CN104373517B - 一种偏心轴-连杆组合式均载方法及其减速机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种偏心轴‑连杆组合式均载方法及其减速机，其特征在于高速轴为整体式人字齿轮轴，行星轮为整体式人字齿轮，内齿圈A和内齿圈B均为斜齿内齿轮，特别是人字齿传动系统中含有自动均载结构，能够在若干个行星轮载荷不相等时进行自动调节，自动均载结构由行星轴、滚针轴承、均载连杆、均载圆环组成，行星轴为偏心轴，偏心距为补偿系统因制造和安装误差引起的若干行星轮间载荷不相等而特别设计，行星轮与太阳轮的中心距和行星轮与内齿圈的中心距均不恒定，能因偏心距发生细微变动，调节行星轮间的载荷再分配使其相等；有益效果是大大提高系统的均载效果，减振降噪，可靠性高，应用前景广泛。

Description

一种偏心轴-连杆组合式均载方法及其减速机

技术领域

本发明涉及机械传动领域，特别是涉及一种偏心轴-连杆组合式均载方法及其减速机。

背景技术

功率分流是行星齿轮传动特点之一，该特点要在各行星轮间的载荷分配均衡条件下才能最大程度体现。行星齿轮传动系统中载荷分布不均匀较为严重的情况是有时载荷可能集中在某一个行星轮上，而其它行星轮被闲置，不能起到传递动力的作用，这也是某些行星齿轮减速器产生异常或出故障的原因。例如减速机运转时产生振动，发出噪声，轮齿出现点蚀，甚至轮齿折断，齿轮箱发热，轴承损坏等，从而缩短其使用寿命。因此，在行星齿轮传动设计中，必须考虑到行星轮间载荷分配的不均匀性。

从理论上讲，如果采用n个行星轮实现功率分流，每个行星轮上应传递总载荷的1/n。若各行星轮间的载荷分布均匀，则行星轮数n越多，其结构越紧凑，承载能力越大。但工程实践证明，由于不可避免的制造误差，装配误差等原因，行星轮间载荷分配是不均匀的。载荷分配不均衡的原因主要有：一是制造和装配中不可避免的误差。误差大致分为齿轮本身的制造误差和行星架、箱体、轴承等制造装配的综合误差两部分。由于要求两个中心轮(太阳轮、内齿圈)经常保持与几个均布的行星轮均衡啮合，对齿轮运动精度，如齿圈径向跳动偏差、公法线长度变动偏差，以及基节偏差、齿向偏差和齿形偏差等要求较高。行星架、箱体和轴承等制造装配综合误差主要是行星架上几个行星轮轴孔的角度偏差、中心距偏差，其综合指标为相邻孔距的误差，此外还有3个基本构件的同轴度偏差等。二是构件在载荷作用下产生的弹性变形，如中心太阳轮扭转变形等。三是由于惯性力、摩擦力等产生的误差。这些误差将会影响行星轮间的载荷分配和沿啮合齿宽载荷分布的均匀性。

人字齿行星传动具有非常多的优点，结合了行星传动和人字齿传动的优势，比如传动装置体积小，承载能力强，无轴向力等，但是人字齿装配困难，人字齿行星传动中三大构件均是整体件，将无法进行装配，若拆分组合装配将会引入很大的安装误差，严重影响各行星轮上载荷分布的均匀性和系统的传动精度。

为了解决目前现有人字齿行星减速机中各行星轮上载荷分布不均匀的技术缺陷，本发明提出了一种偏心轴-连杆组合式均载方法及其减速机，其均载效果好，振动噪声小，承载能力强，运行可靠，既能满足航空航天等极端工况的实际需求，填补相关技术空白，又可产生较大的社会效益与经济效益。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种偏心轴-连杆组合式均载方法及其减速机，可以发挥人字齿传动和行星传动的集中优势，能够提高系统的均载性能，自动补偿系统的制造误差和安装误差，自动调节各行星轮上的载荷分配，直至载荷分配均匀，其核心是通过组合式双齿圈解决人字齿行星传动装配上的瓶颈，利用一套特殊的载荷分配自动调节装置，保证各行星轮上载荷的均匀性，补偿制造和安装误差，最大限度的发挥出人字齿行星传动的优势，提高传动系统的均载性能，保证传动的可靠性，避免在极端环境下运行的安全隐患。

本发明所解决的技术问题所采用的技术方案：一种偏心轴-连杆组合式均载方法，其特征在于人字齿传动系统中含有自动均载结构，能够在若干个行星轮载荷不相等时进行自动调节，重新分配直至行星轮间载荷分布均匀；自动均载结构由行星轴、滚针轴承、均载连杆、均载圆环组成；行星轴为偏心轴，偏心距为补偿系统因制造和安装误差引起的若干行星轮间载荷不相等而特别设计；行星轮与太阳轮的中心距和行星轮与内齿圈的中心距均不恒定，能因偏心距发生细微变动，调节行星轮间的载荷再分配使其相等；均载连杆固定安装在行星轴上，能随行星轴一起转动，均载连杆的数量和行星轴的数量相等；若干个均载连杆的另一端均安装在均载圆环上沿圆周方向分布，一旦行星轮受载不均将引起行星轴转动，行星轴与均载连杆属于固定连接，将带动均载连杆转动，均载连杆带动均载圆环转动，从而带动其他的均载连杆转动，相应的引起其他的行星轴转动，从而实现各行星轮载荷的再分配和再调节；行星轴两端通过滚针轴承支撑在行星架和低速轴上，减速机工作过程中如果各行星轮上载荷不相等，行星轴会转动，如果载荷相等，行星轴不转动。

一种偏心轴-连杆组合式均载减速机，其特征在于包括低速轴、高速轴、行星轮、内齿圈、壳体、轴承，高速轴为整体式人字齿轮轴，行星轮为整体式人字齿轮，内齿圈A和内齿圈B均为斜齿内齿轮，螺旋角方向相反，传动系统中含有自动均载结构，自动均载结构由行星轴、滚针轴承、均载连杆、均载圆环组成，行星轴为偏心轴，均载连杆固定安装在行星轴上，能随行星轴一起转动，行星轴两端安装有滚针轴承，行星轴中部安装有球面滚子轴承，行星轮安装在球面滚子轴承上，行星架与低速轴为分体制造非整体，行星架与低速轴通过螺栓固定连接。

更进一步，行星轴为偏心轴，偏心距根据系统最大的制造和安装误差综合计算确定。

更进一步，行星轴两端安装有滚针轴承，行星轴在行星轮载荷不均匀时随时能转动，行星轴非固定不能转动。

更进一步，行星架在高速轴的同侧能输出，在低速轴一侧也能输出，主输出为低速轴，辅输出为高速轴同侧的行星架。

更进一步，左壳体和右壳体为相同结构，能互换，低速轴承和右壳体轴承也为相同轴承，能互换。

更进一步，均载连杆的数量与行星轮及行星轴的数量相等，均为3个以上。

更进一步，均载圆环圆周方向上弧形孔的数量与均载连杆的数量相等，均为3个以上。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：采用双齿圈组合使用，解决了人字齿行星传动装配困难问题，在行星传动减速机中引入人字齿传动技术，能够提高系统承载能力，减小振动，降低噪声，大大减小轴向力，简化轴承布置；在行星传动减速机中设计了一套特殊的载荷分配自动调节装置，解决各行星轮上载荷分布不均匀的技术难题，大大提高系统的均载性能，改善行星轮间载荷分布不均匀现状；人字齿传动和自动均载结构的联合使用，大大发挥人字齿和行星传动的集中优势。

附图说明

图1是一种偏心轴-连杆组合式均载方法及其减速机；

图2是A-A剖视图；

图3是一种偏心轴-连杆组合式均载方法及其减速机的三视图；

图4是一种偏心轴-连杆组合式均载方法及其减速机的轴测图；

图5是减速机内部的载荷分配自动调节装置。

图1中：

1、左壳体； 2、低速轴承； 3、内齿圈A；

4、内齿圈B； 5、行星轮； 6、球面滚子轴承；

7、行星轴； 8、右壳体； 9、调整环；

10、轴承挡圈； 11、右壳体轴承； 12、高速前轴承；

13、定位套筒； 14、高速后轴承； 15、高速轴；

16、轴承盖； 17、轴承盖螺栓； 18、滚针轴承；

19、均载连杆； 20、均载圆环； 21、行星架；

22、行星架螺栓； 23、壳体螺栓； 24、低速轴。

具体实施方式

参考附图描述本发明的实施方式，下面结合图1对本发明进行具体说明。原动机通过高速轴15将动力输入，高速轴15为整体式人字齿轮轴，高速轴15通过2个高速前轴承12和1个高速后轴承14安装在行星架21中，高速前轴承12和高速后轴承14通过定位套筒13实现轴向支撑，轴承盖16和轴承盖螺栓17将高速后轴承14固定在行星架21中，高速轴15与若干个行星轮5同时啮合，行星轮5为整体式人字齿轮，行星轮5通过球面滚子轴承6、行星轴7及滚针轴承18支撑在行星架21和低速轴24上，球面滚子轴承6的右端通过调整环9、轴承挡圈10实现轴向定位，球面滚子轴承6的左端通过调整环9实现轴向定位，行星轴7为偏心轴，各行星轮5的载荷不相等时，行星轴7能随时转动进行载荷分配调节，均载连杆19固定在行星轴7上，能随行星轴7一起转动，若干个均载连杆19的另一端全部安装在均载圆环20中的弧形孔中成圆周分布，行星架21和低速轴24通过行星架螺栓22联接成一个整体，行星架21通过右壳体轴承11支撑在右壳体8中，行星轮5与内齿圈A3和内齿圈B4同时啮合，内齿圈A3和内齿圈B4均为普通单斜齿内齿轮，内齿圈A3和内齿圈B4通过壳体螺栓23固定在左壳体1和右壳体8之间，低速轴24通过低速轴承2支撑在左壳体1中将动力输出，另外动力也能通过行星架21从高速轴15的同侧输出，至此，实现了整个传动系统的动力转换传递过程。

以上所述，仅是发明的较佳实施方式，并非对本发明做任何限制，凡是根据本发明实质对以上实施方式所作的任何修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种偏心轴-连杆组合式均载方法，其特征在于人字齿传动系统中含有自动均载结构，能够在若干个行星轮载荷不相等时进行自动调节，重新分配直至行星轮间载荷分布均匀；自动均载结构由行星轴、滚针轴承、均载连杆、均载圆环组成；行星轴为偏心轴，偏心距为补偿系统因制造和安装误差引起的若干行星轮间载荷不相等而特别设计；行星轮与太阳轮的中心距和行星轮与内齿圈的中心距均不恒定，能因偏心距发生细微变动，调节行星轮间的载荷再分配使其相等；均载连杆固定安装在行星轴上，能随行星轴一起转动，均载连杆的数量和行星轴的数量相等；若干个均载连杆的另一端均安装在均载圆环上沿圆周方向分布，一旦行星轮受载不均将引起行星轴转动，行星轴与均载连杆属于固定连接，将带动均载连杆转动，均载连杆带动均载圆环转动，从而带动其他的均载连杆转动，相应的引起其他的行星轴转动，从而实现各行星轮载荷的再分配和再调节；行星轴两端通过滚针轴承支撑在行星架和低速轴上，减速机工作过程中如果各行星轮上载荷不相等，行星轴会转动，如果载荷相等，行星轴不转动。

2.一种偏心轴-连杆组合式均载减速机，其特征在于包括低速轴、高速轴、行星轮、内齿圈、壳体、轴承，高速轴为整体式人字齿轮轴，行星轮为整体式人字齿轮，内齿圈A和内齿圈B均为斜齿内齿轮，螺旋角方向相反，传动系统中含有自动均载结构，自动均载结构由行星轴、滚针轴承、均载连杆、均载圆环组成，行星轴为偏心轴，均载连杆固定安装在行星轴上，能随行星轴一起转动，行星轴两端安装有滚针轴承，行星轴中部安装有球面滚子轴承，行星轮安装在球面滚子轴承上，行星架与低速轴为分体制造非整体，行星架与低速轴通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种偏心轴-连杆组合式均载减速机，其特征在于行星轴为偏心轴，偏心距根据系统最大的制造和安装误差综合计算确定。

4.根据权利要求2所述的一种偏心轴-连杆组合式均载减速机，其特征在于行星轴两端安装有滚针轴承，行星轴在行星轮载荷不均匀时随时能转动，行星轴非固定不能转动。

5.根据权利要求2所述的一种偏心轴-连杆组合式均载减速机，其特征在于行星架在高速轴的同侧能输出，在低速轴一侧也能输出，主输出为低速轴，辅输出为高速轴同侧的行星架。

6.根据权利要求2所述的一种偏心轴-连杆组合式均载减速机，其特征在于左壳体和右壳体为相同结构，能互换，低速轴承和右壳体轴承也为相同轴承，能互换。

7.根据权利要求2所述的一种偏心轴-连杆组合式均载减速机，其特征在于均载连杆的数量与行星轮及行星轴的数量相等，均为3个以上。

8.根据权利要求2所述的一种偏心轴-连杆组合式均载减速机，其特征在均载圆环圆周方向上弧形孔的数量与均载连杆的数量相等，均为3个以上。