CN104976330A - 一种倍式传动变速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种倍式传动变速器，包括输入小齿轮轴、输出大齿轮轴和位于输入小齿轮轴与输出大齿轮轴之间用于变速传动的至少二路变速轮；每路变速轮至少包括一个第一变速轮和两个均与第一变速轮连接的第二变速轮。本发明所提供的倍式传动变速器中第一变速轮的个数为输入小齿轮轴个数的至少两倍，成倍数的提高传动轴数，有效减小每个齿轮的受力，使得每个齿轮的齿数和模数都减小，进而使得该变速器的体积进一步减小。另外，该变速器的受力更加均匀，使用性能更加稳定。同时，所有传动均为外齿传动，可以提高寿命、降低噪声、提高精度，并且，由于该倍式传动变速器无需行星架，结构简单，使得体积、重量明显减小，加工难度降低，节能明显。

Description

一种倍式传动变速器
技术领域
本发明涉及变速设备领域，特别是涉及一种全新的倍式传动变速器。
背景技术
在减速器设备领域，减速器的体积越来越小，传动比越来越高，已经成为减速器行业的趋势。然而，现有技术中的减速器，在满足重载或超重载的使用要求时，体积往往较大，对于使用空间的要求较高。
因此，如何在提高减速器传动比的同时，减小减速器的体积、重量，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种倍式传动变速器，该倍式传动变速器通过传动轴成倍数增加，能够在保证重载的前提下，有效的减小自身的体积，受力更加均匀，使用性能更加稳定。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种倍式传动变速器，包括输入小齿轮轴、输出大齿轮轴和位于所述输入小齿轮轴与所述输出大齿轮轴之间用于变速传动的至少两路变速轮；
每路所述变速轮至少包括一个第一变速轮和两个均与所述第一变速轮连接的第二变速轮；
所述第一变速轮包括同轴同向转动的一级变速大齿轮和二级变速小齿轮，所述一级变速大齿轮与所述输入小齿轮轴啮合；
所述第二变速轮包括同轴同向转动的二级变速大齿轮和三级变速小齿轮，所述二级变速大齿轮与所述二级变速小齿轮啮合，所述三级变速小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合；
所述输入小齿轮轴、所述输出大齿轮轴以及所述变速轮均为外齿轮。
优选的，每个所述第二变速轮与所述输出大齿轮轴之间还设有两个第三变速轮，所述第三变速轮包括同轴同向转动的三级变速大齿轮和四级变速小齿轮，所述三级变速大齿轮与所述三级变速小齿轮啮合，所述四级变速小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合。
优选的，所述变速轮的传动路数为三路，每路传动中靠近所述输入小齿轮轴的大齿轮与所述输入小齿轮轴啮合，每路传动中靠近所述输出大齿轮轴的小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合。
优选的，所述变速轮的传动路数为四路，每路传动中靠近所述输入小齿轮轴的大齿轮与所述输入小齿轮轴啮合，每路传动中靠近所述输出大齿轮轴的小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合。
优选的，还包括前盖、后盖和中箱，所述前盖与所述中箱靠近所述输入小齿轮轴的一端连接，所述后盖与所述中箱靠近所述输出大齿轮轴的一端连接。
优选的，所述中箱的个数为至少两个。
优选的，所述前盖与所述中箱之间以及所述后盖与所述中箱之间均采用螺栓连接。
优选的，所述输入小齿轮轴与所述输出大齿轮轴为同心轴。
本发明所提供的倍式传动变速器，包括输入小齿轮轴、输出大齿轮轴和位于所述输入小齿轮轴与所述输出大齿轮轴之间用于变速传动的至少两路变速轮；每路所述变速轮至少包括一个第一变速轮和两个均与所述第一变速轮连接的第二变速轮。该倍式传动变速器中所述第一变速轮的个数为所述输入小齿轮轴个数的至少两倍，所述第二变速轮的个数为所述第一变速轮个数的两倍，成倍数的提高传动轴数，有效的减小每个齿轮的受力，使得每个齿轮的齿数和模数都减小，进而使得该变速器的体积进一步减小。另外，由于传动轴的数量增加，使得轴承所承受的偏心力减小，使得该变速器的受力更加均匀，使用性能更加稳定。同时，由于该倍式传动变速器无需行星架，结构简单，使得体积、重量明显减小，加工难度降低，节能明显。并且，该变速器中所有传动均为外齿传动，可以提高寿命、降低噪声、提高精度。
在一种优选实施方式中，每个所述第二变速轮与所述输出大齿轮轴之间还设有两个第三变速轮，所述第三变速轮包括同轴同向转动的三级变速大齿轮和四级变速小齿轮，所述三级变速大齿轮与所述三级变速小齿轮啮合，所述四级变速小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合。所述第三变速轮的个数为所述第二变速轮个数的两倍，可以在提高传动比的同时，使得该变速器的受力分解到更多的轮齿，使得轮齿的模数和轮轴的尺寸更小，更加充分的利用空间，使得该变速器体积变小的同时保证了重载的特性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的二路三级倍式传动变速器的结构示意图；
图2为图1所示倍式传动变速器的A-A刨面结构示意图；
图3为本发明所提供的三路三级倍式传动变速器的结构示意图；
图4为图3所示倍式传动变速器的A-A刨面结构示意图；
图5为本发明所提供的四路三级倍式传动变速器的结构示意图；
图6为图5所示倍式传动变速器的A-A刨面结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种倍式传动变速器，该倍式传动变速器能够在保证重载的前提下，有效的减小自身的体积，高传动比，受力更加均匀，使用性能更加稳定。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图2，图1为本发明所提供的二路三级倍式传动变速器的结构示意图，图2为图1所示倍式传动变速器的A-A刨面结构示意图。
本实施例所提供的倍式传动变速器，包括输入小齿轮轴201、输出大齿轮轴210和位于输入小齿轮轴201与输出大齿轮轴210之间用于变速传动的至少两路变速轮；每路变速轮至少包括一个第一变速轮和两个均与第一变速轮连接的第二变速轮；第一变速轮包括同轴同向转动的一级变速大齿轮202和二级变速小齿轮203，一级变速大齿轮202与输入小齿轮轴201啮合；第二变速轮包括同轴同向转动的二级变速大齿轮204和三级变速小齿轮205，二级变速大齿轮204与二级变速小齿轮203啮合，三级变速小齿轮205与输出大齿轮轴210啮合；输入小齿轮轴201、输出大齿轮轴210以及变速轮均为外齿轮。输入小齿轮轴201的齿轮直径小于输出大齿轮轴210的齿轮直径。
该变速器中，第一变速轮的个数为输入小齿轮轴201个数的至少两倍，第二变速轮的个数为第一变速轮个数的两倍，成倍数的提高传动轴数，有效的减小每个齿轮的受力，使得每个齿轮的齿数和模数都减小，进而使得该变速器的体积进一步减小。另外，由于传动轴的数量增加，使得轴承所承受的偏心力减小，使得该变速器的受力更加均匀，使用性能更加稳定。同时，由于该倍式传动变速器无需行星架，结构简单，使得体积、重量明显减小，加工难度降低，节能明显。
如图1和图2所示，二路三级倍式传动变速器共包括两个第一变速轮和四个第二变速轮；两个第一变速轮均与输入小齿轮轴201连接，每个第一变速轮均与两个第二变速轮连接。
当输入小齿轮轴201与电机连接时，即该倍式传动变速器作为减速器使用时，输入小齿轮轴201先将转动传递给两个一级变速大齿轮202，完成一级减速；一级变速大齿轮202分别带动与之相对应的二级变速小齿轮203转动，每个二级变速小齿轮203分别将转动传递给两个二级变速大齿轮204，完成二级减速；二级变速大齿轮204转动带动与之对应的三级变速小齿轮205转动，最终四个三级变速小齿轮205共同将转动传递给输出大齿轮轴210，完成三级减速；输出大齿轮轴210将减速后的转动输出至其他部件。
图1和图2所示的变速器中的传动由一个轴经过一级变速传递给两个轴，然后经过二级变速传递给四个轴，最终回到同一个外齿轮即输出大齿轮轴210输出。
原理同上，当输出大齿轮轴210与电机连接时，该倍式传动变速器作为加速器使用。当然，该倍式传动变速器的使用不局限于电机与输入小齿轮轴201的直联，还可以通过皮带轮过渡联接，也可用伞齿轮过渡到输入小齿轮轴201的轴上，实现电机与输入小齿轮轴201的垂直联接传动。
另外，该二路三级倍式传动变速器还包括由前盖211、后盖212和中箱213构成的外壳，前盖211与中箱213靠近输入小齿轮轴201的一端连接，后盖212与中箱213靠近输出大齿轮轴210的一端连接。中箱213的横截面形状可以自由选择，能够放入输入小齿轮轴201、输出大齿轮轴210以及变速轮即可，例如图1所示中箱213的横截面形状为四角花瓣形，中箱213的形状能够自由设置可以进一步减少外壳的体积。
具体的，前盖211与中箱213之间以及后盖212与中箱213之间均可以采用方便拆装的螺栓连接。当变速器内部结构较复杂时，中箱213的个数可以为至少两个，采用螺栓连接。外壳与其他部件可以通过方便拆装并且连接牢固的法兰连接。
这里需要说明的是，第一变速轮的大齿轮和小齿轮之间，以及第二变速轮的大齿轮和小齿轮之间可以为一体加工而成，也可以为两个齿轮固定组合而成。另外，输出大齿轮轴210由大齿轮和输出轴固定组合而成，输出大齿轮轴210的大齿轮和输出轴之间可以为一体加工而成，也可以为单独加工的大齿轮与输出轴固定连接而成，每路传动中靠近输出大齿轮轴210的小齿轮轴，即可采用图中悬臂支撑，又可采用两端轴承支撑。
另外，变速轮的材质在不同的使用条件下可以不同，可以根据需要进行选择，例如用金属材质制作而成，如铁、铜和铝等金属，金属制成的齿以及变速轮强度高，使用寿命长，当然，也可以采用非金属材料制作，例如塑料材质，塑料制成的齿和变速轮的强度相对金属材质差，但是噪声可以明显降低，某些情况下，也可以采用合金材料制成。
该倍式传动变速器中，所有的传动均为外齿传动，外齿传动可以有效的提高寿命、降低噪声、节约成本、提高精度，能够提高功率，节约能源，使得该倍式传动变速器的使用性能显著提高。
具体的，为了输入小齿轮轴201与输出大齿轮轴210的安装方便，输入小齿轮轴201与输出大齿轮轴210可以为同心轴。采用同心轴的输入和输出，可以使得该变速器的体积更小化，也便于多路传动，同时也可以降低加工难度和成本。当然，输入小齿轮轴201与输出大齿轮轴210不同心时也能做到以上传动，但加工难度和成本偏高，本实施例中所提供的输入小齿轮轴201与输出大齿轮轴210并不局限于为同心轴，适当偏离同样适用。
另一方面，变速轮的传动路数可以为三路，每路传动中靠近输入小齿轮轴201的大齿轮与输入小齿轮轴201啮合，每路传动中靠近输出大齿轮轴210的小齿轮与输出大齿轮轴210啮合。如图3和图4所示，图3为本发明所提供的三路三级倍式传动变速器的结构示意图，图4为图3所示倍式传动变速器的A-A刨面结构示意图。
对于三路三级倍式传动变速器，包括三个第一变速轮和六个第二变速轮；三个第一变速轮均与输入小齿轮轴301连接，每个第一变速轮均与两个第二变速轮连接。
当输入小齿轮轴301与电机连接时，即该倍式传动变速器作为减速器使用时，输入小齿轮轴301先将转动传递给三个一级变速大齿轮302，完成一级减速；一级变速大齿轮302分别带动与之相对应的二级变速小齿轮303转动，每个二级变速小齿轮303分别将转动传递给两个二级变速大齿轮304，完成二级减速；二级变速大齿轮304转动带动与之对应的三级变速小齿轮305转动，最终六个三级变速小齿轮305共同将转动传递给输出大齿轮轴310，完成三级减速；输出大齿轮轴310将减速后的转动输出至其他部件。
图3和图4所示的变速器中的传动由一个轴经过一级变速传递给三个轴，然后经过二级变速传递给六个轴，最终回到同一个外齿轮即输出大齿轮轴310输出。
原理同上，当输出大齿轮轴310与电机连接时，该倍式传动变速器作为加速器使用。该三路二级倍式传动变速器同样包括由前盖311、后盖312和中箱313构成的外壳，后盖312与中箱313之间以及前盖311与中箱313之间均采用螺栓连接，并且，当变速器内部结构较复杂时，中箱313的个数可以为至少两个，采用螺栓连接。
当然，变速轮的传动路数也可以为四路，每路传动中靠近输入小齿轮轴401的大齿轮与输入小齿轮轴401啮合，每路传动中靠近输出大齿轮轴410的小齿轮与输出大齿轮轴410啮合。如图5和图6所示，图5为本发明所提供的四路三级倍式传动变速器的结构示意图，图6为图5所示倍式传动变速器的A-A刨面结构示意图。
对于四路三级倍式传动变速器，包括四个第一变速轮和八个第二变速轮；四个第一变速轮均与输入小齿轮轴401连接，每个第一变速轮均与两个第二变速轮连接。
当输入小齿轮轴401与电机连接时，即该倍式传动变速器作为减速器使用时，输入小齿轮轴401先将转动传递给四个一级变速大齿轮402，完成一级减速；一级变速大齿轮402分别带动与之相对应的二级变速小齿轮403转动，每个二级变速小齿轮403分别将转动传递给两个二级变速大齿轮404，完成二级减速；二级变速大齿轮404转动带动与之对应的三级变速小齿轮405转动，最终八个三级变速小齿轮405共同将转动传递给输出大齿轮轴410，完成三级减速；输出大齿轮轴410将减速后的转动输出至其他部件。
图5和图6所示的变速器中的传动由一个轴经过一级变速传递给四个轴，然后经过二级变速传递给八个轴，最终回到同一个外齿轮即输出大齿轮轴410输出。
原理同上，当输出大齿轮轴410与电机连接时，该倍式传动变速器作为加速器使用。该四路二级倍式传动变速器同样包括由前盖411、后盖412和中箱413构成的外壳，后盖412与中箱413之间以及前盖411与中箱413之间均采用螺栓连接。
这里需要说明的是，对于以上所有实施例中所提供的变速器中，每个第二变速轮与输出大齿轮轴410之间还可以设有两个第三变速轮，第三变速轮包括同轴同向转动的三级变速大齿轮和四级变速小齿轮，三级变速大齿轮与三级变速小齿轮405啮合，四级变速小齿轮与输出大齿轮轴410啮合。第三变速轮的个数为第二变速轮个数的两倍，可以在提高传动比的同时，使得该变速器的受力分解到更多的轮齿，使得轮齿的模数和轮轴的尺寸更小，更加充分的利用空间，使得该变速器体积变小的同时保证了重载的特性。
当然，第四变速轮与输出大齿轮轴410之间还可以设有第五变速轮或者第六变速轮，变速轮的变速级数可以根据需要进行选择。同样，变速轮的传动路数也可以根据需要以及空间允许程度进行选择，该变速器也可以为五路或者六路传动，当变速轮的个数较多时，可以采用前后错开的方式进行安装。
进一步，该倍式传动变速器还可以通过两个变速器组合成为二重倍式传动变速器，即由两个倍式传动变速器前后叠加而成，即一个变速器的输出轴为另一个变速器的输入轴。二重倍式传动变速器在保证重载和大变速比的同时又能做到小体积，二重倍式传动变速器的变速比很容易实现1:10000以上。
以上对本发明所提供的倍式传动变速器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种倍式传动变速器，其特征在于，包括输入小齿轮轴、输出大齿轮轴和位于所述输入小齿轮轴与所述输出大齿轮轴之间用于变速传动的至少两路变速轮；
每路所述变速轮至少包括一个第一变速轮和两个均与所述第一变速轮连接的第二变速轮；
所述第一变速轮包括同轴同向转动的一级变速大齿轮和二级变速小齿轮，所述一级变速大齿轮与所述输入小齿轮轴啮合；
所述第二变速轮包括同轴同向转动的二级变速大齿轮和三级变速小齿轮，所述二级变速大齿轮与所述二级变速小齿轮啮合，所述三级变速小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合；
所述输入小齿轮轴、所述输出大齿轮轴以及所述变速轮均为外齿轮。
2.根据权利要求1所述的倍式传动变速器，其特征在于，每个所述第二变速轮与所述输出大齿轮轴之间还设有两个第三变速轮，所述第三变速轮包括同轴同向转动的三级变速大齿轮和四级变速小齿轮，所述三级变速大齿轮与所述三级变速小齿轮啮合，所述四级变速小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合。
3.根据权利要求1或2所述的倍式传动变速器，其特征在于，所述变速轮的传动路数为三路，每路传动中靠近所述输入小齿轮轴的大齿轮与所述输入小齿轮轴啮合，每路传动中靠近所述输出大齿轮轴的小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合。
4.根据权利要求1或2所述的倍式传动变速器，其特征在于，所述变速轮的传动路数为四路，每路传动中靠近所述输入小齿轮轴的大齿轮与所述输入小齿轮轴啮合，每路传动中靠近所述输出大齿轮轴的小齿轮与所述输出大齿轮轴啮合。
5.根据权利要求1所述的倍式传动变速器，其特征在于，还包括前盖、后盖和中箱，所述前盖与所述中箱靠近所述输入小齿轮轴的一端连接，所述后盖与所述中箱靠近所述输出大齿轮轴的一端连接。
6.根据权利要求5所述的倍式传动变速器，其特征在于，所述中箱的个数为至少两个。
7.根据权利要求6所述的倍式传动变速器，其特征在于，所述前盖与所述中箱之间以及所述后盖与所述中箱之间均采用螺栓连接。
8.根据权利要求1所述的倍式传动变速器，其特征在于，所述输入小齿轮轴与所述输出大齿轮轴为同心轴。
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