CN103291861A - 一种同侧输入、输出的多级减速齿轮箱 - Google Patents

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Abstract

一种同侧输入、输出的多级减速齿轮箱，该同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中输出轴贯穿整个齿轮箱，以达到结构紧凑、体积小和重量轻的目的，输出轴上套有多个套筒，对各级太阳轮和行星架进行轴向定位，这样的定位方式增加了齿轮箱内部结构的紧凑程度，同时，输出轴和太阳轮的转向是相反的，能够满足相关设备的特殊用途，尤其适用于航天领域。

Description

一种同侧输入、输出的多级减速齿轮箱
技术领域
本发明涉及一种同侧输入、输出的多级减速齿轮箱。
背景技术
传统的减速齿轮箱结构多种多样，但很少有涉及到同侧输入、输出的结构。一般同侧输入、输出的齿轮箱，具有结构复杂，体积大，质量大等缺点，极大地限制了其应用与发展。
在很多领域比如航空、航天等经常会用到减速齿轮箱，这些领域由于空间的限制，通常对齿轮箱的结构有特殊要求。比如空间机械臂末端执行器由于体积小，要求结构非常紧凑，其拉紧机构的减速装置要求更加苛刻，必须同侧输入、输出、减速比大、体积小，重量轻，而且工作可靠。
因此，确有必要对现有技术进行改进以解决现有技术之不足。
发明内容
本发明提供一种同侧输入、输出的多级减速齿轮箱，其具有同侧输入、输出功能，体积小，重量轻，结构紧凑，传动效率高，运动平稳，适用于空间环境。
本发明采用如下技术方案：一种同侧输入、输出的多级减速齿轮箱，所述同侧输入、输出的多级减速齿轮箱包括上端盖；
下端盖；
输入轴；
输出轴；
输入齿轮，所述输入齿轮与所述输入轴螺钉紧固于一起；
齿轮，所述齿轮与所述输入齿轮外啮合； 
内齿轮，所述内齿轮与上端盖和下端盖螺钉紧固于一起，形成箱体结构；
一级太阳轮，所述一级太阳轮与所述齿轮螺钉紧固于一起；
第一深沟球轴承，所述输入轴、输入齿轮及一级太阳轮组装于一起后设置于所述第一深沟球轴承上，所述第一轴承内圈与所述输出轴紧密配合；
第一套筒，所述第一套筒套设于所述输出轴上，与所述第一轴承内圈、输出轴一起旋转；
一级行星架，所述一级行星架上安装有三根一级行星轮轴，所述每根一级行星轮轴上安装有一个一级行星轮，所述一级行星轮同时与一级太阳轮和内齿轮啮合，且所述一级行星轮绕着一级太阳轮的外侧和内齿轮的内侧转动；
二级太阳轮，所述二级太阳轮与所述一级行星架固连安装在所述输出轴上；
二级行星架，所述二级行星架上安装有三根二级行星轮轴，所述每根二级行星轮轴上安装有一个二级行星轮，所述二级行星轮同时与所述二级太阳轮和内齿轮啮合；
第二套筒，所述二级太阳轮的轴向约束通过第二套筒把轴向力传递到二级行星架上。
所述二级行星架内圈是花键结构，所述二级行星架与所述输出轴之间为花键连接。
所述二级行星架与所述输出轴之间为平键连接。
所述一级太阳轮和二级太阳轮的结构相同。
所述输出轴贯穿于整个所述同侧输入、输出的多级减速齿轮箱。
本发明具有如下有益效果：
（1）本发明多级减速齿轮箱采用同侧输入、输出的构造，适用于需要同侧输入、输出的机构；
（2）输出轴贯穿整个齿轮箱，极大地减小了齿轮箱的体积，减轻了齿轮箱的重量；
（3）使用大量的套筒约束齿轮的轴向移动，使得齿轮箱各级齿轮的间距大大缩短，结构非常紧凑。
附图说明
图1为本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱的结构示意图。
图2为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的输出轴结构示意图。
图3为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的太阳轮结构示意图。
图4为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的二级行星架结构示意图。
图5为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的内齿轮结构示意图。
图6为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的上端盖结构示意图。
图7为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的各级套筒结构示意图。
图8为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的下端盖结构示意图。
图9为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的各级防尘盖结构示意图。
图10为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的各级垫片结构示意图。
图11为图1所示本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的一、二级行星轮轴结构示意图。
其中：
1-上端盖，2-第一垫片，3-第一深沟球轴承，4-齿轮，5-第一套筒，6-第二深沟球轴承，7-一级行星轮，8-第四套筒，9-一级行星轮轴，10-二级行星轮，11-第三深沟球轴承，12-二级行星轮轴，13-第三套筒，14-内齿轮，15-第二套筒，16-下端盖，17-第五套筒，18-第四深沟球轴承，19-第一防尘盖，20-第二垫片，21-输出轴，22-二级行星架，23-第五深沟球轴承，24-二级太阳轮，25-一级行星架，26-第三垫片，27-一级太阳轮，28-第二防尘盖，29-第一角接触球轴承，30-输入齿轮，31-输入轴，32-第二角接触球轴承，33-第三防尘盖。
具体实施方式
请参照图1至图11所示，本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中的中心轴（即输出轴21）贯穿整个齿轮箱，而且输出轴21只提供径向约束，轴向载荷则需要通过套筒、行星架等部件传递到箱体。
上端盖1、下端盖16和内齿轮14螺钉紧固于一起，形成箱体结构。输入轴31的两端分别有第一角接触球轴承29和第二角接触球轴承32约束其轴向窜动，其两端的第二防尘盖28和第三防尘盖33除了密闭齿轮箱外，还有为第一角接触球轴承29和第二角接触球轴承32提供预紧力的功能，输入齿轮30通过螺钉与输入轴31固连。齿轮4与一级太阳轮27也是通过螺钉固连在一起的，上面盖上第一垫片2，把前述整个机构安置在第一深沟球轴承3上，第一深沟球轴承3内圈与输出轴21紧密配合，第一深沟球轴承3内外圈之间进行差速转动。输出轴21能够有效的约束齿轮4的径向偏移，即保证了齿轮4和一级太阳轮27的同轴度，一级太阳轮27的轴向约束是由第一套筒5提供的，第一套筒5套在输出轴21上，与第一深沟球轴承3内圈、输出轴21一起旋转。一级行星架25、二级太阳轮24和第三垫片26用螺钉固连，通过第五深沟球轴承23安装在输出轴21上，一级行星架25上安装有三根一级行星轮轴9，每根一级行星轮轴9上安装有一个一级行星轮7，一级行星轮7同时与一级太阳轮27和内齿轮14啮合，形成二级减速。同样，二级太阳轮24的轴向约束也是通过第二套筒15把轴向力传递到二级行星架22上，二级行星架22上安装有三个二级行星轮10，二级行星轮10同时与二级太阳轮24和内齿轮14啮合，形成三级减速。二级行星架22内圈是花键结构，与输出轴21的花键配合，带动输出轴21旋转，输出转速。作为本发明的进一步改进，二级行星架22与输出轴21之间亦可为平键连接。二级行星架22的轴向约束也是由第五套筒17限制，通过第五套筒17，把轴向力传递给下面的第四深沟球轴承18，而第一防尘盖19约束第四深沟球轴承18外圈的轴向移动，最后轴向力通过第一防尘罩19传给箱体。本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱共有三级减速：第一级是输入齿轮30与齿轮4的外啮合，形成传动比是1.41:1；第二级是一级行星减速，传动比是3:1；第三级是二级行星减速，传动比为3:1。
请参照图1并结合图2至图11所示，本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中电机转速从输入轴31输入，带动输入齿轮30一起转动，驱动齿轮4转动，齿轮4与一级太阳轮27固连，转速相同，一起绕着输出轴21旋转。三个一级行星轮7与一级太阳轮27和内齿轮14啮合，绕着一级太阳轮27的外侧和内齿轮14的内侧转动。三个一级行星轮7同时绕着各自的一级行星轮轴9自转，一级行星轮轴9又带动一级行星架25绕着输出轴21转动，此时二级太阳轮24也跟着一起转动。二级太阳轮24带动二级行星轮10绕着二级太阳轮24外侧和内齿轮14内侧转动，这时安装在二级行星架22上的二级行星轮轴12也随着二级行星轮10一起绕着二级太阳轮24转。二级行星架22与输出轴21之间是花键连接，见图2和图4，最终二级行星架22带动输出轴21转动，输出转速。
本发明同侧输入、输出的多级减速齿轮箱中各级太阳轮和行星架是通过深沟球轴承与输出轴连接，输出轴限制了太阳轮和行星架的径向偏移，同时也保证齿轮和行星架的同轴度。由于输出轴是贯穿整个齿轮箱的，各级太阳轮和行星架的轴向约束是通过套筒限制的。套筒和深沟球轴承内圈与输出轴紧密配合，与输出轴一起转动，这样轴承内外圈之间形成差速转动。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种同侧输入、输出的多级减速齿轮箱，其特征在于：所述同侧输入、输出的多级减速齿轮箱包括上端盖；
下端盖；
输入轴；
输出轴；
输入齿轮，所述输入齿轮与所述输入轴螺钉紧固于一起；
齿轮，所述齿轮与所述输入齿轮外啮合； 
内齿轮，所述内齿轮与上端盖和下端盖螺钉紧固于一起，形成箱体结构；
一级太阳轮，所述一级太阳轮与所述齿轮螺钉紧固于一起；
第一深沟球轴承，所述输入轴、输入齿轮及一级太阳轮组装于一起后设置于所述第一深沟球轴承上，所述第一轴承内圈与所述输出轴紧密配合；
第一套筒，所述第一套筒套设于所述输出轴上，与所述第一轴承内圈、输出轴一起旋转；
一级行星架，所述一级行星架上安装有三根一级行星轮轴，所述每根一级行星轮轴上安装有一个一级行星轮，所述一级行星轮同时与一级太阳轮和内齿轮啮合，且所述一级行星轮绕着一级太阳轮的外侧和内齿轮的内侧转动；
二级太阳轮，所述二级太阳轮与所述一级行星架固连安装在所述输出轴上；
二级行星架，所述二级行星架上安装有三根二级行星轮轴，所述每根二级行星轮轴上安装有一个二级行星轮，所述二级行星轮同时与所述二级太阳轮和内齿轮啮合；
第二套筒，所述二级太阳轮的轴向约束通过第二套筒把轴向力传递到二级行星架上。
2.如权利要求1所述的同侧输入、输出的多级减速齿轮箱，其特征在于：所述二级行星架内圈是花键结构，所述二级行星架与所述输出轴之间为花键连接。
3.如权利要求1所述的同侧输入、输出的多级减速齿轮箱，其特征在于：所述二级行星架与所述输出轴之间为平键连接。
4.如权利要求1所述的同侧输入、输出的多级减速齿轮箱，其特征在于：所述一级太阳轮和二级太阳轮的结构相同。
5.如权利要求1-4中任意一项所述的同侧输入、输出的多级减速齿轮箱，其特征在于：所述输出轴贯穿于整个所述同侧输入、输出的多级减速齿轮箱。
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