闭环5与销轴3之间的联接刚度。

本发明用于立式安装的法兰结构设在针齿壳18上，增强了该减速器的联接刚度。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，例如仅仅改变膨胀套6与销轴3之间的形状关系或者简单的改变销轴3的固定方法，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种新型摆线针轮减速器，它包括输入部分、变速部分、输出转臂和机箱，所述的输入部分、变速部分和输出转臂依次联接并安装于机箱内；所述的输入部分包括输入轴组件（10）和偏心套组件（16）；所述的变速部分包括摆线轮（13）、针齿套（20）和针齿（19）；所述的机箱包括输出端盖（14）、针齿壳（18）以及输入端盖（11）；其特征在于：还包括转臂轴承（15）和封闭环轴承（12），所述的输出转臂包括输出轴（1）、销轴（3）、销套（4）、封闭环（5）、膨胀套（6）、销轴螺钉（7）和压板（8）；所述的封闭环（5）、膨胀套（6）、销轴（3）、销轴螺钉（7）以及压板（8）与输出轴（1）构成跨越摆线轮（13）的封闭式框架结构；所述的偏心套组件（16）和摆线轮（13）位于该封闭式框架结构之内，该封闭式框架作为输出转臂的主体通过转臂轴承（15）和封闭环轴承（12）安装在机箱内。

2.根据权利要求1所述的一种新型摆线针轮减速器，其特征在于：所述的封闭式框架结构为：输出轴（1）的一端为盘形结构，销轴（3）均布在输出轴（1）的盘形结构上；销轴（3）上套接有销套（4），销轴（3）穿过摆线轮（13）后另一端与封闭环（5）、膨胀套（6）和压板（8）连接；所述的压板（8）通过销轴螺钉（7）紧压在膨胀套（6）的端面上；所述的封闭环（5）通过封闭环轴承（12）安装在支撑环（9）上，支撑环（9）通过支撑环螺钉（2）固定在机箱上；所述的封闭环轴承（12）位于支撑环（9）与封闭环（5）之间，封闭环（5）位于封闭环轴承（12）的外部，支撑环（9）位于封闭环轴承（12）的内部。

3.根据权利要求1所述的一种新型摆线针轮减速器，其特征在于：所述销轴（3）与膨胀套（6）接触的一端为圆锥面或圆柱面结构。

4.根据权利要求1所述的一种新型摆线针轮减速器，其特征在于：所述封闭环（5）的主体为环板形结构，其上设有与销轴（3）中心位置重合的孔。

5.根据权利要求1所述的一种新型摆线针轮减速器，其特征在于：所述的膨胀套（6）为空心套结构，其内环表面形状与销轴（3）的接触段轴的形状相对应，外环面与封闭环（5）接触段孔的形状相对应。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的一种新型摆线针轮减速器，其特征在于：还包括法兰结构或底座结构，所述的法兰结构或底座结构设在针齿壳（18）上。

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