CN104343895B - 一种自补偿零背隙行星传动减速器 - Google Patents

一种自补偿零背隙行星传动减速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自补偿零背隙行星传动减速器，其特征是：内齿圈固定不旋转，行星轮齿分别与太阳轮的外齿和内齿圈的内齿相啮合，在一个传动级内设有两组齿轮副，分别是行星轮A与太阳轮齿轴和行星轮B与太阳轮组件；在太阳轮组件与联轴器组件之间设置有弹性元件扭簧，扭簧的两端分别安装在太阳轮组件和联轴器组件上的槽口内；因为扭簧施加在两组齿轮副上的扭矩相等但方向相反，所以不论齿轮正反转动，扭簧产生的扭力都消除了齿轮之间的啮合间隙，当运转发生磨损时还能自动补偿磨损间隙。

Description

一种自补偿零背隙行星传动减速器
技术领域
本发明涉及机械传动中的行星齿轮传动，特别是一种自补偿零背隙行星传动减速器。
背景技术
行星齿轮传动装置中，通常采用数个行星轮同时传递载荷、使功率分流并合理地采用了内啮合，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、噪音小、可进行运动的合成与分解等等，因而广泛应用于多种机械上，作为减速、增速和变速传动装置。
有一类行星传动，要求行星传动的输出转轴有逆时针和顺时针两种工作状态，同时要求两种工作状态转换的角度回差非常小，又称小背隙、零背隙传动。背隙定义为：将输入端固定,输出端顺时针和逆时针方向旋转,使输出端产生额定扭矩±20％扭矩时,减速机输出端有一个微小的角位移,此角位移就是回程间隙.单位是"分",就是一度的六十分之一。如伺服电机、步进电机用减速器，主要应用于CNC数控机床，制袋机械，塑料机械，印刷机械和雕刻机等。一般渐开线行星传动减速器每一级减速的背隙不作要求，如果有背隙要求而且不小于0.5°，则不做任何处理，仅仅是减小齿轮啮合侧隙并验证其啮合侧隙即可；但如果是高精度要求的很小背隙的减速器(如10′或者是5′)，则齿轮的加工精度和行星轮架的加工精度必须很高，否则无法保证在极小啮合间隙下的装配和运转的良好性。其存在的不足之处是：
1、高精度齿轮的磨齿加工，高精度行星轮架的加工中心加工，加工周期时间长，成本大幅上升。
2、齿轮磨损造成的啮合侧隙和行星轮与销轴配合间隙的加大，根本无法解决背隙变大的问题，只有报废。
发明内容
本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种自补偿零背隙行星传动减速器，通过采用两组齿轮副和扭簧的机构，使一组齿轮顺时针方向无间隙啮合，另一组齿轮逆时针方向无间隙啮合，实现减速器在停止和运转的过程始终是无间隙的，即零背隙传动。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：
本发明自补偿零背隙行星传动减速器的结构特点是：内齿圈固定不旋转，行星轮齿分别与太阳轮的外齿和内齿圈的内齿相啮合，在一个传动级内设有两组齿轮副，分别是行星轮A与太阳轮齿轴和行星轮B与太阳轮组件；端盖螺钉将输出端盖和输入端盖与内齿圈连接在一起形成一个封闭的腔体，在输出端盖和输入端盖与内齿圈相配合的端口处设有密封圈，电机与输入端盖用螺钉固定；电机通过平键与联轴器组件连接，太阳轮组件的内孔套装在太阳轮齿轴的轴上，且为动配合；太阳轮齿轴一端装在联轴器组件内孔中，用锁紧螺钉锁定为一体，在太阳轮组件与联轴器组件之间设置有弹性元件扭簧，扭簧的两端分别安装在太阳轮组件和联轴器组件上的槽口内；行星轮A和行星轮B安装在输出轴组件的行星轮轴上，在太阳轮组件的外台阶处和输入端盖内孔中安装轴承，用第二轴用弹性挡圈限位，在行星轮B与输入端盖轴向之间安装有行星轮垫片；输出轴组件的输出轴上与输出端盖内孔安装有输出轴轴承和骨架油封，分别用第一轴用弹性挡圈和孔用弹性挡圈限位。
本发明自补偿零背隙行星传动减速器的结构特点也在于：
扭簧17施加在两组齿轮副上的扭矩是相等的，但方向是相反的，即为顺时针和逆时针。
工作时一个传动级内所述的两组齿轮副同时启动、同时停止，且旋转方向相同。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、减速装置可以使用常规精度等级即7级的齿轮组装整机；这是因为通过本结构可以消除系统背隙，确保零背隙；
2、如果因为齿轮的磨损造成的啮合间隙加大而产生背隙的增加，由于扭簧扭转自动消除产生的齿轮啮合间隙，使得系统始终保持零背隙状态直到寿命结束。
附图说明
图1为本发明结构剖视总图。
图中标号：01输出轴组件、02第一轴用弹性挡圈、03输出轴轴承、04输出端盖、05端盖螺钉、06骨架油封、07孔用弹性挡圈、08密封圈、09行星轮A、10内齿圈、11太阳轮齿轴、12行星轮B、13行星轮垫片、14输入端盖、15轴承、16联轴器组件、17扭簧、18锁紧螺钉、19平键、20、螺钉、21太阳轮组件、22第二轴用弹性挡圈、23电机
具体实施方式
本实施例是雕刻机用的一种自补偿零背隙行星传动减速器。如图1所示，内齿圈10固定不旋转，行星轮齿分别与太阳轮的外齿和内齿圈的内齿相啮合，在一个传动级内设有两组齿轮副，分别是行星轮A09与太阳轮齿轴11和行星轮B12与太阳轮组件21；端盖螺钉05将输出端盖04和输入端盖14与内齿圈10连接在一起形成一个封闭的腔体，在输出端盖04和输入端盖14与内齿圈10相配合的端口处设有密封圈08，电机23与输入端盖14用螺钉20固定；电机23通过平键19与联轴器组件16连接，太阳轮组件21的内孔套装在太阳轮齿轴11的轴上，且为动配合；太阳轮齿轴11一端装在联轴器组件16内孔中，用锁紧螺钉18锁定为一体，在太阳轮组件21与联轴器组件16之间设置有弹性元件扭簧17，扭簧17的两端分别安装在太阳轮组件21和联轴器组件16上的槽口内；行星轮A09和行星轮B12安装在输出轴组件01的行星轮轴上，在太阳轮组件21的外台阶处和输入端盖14内孔中安装轴承15，用第二轴用弹性挡圈22限位，在行星轮B12与输入端盖14轴向之间安装有行星轮垫片13；输出轴组件01的输出轴上与输出端盖04内孔安装有输出轴轴承03和骨架油封06，分别用第一轴用弹性挡圈02和孔用弹性挡圈07限位。
本实施例中，扭簧17施加在两组齿轮副上的扭矩是相等的，但方向是相反的，即为顺时针和逆时针。工作时一个传动级内所述的两组齿轮副同时启动、同时停止，且旋转方向相同。
工作原理：
电机23转动，通过平键19驱动联轴器组件16、太阳轮组件21、太阳轮齿轴11旋转，一组齿轮副是行星轮A09与太阳轮齿轴11，另一组齿轮副是行星轮B12与太阳轮组件21，都与内齿圈10内齿相啮合运转，从而带动输出轴组件01转动。因为扭簧17施加在两组齿轮副上的扭矩相等但方向相反，所以不论齿轮正反转动，扭簧17产生的扭力都消除了齿轮之间的啮合间隙，当运转发生磨损时还能自动补偿磨损间隙。

Claims (3)

1.一种自补偿零背隙行星传动减速器，其特征是：内齿圈(10)固定不旋转，行星轮齿分别与太阳轮的外齿和内齿圈的内齿相啮合，在一个传动级内设有两组齿轮副，分别是行星轮A(09)与太阳轮齿轴(11)和行星轮B(12)与太阳轮组件(21)；端盖螺钉(05)将输出端盖(04)和输入端盖(14)与内齿圈(10)连接在一起形成一个封闭的腔体，在输出端盖(04)和输入端盖(14)与内齿圈(10)相配合的端口处设有密封圈(08)，电机(23)与输入端盖(14)用螺钉(20)固定；电机(23)通过平键(19)与联轴器组件(16)连接，太阳轮组件(21)的内孔套装在太阳轮齿轴(11)的轴上，且为动配合；太阳轮齿轴(11)一端装在联轴器组件(16)内孔中，用锁紧螺钉(18)锁定为一体，在太阳轮组件(21)与联轴器组件(16)之间设置有弹性元件扭簧(17)，扭簧(17)的两端分别安装在太阳轮组件(21)和联轴器组件(16)上的槽口内；行星轮A(09)和行星轮B(12)安装在输出轴组件(01)的行星轮轴上，在太阳轮组件(21)的外台阶处和输入端盖(14)内孔中安装轴承(15)，用第二轴用弹性挡圈(22)限位，在行星轮B(12)与输入端盖(14)轴向之间安装有行星轮垫片(13)；输出轴组件(01)的输出轴上与输出端盖(04)内孔安装有输出轴轴承(03)和骨架油封(06)，分别用第一轴用弹性挡圈(02)和孔用弹性挡圈(07)限位。
2.根据权利要求1所述的自补偿零背隙行星传动减速器，其特征是：扭簧(17)施加在两组齿轮副上的扭矩是相等的，但方向是相反的，即为顺时针和逆时针。
3.根据权利要求1所述的自补偿零背隙行星传动减速器，其特征是：工作时一个传动级内所述的两组齿轮副同时启动、同时停止，且旋转方向相同。
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