CN103527721A

CN103527721A - 一种摆线针轮减速器

Info

Publication number: CN103527721A
Application number: CN201210231812.8A
Authority: CN
Inventors: 侍威; 王惠娟; 崔佩娟; 黄玉平; 王春明
Original assignee: China Academy of Launch Vehicle Technology CALT; Beijing Research Institute of Precise Mechatronic Controls
Current assignee: China Academy of Launch Vehicle Technology CALT; Beijing Research Institute of Precise Mechatronic Controls
Priority date: 2012-07-05
Filing date: 2012-07-05
Publication date: 2014-01-22

Abstract

本发明属于航天伺服机构技术领域，具体公开了一种摆线针轮减速器。它包括固定连接的输入支座和输出支座，输入轴和输出轴输入轴为偏心轴，其外部设有无外圈滚针轴承，无外圈滚针轴承外设有外摆线轮，所述的外摆线轮外啮合安装有针齿，输出轴的轴端外设有输出轴支撑轴承，上述输出支座位于输出轴支撑轴承外。结构上省去了保持架和联接螺栓，省去了W输出机构，使得该减速器的轴向尺寸短,结构更为紧凑。针齿设计为偏心结构，外摆线轮相对于内摆线轮偏心放置，针齿偏心转动而回转中心位置固定，针齿的回转中心分布在与内摆线轮回转中心重合的同心圆上，此结构形式有利于增加针齿与摆线轮齿同时啮合的齿数，提高传动的承载能力。

Description

一种摆线针轮减速器

技术领域

本发明属于航天伺服机构技术领域，具体涉及一种摆线针轮减速器。

背景技术

摆线针轮减速器属于少齿差行星传动减速器中的一种，其具有结构紧凑、质量轻、传动比范围大、传动效率高、传动平稳且可靠等一系列优点，能够代替两级、三级普通圆柱齿轮减速器，满足航天轻质、小型化、高可靠性的需求。

一般的摆线针轮行星减速器主要由输入轴、双偏心套、转臂轴承、摆线轮、针齿、柱销、柱销套以及输出轴等组成，该减速器中偏心装置为薄弱环节，转臂轴承处于摆线轮上输出机构的内部，径向尺寸受到限制，从而限制了摆线针轮行星传动更充分地发挥其承载能力，同时轴向尺寸较大。

双曲柄环板式针摆行星减速器保留着原摆线针轮行星减速器同时啮合齿数多、总法向力与总圆周力间夹角小、摆线轮与针轮齿均为硬齿面等本质上的优点，同时还用双曲柄作为主动杆，让装于连杆上的针轮拨动摆线轮，可让转臂轴承由行星轮内移至行星轮外，尺寸不再受限制,从而使传递的转矩可以较现有的摆线针轮行星减速器成倍增大，且省去输出机构后会使输出轴刚性更好，但该减速器径向尺寸需求较大。

活齿双摆线行星减速器主要由内摆线、外摆线、针齿以及行星架组成，该减速器没有直接实现定轴传动，使得承载能力略有下降，同时由于保持架结构相对复杂，增大了减速器的轴向尺寸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴向尺寸小，承载能力强、精度高新型摆线针轮减速器，使其能够满足航天伺服机构苛刻工况需求。

本发明的技术方案如下：

一种摆线针轮减速器，它包括固定连接的输入支座和输出支座，所述的输入支座和输出支座围成的壳体内设有输入轴和输出轴，所述的输入轴为偏心轴，其外部设有无外圈滚针轴承，无外圈滚针轴承外设有外摆线轮，所述的外摆线轮外啮合安装有针齿，所述的针齿为偏心针齿，其一端安装在输入支座的安装孔内，所述的输入轴的一端设有支撑轴承，另一端设有输入端支撑轴承；所述的输出轴为内摆线轮，其一端为摆线轮，另一端为轴，摆线轮的一端中心设有安装孔，上述支撑轴承位于该安装孔内，输出轴一端的摆线轮套装在针齿外，并与针齿啮合；输出轴的轴端外设有输出轴支撑轴承，上述输出支座位于输出轴支撑轴承外。

在上述的一种摆针轮减速器中：所述的针齿为一端套装针齿铜套，安装铜套的一端的端部安装轴用挡圈，所述的针齿铜套的内外壁都设有齿形结构，输出轴与针齿铜套的外壁的齿型结构相啮合，针齿与针齿铜套内壁的齿形结构啮合安装。

在上述的一种摆针轮减速器中：所线述的输入支座底部设有输入端盖，该输入端盖套装在输入轴上；所述的输出支座底部设有输出端盖，该输出端盖套装在输出轴上。

在上述的一种摆针轮减速器中：所述输入轴和输入端盖之间设有输入轴密封垫；所述输出轴支撑轴承和输出端盖之间设有输出轴密封垫。

本发明的显著效果在于：

1）与活齿双摆线行星传动相比，本发明的减速器结构上省去了保持架和联接螺栓，与摆线针轮行星传动相比，省去了W输出机构，使得该减速器的轴向尺寸短,结构更为紧凑。

2）针齿设计为偏心结构，外摆线轮相对于内摆线轮偏心放置，针齿偏心转动而回转中心位置固定，针齿的回转中心分布在与内摆线轮回转中心重合的同心圆上，此结构形式有利于增加针齿与摆线轮齿同时啮合的齿数，提高传动的承载能力。

进一步的，针齿外设计铜套，铜套内外设计齿形结构，维修时，无需更换内、外摆线轮，只需更换相应的铜套。

3）采用外摆线轮输入，内摆线轮输出，实现了定轴传动，加大了转臂轴承尺寸，提高了轴承的承载能力，使得整个减速器承载能力有较大大幅度提高；

针齿同时与内、外摆线轮齿廓接触，最多可以有一半的活齿参加啮合，承载能力高；多齿啮合使该间减速器对冲击负荷有较强的承受能力，一般短期超载能力为名义扭矩的250%。活齿传动共轭齿形的连续接触形式，避免了啮入啮出的冲击，传动平稳无噪声。

附图说明

图1为本发明的摆线针轮减速器结构图；

图2为针齿结构示意图；

图3为摆线针轮减速器传动原理图；

图4为图3的侧视图，也为摆线针轮减速器传动原理图；

图中：1输入轴；2输入轴密封垫；3输入端盖；4输入支座；5外摆线轮；6针齿；7针齿铜套；8输出支座；9输出轴支撑轴承；10输出端盖；11输出轴密封垫；12输出轴；13支撑轴承；14卡簧；15无外圈滚针轴承；16输入端支撑轴承；17轴用挡圈。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，输入轴1为偏心轴，其外部套装有无外圈滚针轴承15，无外圈滚针轴承15安装在外摆线轮5内，再利用卡簧14将输入轴1紧固。上述输入轴1的一端安装有支撑轴承13，另一端安装输入端支撑轴承16。

上述外摆线轮5的外侧啮合安装有针齿6，针齿6外安装有针齿铜套7。

如图2所示，所述的针齿6为偏心针齿，针齿6的一端套装针齿铜套7，安装铜套7的一端的端部安装轴用挡圈17。针齿铜套7内外壁上都加工有相应的齿形结构，因此针齿铜套7内壁能够与针齿6结合。

所述的针齿6的另一端安装在输入支座4内侧的安装孔内，输入支座4套装在输入端支撑轴承16外部，同时输入端支撑轴承16外侧还设有套装在输入轴1上的输入端盖3，为了密封效果好，还可以在输入轴1和输入端盖3之间安装输入轴密封垫2。

如图1所示，输出轴12为内摆线轮，一端为摆线轮，另一端为轴。输出轴12带有摆线轮的一端套装在安装好的针齿铜套7外，由于上述针齿铜套7外壁加工有相应齿形结构，因此内摆线轮12能够与针齿铜套7相啮合，从而间接的与针齿6相啮合。输出轴12的轴端外部安装有输出轴支撑轴承9，在输出轴支撑轴承9外为输出支座8，输出支座8底部设有套装在输出轴12上的输出端盖10，输出轴支撑轴承9伸出输出端盖10外，同样为了密封效果好，在输出轴支撑轴承9和输出端盖10之间安装输出轴密封垫11。

安装时

1）将无外圈滚针轴承15安装到外摆线轮5内，再将偏心轴作为输入轴1安装到无外圈滚针轴承15的内圈，利用卡簧14将输入轴1进一步紧固安装，在输入轴1的两端安装支撑轴承13和输入端支撑轴承16，这时支撑轴承13和输入端支撑轴承16分别位于无外圈滚针轴承15的两侧，当然也位于外摆线轮5的两侧。

2）将针齿铜套7安装在针齿6上，将组合好的齿针6和铜套7安装到输入支座4安装孔内，然后再将步骤1）中安装好的输入轴组合体安装到输入支座4内。

3）将输出轴支撑轴承9安装到输出轴12上，将两者安装到输出支座8中心的安装孔内。

4）输出轴12为内摆线轮，其带有线轮的一端套装在安装好的针齿铜套7外，调整针齿6的位置，输入轴1安装支撑轴承13的一端位于输出轴12大端的中心孔内，

5）在输入轴1上安装输入端密封垫2与输入端盖3，再在输出轴12上安装输出端密封垫11与输出端盖10。

如图3和图4所示，轴用挡圈17安装在针齿6的偏心端，由于外摆线轮5相对于内摆线轮（输出轴）12偏心放置，外摆线轮5与针齿6相啮合，针齿6又与内摆线轮12相啮合，当外摆线轮5输入转动时，其驱动针齿6绕其回转中心运动，通过针齿6的运动最后驱动内摆线轮（输出轴）12实现与输入轴1同向转动。针齿6偏心转动而回转中心位置固定，针齿6的回转中心分布在与内摆线轮12回转中心重合的同心圆上。

Claims

1.一种摆线针轮减速器，它包括固定连接的输入支座（4）和输出支座（8），其特征在于：所述的输入支座（4）和输出支座（8）围成的壳体内设有输入轴（1）和输出轴（12），所述的输入轴（1）为偏心轴，其外部设有无外圈滚针轴承（15），无外圈滚针轴承（15）外设有外摆线轮（5），所述的外摆线轮（5）外啮合安装有针齿（6），所述的针齿（6）为偏心针齿（6），其一端安装在输入支座（4）的安装孔内，所述的输入轴（1）的一端设有支撑轴承（13），另一端设有输入端支撑轴承（16）；所述的输出轴（12）为内摆线轮，其一端为摆线轮，另一端为轴，摆线轮的一端中心设有安装孔，上述支撑轴承（13）位于该安装孔内，输出轴（12）一端的摆线轮套装在针齿（6）外，并与针齿（6）啮合；输出轴（12）的轴端外设有输出轴支撑轴承（9），上述输出支座（8）位于输出轴支撑轴承（9）外。

2.如权利要求1所述的一种摆线针轮减速器，其特征在于：所述的针齿（6）为一端套装针齿铜套（7），安装铜套（7）的一端的端部安装轴用挡圈（17），所述的针齿铜套（7）的内外壁都设有齿形结构，输出轴（12）与针齿铜套（7）的外壁的齿型结构相啮合，针齿（6）与针齿铜套（7）内壁的齿形结构啮合安装。

3.如权利要求1或2所述的一种摆线针轮减速器，其特征在于：所述的输入支座（4）底部设有输入端盖（3），该输入端盖（3）套装在输入轴（1）上；所述的输出支座（8）底部设有输出端盖（10），该输出端盖（10）套装在输出轴（12）上。

4.如权利要求3所述的一种摆线针轮减速器，其特征在于：所述输入轴（1）和输入端盖（3）之间设有输入轴密封垫（2）；所述输出轴支撑轴承（9）和输出端盖（10）之间设有输出轴密封垫（11）。