CN104154185A - 一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置 - Google Patents

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Abstract

一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置，所述传动装置包括两级传动：一级为少齿差传动机构，包括至少两片少齿差外齿轮和相应数量的内齿轮，另一级为放置在传动装置壳体中部的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮和至少两片行星轮；所述行星齿轮机构中的太阳轮和行星轮处于相邻的两片少齿差外齿轮中间；所述行星轮与偏心轴相结合；所述太阳轮与输入轴相结合，所述输入轴另一端安装在左端盖上；每两片相邻的少齿差外齿轮之间以相位差360o/n的设置方式铰接在偏心轴上，其中n为外齿轮片数，并与内齿轮相啮合，内齿轮和壳体相连接；少齿差外齿轮在其轴线绕内齿轮轴线公转的同时还将反向转动；输出机构由与其相结合的左端盖来推动，把少齿差外齿轮上的旋转运动传递出来。

Description

一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置
技术领域
本发明涉及一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置，属于齿轮传动领域。
背景技术
行星齿轮传动是一种至少有一个齿轮及其几何轴线绕公共几何轴线作回转运动的齿轮传动装置。由于此装置采用数个行星轮同时传递载荷，使功率分流并采用了内啮合传动，因而具有一系列的优点：如结构紧凑、体积小、重量轻、传动比范围大、传动效率高、运转平稳、噪声小、可进行运动的合成与分解等，因而广泛应用在冶金、化工、矿山、起重运输、船舶、透平等领域的设备上，作为减速、增速和变速传动装置。
少齿差行星齿轮传动是行星传动中的一种，由外齿轮与内齿轮组成内啮合齿轮副，内外齿轮的齿数相差很小，故简称为少齿差传动。外齿轮通过轴承和偏心轴（套）装在减速器的输入轴上。为了平衡部分惯性力和提高承载能力，通常采用两片或多片齿轮, 偏心轴（套）上有相应的偏心量并互成360o/n（n为外齿轮片数）。内齿轮大多固定不动。输出机构将外齿轮的转动通过行星架（销轴）传到输出轴上，并保持它的角速度不变。少齿差传动的类型很多，摆线针轮传动是少齿差传动中广泛应用的一种类型，在此基础上发展出了二齿差传动、复合齿形、行星轴承与偏心轴（套）合并等新结构。实践证明，少齿差传动与工况相同的其它机械传动形式相比较，具有许多显著优点。
发明内容
本发明目的是为了提供一种结构受力更为合理，并且具有刚度高、体积小、重量轻、寿命长、运转平稳、运动精度高、回差小等特点的齿轮传动装置，主要应用于工业机器人、机床、冶金、化工、矿山、起重运输、船舶、透平等领域。
本发明的目的可通过下述技术措施来实现：
本发明的内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置包括两级传动：一级为少齿差传动机构，包括至少两片少齿差外齿轮和内齿轮，另一级为放置在传动装置壳体中部的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮和至少两片行星轮；所述行星齿轮机构中的太阳轮和行星轮处于相邻的两片少齿差外齿轮中间（有利于减小减速器传动装置的轴向尺寸，有利于两摆线轮和行星轮受力更加均匀、传动更平稳，并且避开了一级齿轮行星传动的外部恶劣工作环境，增加一级齿轮行星传动的工作寿命）；所述行星轮与偏心轴相结合；所述太阳轮与输入轴相结合，输出轴安装在左端盖上；每两片相邻的少齿差外齿轮之间以相位差360o/n的设置方式铰接在偏心轴上，其中n为外齿轮片数，并与内齿轮相啮合，内齿轮和壳体相连接；少齿差外齿轮在其轴线绕内齿轮轴线公转的同时还将反向转动；输出轴由与其相结合的左端盖来推动，把少齿差外齿轮上的旋转运动传递出来。
本发明中所述的内齿轮和外齿轮共同组成了少齿差内啮合齿轮副，大大增加了重合度，有利于提高减速器传动装置的承载能力。一般采用两片内齿轮，也可采用两片以上内齿轮。内外齿轮副采用直齿、斜齿等结构，齿廓采用渐开线、圆弧、双圆弧、摆线针齿等齿形。
本发明中所述的行星传动齿轮副，多个行星齿轮共同实现功率分流，同时，该机传动处于少齿差行星轴的中部，有利于改善减速器整体的受力和传动性能。采用两片以上行星轮。行星齿轮副采用直齿、斜齿等结构，齿廓采用渐开线、圆弧、双圆弧等齿形。
本发明中所述的行星轮与偏心轴为一体式结构或装配式结构，用于减小行星轮和偏心轴间的安装误差，有利于提高了减速器传动装置的传动精度。但并不局限于一体式，也可采用装配式结构。当外齿轮为偶数片时，采用一组行星轮输入，当外齿轮为奇数片时，采用二组行星轮输入。
本发明中所述的太阳轮与输入轴为一体式结构或装配式结构，用于减小太阳轮和输入轴间的安装误差，有利于提高了减速器传动装置的传动精度。但并不局限于一体式，也可采用装配式结构。
所述太阳轮与行星轮在相邻的两片少齿差外齿轮之间相啮合。进一步说，本发明中所述太阳轮与两个或三个均布的行星轮相啮合；假如太阳轮逆时针方向旋转,太阳轮将带动两个及以上均布的行星轮在同速公转（绕太阳轮轴心）的同时还有自转（顺时针方向）。
所述输出轴两端支撑，其中一端安装在左端盖上。
本发明中所述少齿差外齿轮和偏心轴之间装配有轴承；壳体与右端盖之间装配有轴承，右端盖和偏心轴之间装配有轴承；壳体与左端盖之间装配有轴承，左端盖和偏心轴之间装配有轴承。
本发明的有益效果如下：
与现有技术相比，本发明采用一级齿轮传动分布在二级摆线针轮之间的结构，这一结构可使结构更加紧凑，有利于减小减速器传动装置的轴向尺寸，而且由于输入动力均匀分担在两边摆线轮上，摆线轮和行星轮机构受力更加均匀、合理，传动更平稳，并且避开了一级齿轮行星传动的外部恶劣工作环境，增加一级齿轮行星传动的工作寿命；同时太阳轮与输入轴和行星轮与偏心轴直接结合，能大大减小太阳轮和行星轮间的安装误差，有利于减小减速器传动装置的传动误差，提高机构精度；偏心轴采用两端支撑的形式，除避免输入段悬臂的不利影响外，还有助于整体刚度的提高。综上，本发明具有结构受力更为合理，体积小、寿命长、运转平稳、运动精度高、刚度高等特点。
附图说明
图1为本发明的减速器传动装置结构原理图。
图2为壳体的结构剖面图。
图3～图4为内齿轮采用不同齿形的结构示意图。
图5为少齿差外齿轮的结构剖面图。
图6～图7分别为少齿差外齿轮采用不同齿形的结构示意图。
图8～图9分别是偶数和奇数片外齿轮时偏心轴的结构示意图。
图10～图11分别为偶数和奇数片外齿轮时输入轴的结构示意图。
具体实施方式
本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述：
如图1所示，本发明的内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置包括两级传动：一级为少齿差传动机构，包括至少两片少齿差外齿轮5和内齿轮6（所述内齿轮的齿宽大于至少两片少齿差外齿轮的齿宽之和）(参见图3、4、5、6、7)、以及右端盖8和左端盖9共同组成了少齿差传动的行星架，另一级为放置在传动装置壳体7中部的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮2和至少两片行星轮3；所述行星齿轮机构中的太阳轮2和行星轮3处于壳体7内部（参见图2所示）且太阳轮2和行星轮3处于相邻的两片少齿差外齿轮5中间（这一结构有利于减小减速器传动装置的轴向尺寸，有利于两摆线轮和行星轮受力更加均匀、传动更平稳，并且避开了一级齿轮行星传动的外部恶劣工作环境，增加一级齿轮行星传动的工作寿命）；所述行星轮3与偏心轴4相结合；所述太阳轮2与输入轴1相结合，输出轴10安装在左端盖9上；每两片相邻的少齿差外齿轮5之间以相位差360o/n（n为外齿轮片数）设置方式铰接在偏心轴4上，并与内齿轮6相啮合，内齿轮6和壳体7相连接；少齿差外齿轮5在其轴线绕内齿轮6轴线公转的同时还将反向转动；输出轴10由与其相结合的左端盖9来推动，把少齿差外齿轮5上的旋转运动通过行星架传递出来。
更具体说：为了减小行星轮和偏心轴间的安装误差，有利于提高了减速器传动装置的传动精度，本发明案例中所述行星轮3与偏心轴4采用了一体式结构（参见图8、9所示）。同样为了减小太阳轮和输入轴间的安装误差，有利于提高了减速器传动装置的传动精度，本发明中所述太阳轮2与输入轴1同样采用了一体式结构（参见图10、11所示）。但并不局限于一体式结构，也可采用装配式。
本发明中所述太阳轮2与两个及两个以上均布的行星轮3相啮合；假如太阳轮2朝一个方向旋转,太阳轮2将带动均布的行星轮3在同速公转（绕太阳轮轴心）的同时还有自转（反方向方向）。
本发明中的两个少齿差外齿轮5以一定角度相位差设置方式铰接在偏心轴4上，并与固定的内齿轮6相啮合，内齿轮5在其轴线绕外齿轮6轴线公转的同时还将逆时针转动；输出机构10由与其相结合的行星架（右端盖8和左端盖9）来推动，把外齿轮5上的自转矢量传递出来；所述外齿轮5和偏心轴4之间装配有轴承；壳体7与右端盖8之间装配有轴承，右端盖8和偏心轴4之间装配有轴承；壳体7与左端盖9之间装配有轴承，左端盖9和偏心轴4之间装配有轴承。
本发明的工作原理是：
本发明的内置行星式高刚度少齿差齿轮传动装置根据少齿差行星传动原理设计而成，包括少齿差外齿轮5和内齿轮6，外齿轮齿数比内齿轮齿数少，两者共同组成了少齿差传动，在传动过程中，处于减速器中部的第一级行星机构输入运动传递给外齿轮，若固定内齿轮，外齿轮将产生与输入运动相反的自转运动，然后再传递给输出机构。同理，也可以使输出机构（左端盖行星架）固定，内齿轮输出的方式。

Claims (6)

1.一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置，所述传动装置包括两级传动：一级为少齿差传动机构，包括至少两片少齿差外齿轮和内齿轮，另一级为放置在传动装置壳体中部的行星齿轮机构，所述行星齿轮机构包括太阳轮和至少两片行星轮；其特征在于：所述行星齿轮机构中的太阳轮和行星轮处于相邻的两片少齿差外齿轮中间；所述行星轮与偏心轴相结合；所述太阳轮与输入轴相结合，输出轴安装在左端盖上；每两片相邻的少齿差外齿轮之间以相位差360o/n的设置方式铰接在偏心轴上，其中n为外齿轮片数，并与内齿轮相啮合，内齿轮和壳体相连接；少齿差外齿轮在其轴线绕内齿轮轴线公转的同时还将反向转动；输出轴由与其相结合的左端盖来推动，把少齿差外齿轮上的旋转运动传递出来。
2.根据权利要求1所述的一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置，其特征在于：所述行星轮与偏心轴为一体式结构或装配式结构。
3.根据权利要求1所述的一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置，其特征在于：所述太阳轮与输入轴为一体式结构或装配式结构。
4.根据权利要求1所述的内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置，其特征在于：所述太阳轮与行星轮在相邻的两片少齿差外齿轮之间相啮合。
5.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述输出轴两端支撑，其中一端安装在左端盖上。
6.根据权利要求1所述的一种内置行星传动高刚度少齿差齿轮传动装置，其特征在于：所述少齿差外齿轮和偏心轴之间装配有轴承；壳体与右端盖之间装配有轴承，右端盖和偏心轴之间装配有轴承；壳体与左端盖之间装配有轴承，左端盖和偏心轴之间装配有轴承。
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