CN104653716B - 一种复式全齿驱动偏心活齿传动装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种复式全齿驱动偏心活齿传动装置，包括壳体，在壳体内还设有第一圆形轮和第二圆形轮，在偏心转臂上设有带动第一圆形轮与第二圆形轮向不同方向摆转的偏心轮，在第一、二圆形轮上均设有若干周向均布的圆孔，且第一圆形轮上的各圆孔的位置在沿第一圆形轮轴心旋转180度后刚好与第二圆形轮上的各圆孔的位置相一致，在第一、二圆形轮之间设有限位轮，在第一、二圆形轮上的每个圆孔内都设有偏心圆齿，偏心圆齿的两侧分别设有传动圆齿和输出圆齿，且所有的传动圆齿都位于限位轮内并同时与限位轮的圆形内轮廓内切配合。本发明作用于限位轮即壳体上的作用力可以相互抵消，因而受力更加平衡，整个传动装置的运行也就更加平衡。
Description
技术领域
本发明涉及一种传动装置，特别涉及一种复式全齿驱动偏心活齿传动装置。
背景技术
减速器应用十分广泛，只要传动装置有启动停止动作或速度改变就离不开减速器。减速器按性能高低不同可粗略分为普通减速器和高性能减速器。普通减速器主要以传统的渐开线齿轮传动为主，通常单级速比在2到7之间性能较好，精度和效率很高，设计制造技术都很成熟，可以产业化生产制造，但在相同速比下其体积大、重量重，不能满足当今传动装置向高性能小型轻量化发展的需要。高性能减速器主要以少齿差摆线行星减速器为主， RV减速器为其代表，具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列优点，克服了普通减速器的体积大笨重的缺点，适于当今时代发展的需求，因而受到越来越广泛的关注及应用，特别是在高精密高性能机器人上需求巨大。然而，少齿差摆线行星减速器，其上的核心部件具有摆线齿形的摆线轮、具有半圆的内齿圈的加工制造及性能保持很难，对加工设备及制造工艺要求非常高。由于需专有设备加工摆线轮，设备投入较大，热处理工艺复杂。另外为达到减速器高性能高稳定性，还要对摆线齿形进行适当修形和优化，技术难度大。少齿差摆线行星减速器还存在一个传动瓶颈是转臂轴承受力过大，摩擦磨损严重的问题，其寿命往往决定减速器的寿命，这是该类减速器其自身结构造成的，只要结构不变，则该瓶颈难以突破，限制了其进一步发展。
针对上述减速器的不足，本申请人曾于2014年9月9日 向中国专利局提出了一名为《全齿驱动偏心活齿传动装置》的专利申请，该专利的公开号为CN104265844A，该传动装置不仅体积小重量轻，而且由于没有渐开线、摆线等特殊曲线构成的齿轮和摆线轮齿廓，因此不需要特殊的机床设备，应用普通机床就可以加工这些零部件，克服了以往减速器必须用专用机床加工特殊曲线的弊端，大大降低了加工难度、加工成本、提高了制造效率和经济效益。由于采用全齿驱动偏心活齿传动新结构，不仅全齿参与传动使传动性能大大改善，突破了以往减速器只有部分齿参与传动的局限，同时由于新结构的动力输出由偏心活齿直接输出，克服了少齿差摆线行星减速器输出必经转臂轴承的技术瓶颈，力流更顺畅，传动性能和减速器寿命得到了改善。
由于全齿驱动偏心活齿传动装置专利目的在于提供一种全新的传动装置及机械传动原理，为重点突出，便于理解和推广，只给出能描述新结构机构传动最简单的一种形式，在多级速比可调性、高刚性高承载、动力稳定性等方面没有过多涉及。
发明内容
本发明将全齿驱动偏心活齿传动和普通渐开线齿轮传动复合起来，同时吸收少齿差摆线行星减速器的优点克服其不足，给出一种全新的易于加工制造、易于实现产业化的结构简单、成本低、体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳、多级速比可调、高刚性高承载的一种复式全齿驱动偏心活齿传动减速器。
本发明采用的技术方案为：
一种复式全齿驱动偏心活齿传动装置，包括壳体，壳体上设有与壳体同轴的传动轴以及与传动轴联动连接的偏心转臂，其特征在于：在壳体内还设有沿壳体轴向排列的第一圆形轮和第二圆形轮，传动轴通过传动机构带动偏心转臂旋转，在偏心转臂上设有带动第一圆形轮与第二圆形轮向不同方向摆转的偏心轮，在第一、二圆形轮上均设有若干周向均布的活齿安装圆孔，且第一圆形轮上的各活齿安装圆孔的位置与第二圆形轮上的各活齿安装圆孔的位置偏置一定角度，该角度与偏心转臂的不同偏心轮之间的偏转角度一致，在第一、二圆形轮之间设有具有圆形内轮廓的限位轮，该限位轮固定或一体设置在壳体内，在第一、二圆形轮上的每个活齿安装圆孔上都设有偏心活齿，所述偏心活齿包括偏心圆齿、传动圆齿和输出圆齿，且所有的传动圆齿都位于限位轮内并同时与限位轮的圆形内轮廓内切配合，在壳体的两端各设有传动盘，第一、二圆形轮上的输出圆齿可周向旋转安装在输出盘上，所述的壳体两端的传动盘联动连接。
进一步，所述的偏心转臂上带动第一圆形轮与第二圆形轮摆转的偏心轮偏心方向相反，所述的第一圆形轮上的各活齿安装圆孔的位置在沿第一圆形轮轴心旋转180度后刚好与第二圆形轮上的各活齿安装圆孔圆孔的位置相一致。
进一步，所述的第一、二圆形轮上的活齿安装圆孔数量为奇数个，第一圆形轮上的传动圆齿与第二圆形轮上的传动圆齿相互交错共用同一个限位轮上的内圆轨道
进一步，所述偏心转臂至少二个且沿壳体轴线周向均布，偏心转臂通过传动机构与传动轴联动连接。
进一步，所述的每个偏心转臂上设有二个所述的偏心轮，该两个偏心轮的偏心方向相反从而带动第一圆形轮与第二圆形轮向不同方向摆转。
进一步，所述的偏心活齿包括中心轴及固定安装在中心轴上的第一、第二轮，第一、第二轮分别构成所述的偏心圆齿、传动圆齿，中心轴向传动盘方向凸出的部分构成所述的输出圆齿。
进一步，所述的第一、第二轮皆为轴承。
进一步，所述的传动机构为齿轮传动机构。
进一步，所述的偏心转臂为三个或三个以上。
进一步，所述的传动盘包括有传动圆盘和法兰盘，传动圆盘与输出圆齿联接，传动圆盘与法兰盘固定连接。
上述中，当所述的传动轴为输入轴，传动盘为输出盘时，所述的传动装置构成减速器。
上述中，当所述的传动轴为输出轴，转动盘为输入盘时，所述的传动装置构成加速器。
本发明不仅将现有减速器的优点汇聚于一体而且又有所突破，吸收了全齿驱动偏心活齿传动装置的结构简单，没有复杂齿廓形状加工方便、成本低，不仅解决了少齿差摆线行星减速器输出必经转臂轴承的技术瓶颈问题，使力的传输更合理高效，同时易于实现产业化等优点，还吸收了少齿差摆线行星减速器多偏心转臂、多圆形轮及两侧传动盘固连提高减速器动力稳定性和高刚性等优点，偏心活齿上的传动圆齿共用同一个限位轮的不同轨道或同一轨道是本发明的一大特色，特别是不同偏心活齿上的传动圆齿共用同一个限位轮的同一轨道，不仅减小了减速器的体积，同时使限位轮受力相互抵消，因传动圆齿交错布置在运动轨道上没有错位，所以动力学性能非常好，传动更加平稳，克服了以往减速器摆线盘错位传动产生扭矩的不可避免的缺陷。与现有的减速器相比成本大大降低，体积进一步减小、重量更轻、传动比范围大且可调、寿命更长、精度保持更稳定、传动平稳动力性能更好、效率更高、刚性和承载能力进一步加强，更易于实现减速器的产业化。
附图说明
以下结合附图和实施例说明本发明的详细内容。
图1是本发明实施例的结构图。
图2是图1的仰视图。
图3是图1中的A-A剖视图。
图4是本实施例中的第一圆形轮的平面图。
图5是本实施例中的第二圆形轮的平面图。
其中，1 传动轴；2传动盘；2a 法兰盘；2b 传动圆盘；3 偏心转臂；3 a偏心轮；3b偏心轮；4 第一圆形轮；4a 活齿安装圆孔5 第二圆形轮；5a圆孔 、6齿轮；7壳体；7a限位轮；8中心轴；9传动圆齿；10偏心圆齿。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明：
如图所示，本发明实施例一种复式全齿驱动偏心活齿减速器，包括壳体7，壳体7上设有与壳体7同轴的传动轴1以及与传动轴1联动连接的偏心转臂3，在壳体7内还设有沿壳体7轴向排列的第一圆形轮4和第二圆形轮5，传动轴1通过传动机构带动偏心转臂3旋转，在偏心转臂3上设有带动第一圆形轮4与第二圆轮形5向相反方向摆转的偏心轮3a、3b，在第一、二圆形轮4、5上均设有若干周向均布的活齿安装圆孔4a、5a，且第一圆形轮上的各活齿安装圆孔4a的位置在沿第一圆形轮4轴心旋转180度后刚好与第二圆形轮5上的各活齿安装圆孔5a的位置相一致，在第一、二圆形轮4、5之间设有具有圆形内轮廓的限位轮7a，该限位轮7a固定或一体设置在壳体7内，在第一、二圆形轮4、5上的每个活齿安装圆孔4a、5a上都设有偏心活齿10，所述偏心活齿包括偏心圆齿10、传动圆齿9和输出圆齿，且所有的传动圆齿9都位于限位轮7a内并同时与限位轮7a的圆形内轮廓内切配合，在壳体7的两端各设有传动盘2，第一、二圆形轮4、5上的输出圆齿可周向旋转安装在输出盘2上，所述的壳体7两端的传动盘2联动连接。本实施例除了具有原有的全齿驱动偏心活齿传动装置的加工方便、传动高效等优点外，还由于可带动第一圆形轮和第二圆形轮向不同方向摆转，使得每一圆形轮上的传动圆齿和第二圆形轮上的传动圆齿同时作用于限位轮上且作用力方向不同，作用于限位轮即壳体上的作用力可以相互抵消，因而受力更加平衡，整个传动装置的运行也就更加平衡。另外，由于所有的传动圆齿同时与限位轮作用后直接将运动传输出去，不再回传给转臂轴承，与现有的复式RV减速器相比，本发明克服了其转臂轴承受力过大的缺陷，偏心轴承不容易损坏，减速器寿命更长。
图示实施例中，所述偏心转臂3为二个，每个偏心转臂3上设有二个所述的偏心轮3a、3b，该两个偏心轮3a、3b的偏心方向相反从而带动带动第一圆形轮4与第二圆形轮5向不同方向摆转，这里的不向方向摆转是由偏心轮3a、3b的偏心方向所带来的，指的是第一圆形轮4与第二圆形轮5向不同的方向摆，如图1中所示相当于第一圆形轮4向右摆，而第二圆形轮5向左摆，但是第一圆形轮4和第一圆形轮5本身的旋转方向是一致的，因为是由偏心转臂3的旋转方向决定的。而二个偏心转臂3通过齿轮6传动机构（齿轮一般为渐开线齿轮）与传动轴1联动连接。显然，本发明具体实施过程中，偏心转臂的数量可以为一个，也可以为三个或三个以上。这可以根据实际需要进行设置。当然，当偏心转臂数量为一个时，则该偏心转臂需与输入轴同轴设置或甚至直接在输入轴上设偏心轮构成偏心转臂，并且这时偏心转臂上必须是设至少二个向不同方向偏置的偏心轮。而若是偏心转臂是二个或二个以上的，则可以在其一偏心转臂上设一个偏心轮，另一偏心转臂上也只设一偏心轮，只是让这二偏心轮偏置方向不同，这样由不同的偏心转臂分别带动第一圆形轮和第二圆形轮向不同方向摆转。当然从受力及传动的刚性来说，最好是在每个偏心转臂上设二个偏心轮，这样使每个偏心转臂上的偏心轮都作用于第一圆形轮与第二圆轮形上。
上述中，每个偏心转臂的偏心轮也可以为三个甚至三个以上，这样其上的圆形轮带动偏心活齿在限位轮上的受力的合力相互抵消，也能使整个机构受力均衡，保证了该减速器具有好的动力稳定性。
图示实施例中，偏心活齿是分体的，是由中心轴8及安装在中心轴8上的第一、第二轮，第一、第二轮（皆为轴承）分别构成所述的偏心圆齿10、传动圆齿9，中心轴8向传动盘方向凸出的部分构成所述的输出圆齿。当然，第一、第二轮也可以采用套筒或者甚至偏心活齿采用一体式的，这要看实际的尺寸和加工的需要。
本实施例中，所述的第一、二圆形轮4、5上的活齿安装圆孔数量各为奇数个（15个），第一圆形轮上的传动圆齿与第二圆形轮上的传动圆齿相互交错共用同一个限位轮上的内圆轨道（所有的传动圆齿9轴向高度位置一致），这样受力是最平衡的，传动圆齿不会对限位轮产生剪切力。当然本发明并不排除第一、二圆形轮上的圆孔数量各为偶数个的方案，但当活齿安装圆孔数是偶数个时，需使第一圆形轮上的活齿安装圆孔刚好与第二圆形轮上的活齿安装圆孔处于同一轴线上，这样第一圆形轮上的偏心圆齿与第二圆形轮上的偏心圆齿是同轴放置，两个圆形轮上的传动圆齿共用同一个限位轮上的不同内圆轨道，这种方案的传动装置在运行过程中，第一圆形轮上的偏心圆齿与第二圆形轮上的偏心圆齿会对限位轮（壳体）产生一定的剪切力，因而运行平稳性会稍逊于图示实施例的方式。
由图1可知，本实施例中，传动盘2是分体的，是由传动圆盘2a和法兰盘2b组成的，传动圆盘2a和法兰盘2b通过螺栓固定，并且上下法兰盘也是通过螺栓进行连接，这种方式具有高刚性高承载的优点，当传动轴为输入轴，下侧的法兰盘可外接负载形成输出，这样形成减速器。传动盘也可以是一体的，这根据实际需要而定。而当将下侧的法兰盘作为输入，传动轴作为输出，则整个传动装置构成加速器。图示实施例中，传动轴（输入轴）也可以通过蜗轮蜗杆的传动机构带动偏心转臂旋转，当采用蜗轮蜗杆传动时，对于具有自锁特性的蜗轮蜗杆，因而整个传动装置只能作为减速器用，不能作为加速器用。
本发明中的减速器整个结构设计核心尺寸要满足一定的关系，这部分请参考CN104265844中所记载的内容，在此不再赘述。
本发明的传动装置同样还可以应用于泵或马达太阳能传动装置等各种具有速度变化的装置上。
Claims (12)
1.一种复式全齿驱动偏心活齿传动装置，包括壳体，壳体上设有与壳体同轴的传动轴以及与传动轴联动连接的偏心转臂，其特征在于：在壳体内还设有沿壳体轴向排列的第一圆形轮和第二圆形轮，传动轴通过传动机构带动偏心转臂旋转，在偏心转臂上设有带动第一圆形轮与第二圆形轮向不同方向摆转的偏心轮，在第一、二圆形轮上均设有若干周向均布的活齿安装圆孔，且第一圆形轮上的各活齿安装圆孔的位置与第二圆形轮上的各活齿安装圆孔的位置偏置一定角度，该角度与偏心转臂的不同偏心轮之间的偏转角度一致，在第一、二圆形轮之间设有具有圆形内轮廓的限位轮，该限位轮固定或一体设置在壳体内，在第一、二圆形轮上的每个活齿安装圆孔上都设有偏心活齿，所述偏心活齿包括偏心圆齿、传动圆齿和输出圆齿，且所有的传动圆齿都位于限位轮内并同时与限位轮的圆形内轮廓内切配合，在壳体的两端各设有传动盘，第一、二圆形轮上的输出圆齿可周向旋转安装在输出盘上，所述的壳体两端的传动盘联动连接。
2.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的偏心转臂上带动第一圆形轮与第二圆形轮摆转的偏心轮偏心方向相反，所述的第一圆形轮上的各活齿安装圆孔圆孔的位置在沿第一圆形轮轴心旋转180度后刚好与第二圆形轮上的各活齿安装圆孔的位置相一致。
3.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的第一、二圆形轮上的活齿安装圆孔数量为奇数个，第一圆形轮上的传动圆齿与第二圆形轮上的传动圆齿相互交错共用同一个限位轮上的内圆轨道。
4.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述偏心转臂至少二个且沿壳体轴线周向均布，偏心转臂通过传动机构与传动轴联动连接。
5.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的每个偏心转臂上设有二个所述的偏心轮，该两个偏心轮的偏心方向相反从而带动第一圆形轮与第二圆形轮向不同方向摆转。
6.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的偏心活齿包括中心轴及安装在中心轴上的第一、第二轮，第一、第二轮分别构成所述的偏心圆齿、传动圆齿，中心轴向传动盘方向凸出的部分构成所述的输出圆齿。
7.根据权利要求6所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的第一、第二轮皆为轴承。
8.根据权利要求4所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的传动机构为齿轮传动机构。
9.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的偏心转臂为三个或三个以上。
10.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的传动盘包括有传动圆盘和法兰盘，传动圆盘与输出圆齿联接，传动圆盘与法兰盘固定连接。
11.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的传动轴为输入轴，传动盘为输出盘，所述的传动装置构成减速器。
12.根据权利要求1所述的复式全齿驱动偏心活齿传动装置，其特征在于：所述的传动轴为输出轴，传动盘为输入盘，所述的传动装置构成加速器。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 325025 Wenzhou economic and Technological Development Zone, Zhejiang Binhai Road, No. 1489 Patentee after: Hengfengtai precision machinery Limited by Share Ltd Address before: 325025 Wenzhou Province Economic and Technological Development Zone, Binhai District, Binhai Road, No., No. ten, No. 1489 Patentee before: Zhejiang Hengfengtai Reducer MFG Co., Ltd |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Compound full-tooth driven eccentric movable tooth driving device Effective date of registration: 20200622 Granted publication date: 20170201 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Wenzhou branch Pledgor: HENGFENGTAI PRECISION MACHINERY Co.,Ltd. Registration number: Y2020330000377 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20220308 Granted publication date: 20170201 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Wenzhou branch Pledgor: HENGFENGTAI PRECISION MACHINERY CO.,LTD. Registration number: Y2020330000377 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A compound full tooth drive eccentric movable tooth transmission device Effective date of registration: 20220314 Granted publication date: 20170201 Pledgee: China Minsheng Banking Corp Wenzhou branch Pledgor: HENGFENGTAI PRECISION MACHINERY CO.,LTD. Registration number: Y2022980002601 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |