CN105822746A - 一种双行星轮差速减速机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双行星轮差速减速机，包括两组行星轮组，每个行星轮组均包含太阳轮、多个行星轮和包含啮合内圈的外转子，每个行星轮组的行星轮分别与对应的太阳轮、外转子的内圈啮合，每个行星轮组的多个行星轮通过保持架在外转子内定位连接；所述的太阳轮、外转子、保持架为三个传动要素，当其中一个行星轮组中的一个传动要素被固定时，则另一个行星轮组中对应的传动要素被设置为输出轴，且两组行星轮中相同的传动要素对应固定连接为一种整体结构，输入轴为其中一个传动要素的固定连接结构。本发明采用两组不同减速比的行星轮能实现大速比减速传递，同时能满足大扭矩、高转速输入的工况要求，且具有工艺制造简单、成本低和可靠性高的优点。

Description

一种双行星轮差速减速机
技术领域
本发明涉及机械传动领域，具体是一种双行星轮差速减速机。
背景技术
目前工业上使用的大功率大速比减速机一般是由多级串联组成，占用空间大、运转平稳性差、成本高；而小功率大速比摆线轮减速机和谐波减速机有偏心轴机构，限制了输入转速的提高和大扭矩的传输，减速比也不易做的很大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种双行星轮差速减速机，利用两组减速比相差较小的行星轮组，实现较大的减速比输出，同时能满足输入转速高、传递扭矩大的需求，且运行平稳。
本发明的技术方案为：
一种双行星轮差速减速机，包括两组行星轮组，每个行星轮组均包含太阳轮、多个行星轮和包含啮合内圈的外转子，每个行星轮组的行星轮分别与对应的太阳轮、外转子的内圈啮合，每个行星轮组的多个行星轮通过保持架在外转子内定位连接；所述的太阳轮、外转子、保持架为三个传动要素，当其中一个行星轮组中的一个传动要素被固定时，则另一个行星轮组中对应的传动要素被设置为输出轴，且两组行星轮中相同的传动要素对应固定连接为一种整体结构，输入轴为其中一个传动要素的固定连接结构。
所述的两组行星轮组中其中一个行星轮组的太阳轮被固定，另一个行星轮组的太阳轮设置为输出轴，两组行星轮组的外转子固定连接为一整体结构外圈，两组行星轮组的保持架固定连接为一整体结构保持架，整体结构保持架设置为输入轴。
所述的两组行星轮组中其中一个行星轮组的太阳轮被固定，另一个行星轮组的太阳轮设置为输出轴，两组行星轮组的外转子固定连接为一整体结构外圈，两组行星轮组的保持架固定连接为一整体结构保持架，整体结构外圈设置为输入轴。
所述的两组行星轮组中其中一个行星轮组的外转子被固定，另一个行星轮组的外转子设置为输出轴，两组行星轮组的太阳轮固定连接为一整体结构太阳轮，两组行星轮组的保持架固定连接为一整体结构保持架，一整体结构太阳轮和输入轴固定连接。
所述的两组行星轮组中其中一个行星轮组的外转子被固定，另一个行星轮组的外转子设置为输出轴，两组行星轮组的太阳轮固定连接为一整体结构太阳轮，两组行星轮组的保持架固定连接为一整体结构保持架，整体结构保持架设置为输入轴。
所述的传动要素被固定即固定于壳体上或与壳体是一体结构或固定于其他静止件上。
所述的固定连接为一整体结构即为一体结构或刚性组合结构。
所述的行星轮的啮合方式为齿轮啮合或摩擦轮啮合。
所述的两组行星轮的参数（如：轮半径、轮形式和减速比等）可独立配置。
本发明的优点：
本发明采用两组不同减速比的行星轮能实现大速比减速传递，同时能满足大扭矩、高转速输入的工况要求，且具有工艺制造简单、成本低和可靠性高的优点。
附图说明
图1是本发明太阳轮、行星轮和外转子的相对关系图。
图2是本发明实施例1的结构示意图。
图3是本发明实施例2的结构示意图。
图4是本发明实施例3的结构示意图。
图5是本发明实施例4的结构示意图。
图6是本发明实施例5的结构示意图。
具体实施方式
本发明提供了多个实施例，其目的是为应用提供多个选择，以满足不同的工况需要。
本发明的实施例主要计算公式是根据以下公式（1），单行星轮系的传递公式：
n1+a*n2-(1+a)*n3=0（1），
式中，n1为太阳轮转速，n2为外转子转速，n3为行星轮保持架转速，a为内圈齿数除以太阳轮齿数值（如果是摩擦轮传动，a则是外转子的内圈半径除以太阳轮半径值）。
实施例1
见图1和图2，一种双行星轮差速减速机，包括两组行星轮组，分别是第一行星轮组和第二行星轮组，第一行星轮组包含第一太阳轮4、三个第一行星轮8和第一内圈6，第二行星轮组包含第二太阳轮5、三个第二行星轮9和第二内圈7，每个行星轮组的行星轮分别与对应的太阳轮、内圈啮合，第一行星轮组的三个第一行星轮8通过第一保持架10在第一内圈6内定位连接，第二行星轮组的三个第二行星轮9通过第二保持架11在第二内圈7内定位连接；第一太阳轮4与壳体1固定连接，第二太阳轮5与输出轴12固定连接为一整体结构，第一内圈6和第二内圈7为外转子3的内圈，第一保持架10和第二保持架1固定连接为一整体结构保持架，整体结构保持架与输入轴2固定连接为一整体结构。
第一行星轮组选取行星齿轮传动模式，取模数为0.5，其中第一太阳轮4的齿数z11=60，第一行星轮8的齿数z13=60，第一内齿圈6的齿数z12=180；第二行星轮组选取行星齿轮传动模式，取模数为0.5，第二太阳轮5的齿数z21=60，第二行星轮9的齿数z23=59，第二内齿圈7的齿数z22=178。
第一行星轮组在输入轴2的输入下，外转子3的第一内圈6的转动速度为：
n12=n1*(1+a1)/a1（2），
（2）式中，a1=z12/z11，n1为输入轴2的转速，n12为第一内圈6的转速。
由于两组行星轮组的保持架和内圈转速相等，所以第二行星轮组的第二太阳轮5的转速为：
n2=(1+a2)*n1-a2*n1*(1+a1)/a1（3），
（3）式中：a2=z22/z21,n2为第二太阳轮5即输出轴12的转速，由公式（3）得出输出转速和输入转速的速比为i：
i=n1/n2=1/[（1+178/60）-(178/60)*（1+180/60）/（180/60）≈-90.1，（4），
结果为负值表示输出转速和输入转速的方向相反，同样当本实施例的第二行星轮的减速比大于第一行星轮的减速比时，计算的转动速差结果为正值，表明减速后的输出端的转动方向与输入端的转动方向相同。
实施例2
见图1和图3，一种双行星轮差速减速机，包括两组行星轮组，分别是第一行星轮组和第二行星轮组，第一行星轮组包含第一太阳轮4、三个第一行星轮8和第一内圈6，第二行星轮组包含第二太阳轮5、三个第二行星轮9和第二内圈7，每个行星轮组的行星轮分别与对应的太阳轮、内圈啮合，第一行星轮组的三个第一行星轮8通过第一保持架10在第一内圈6内定位连接，第二行星轮组的三个第二行星轮9通过第二保持架11在第二内圈7内定位连接；第一太阳轮4与壳体1固定连接，第二太阳轮5与输出轴12固定连接为一整体结构，第一内圈6和第二内圈7为外转子3的内圈，第一保持架10和第二保持架1固定连接为一整体结构保持架，外转子3与输入轴2固定连接为一整体结构。
第一行星轮组选取行星齿轮传动模式，取模数为0.5，其中第一太阳轮4的齿数z11=60，第一行星轮8的齿数z13=60，第一内圈6的齿数z12=180；第二行星轮组选取行星齿轮传动模式，取模数为0.5，第二太阳轮5的齿数z21=60，第二行星轮9的齿数z23=59，第二内圈7的齿数z22=178。由公式（4）经过计算得出:
i=n1/n2≈120，
其中，n1为输入轴2的转速，n2为输出轴12的转速，结果数值为正代表输出旋转方向与输入旋转方向同向。
实施例3
见图1和图4，一种双行星轮差速减速机，包括两组行星轮组，分别是第一行星轮组和第二行星轮组，第一行星轮组包含第一太阳轮4、三个第一行星轮8和第一内圈6，第二行星轮组包含第二太阳轮5、三个第二行星轮9和第二内圈7，每个行星轮组的行星轮分别与对应的太阳轮、内圈啮合，第一行星轮组的三个第一行星轮8通过第一保持架10在第一内圈6内定位连接，第二行星轮组的三个第二行星轮9通过第二保持架11在第二内圈7内定位连接；第一内圈6与壳体1固定连接，第二内圈7与输出轴12固定连接为一整体结构，第一太阳轮4和第二太阳轮5固定连接为一整体结构太阳轮，一保持架10和第二保持架1固定连接为一整体结构保持架，一整体结构太阳轮和输入轴2固定连接为一整体结构。
第一行星轮组选取行星齿轮传动模式，取模数为0.5，其中第一太阳轮4的齿数z11=60，第一内齿圈6的齿数z12=180；第二行星轮组选取行星齿轮传动模式，取模数为0.6，第二太阳轮5的齿数z21=58，第二内齿圈7的齿数z22=178。由公式（4）经过计算得出:
i=n1/n2≈19，
其中，n1为输入轴2的转速，n2为输出轴12的转速，结果数值为正代表输出旋转方向与输入旋转方向同向。
实施例4
见图1和图5，一种双行星轮差速减速机，包括两组行星轮组，分别是第一行星轮组和第二行星轮组，第一行星轮组包含第一太阳轮4、三个第一行星轮8和第一内圈6，第二行星轮组包含第二太阳轮5、三个第二行星轮9和第二内圈7，每个行星轮组的行星轮分别与对应的太阳轮、内圈啮合，第一行星轮组的三个第一行星轮8通过第一保持架10在第一内圈6内定位连接，第二行星轮组的三个第二行星轮9通过第二保持架11在第二内圈7内定位连接；第一内圈6与壳体1固定连接，第二内圈7与输出轴12固定连接为一整体结构，第一太阳轮4和第二太阳轮5固定连接为一整体结构太阳轮，一保持架10和第二保持架1固定连接为一整体结构保持架，一整体结构保持架和输入轴2固定连接为一整体结构。
第一行星轮组选取行星齿轮传动模式，取模数为0.5，其中第一太阳轮4的齿数z11=60，第一内齿圈6的齿数z12=180；第二行星轮组选取行星齿轮传动模式，取模数为0.5，第二太阳轮5的齿数z21=60，第二内齿圈7的齿数z22=178。由公式（4）经过计算得出:
i=n1/n2≈-89
其中，n1为输入轴13的转速，n2为输出轴12的转速，结果数值为负代表输出旋转方向与输入旋转方向相反。
实施例5
见图6，把实施例1中的第一太阳轮4与外壳为整体结构改为第一太阳轮4与控制电机13为整体结构，控制电机13与壳体1为整体结构的实施例。
由于第二太阳轮5相对于输入轴2的减速比是基于参考第一太阳轮4的，所以改变第一太阳轮4对客体的相对转速即改变了第二太阳轮5即输出轴12相对于输入轴2的减速比。

Claims (8)

1.一种双行星轮差速减速机，其特征在于：包括两组行星轮组，每个行星轮组均包含太阳轮、多个行星轮和包含啮合内圈的外转子，每个行星轮组的行星轮分别与对应的太阳轮、外转子的内圈啮合，每个行星轮组的多个行星轮通过保持架在外转子内定位连接；所述的太阳轮、外转子、保持架为三个传动要素，当其中一个行星轮组中的一个传动要素被固定时，则另一个行星轮组中对应的传动要素被设置为输出轴，且两组行星轮中相同的传动要素对应固定连接为一种整体结构，输入轴为其中一个传动要素的固定连接结构。
2.根据权利要求1所述的一种双行星轮差速减速机，其特征在于：所述的两组行星轮组中其中一个行星轮组的太阳轮被固定，另一个行星轮组的太阳轮设置为输出轴，两组行星轮组的外转子固定连接为一整体结构外圈，两组行星轮组的保持架固定连接为一整体结构保持架，整体结构保持架设置为输入轴。
3.根据权利要求1所述的一种双行星轮差速减速机，其特征在于：所述的两组行星轮组中其中一个行星轮组的太阳轮被固定，另一个行星轮组的太阳轮设置为输出轴，两组行星轮组的外转子固定连接为一整体结构外圈，两组行星轮组的保持架固定连接为一整体结构保持架，整体结构外圈设置为输入轴。
4.根据权利要求1所述的一种双行星轮差速减速机，其特征在于：所述的两组行星轮组中其中一个行星轮组的外转子被固定，另一个行星轮组的外转子设置为输出轴，两组行星轮组的太阳轮固定连接为一整体结构太阳轮，两组行星轮组的保持架固定连接为一整体结构保持架，一整体结构太阳轮和输入轴固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种双行星轮差速减速机，其特征在于：所述的两组行星轮组中其中一个行星轮组的外转子被固定，另一个行星轮组的外转子设置为输出轴，两组行星轮组的太阳轮固定连接为一整体结构太阳轮，两组行星轮组的保持架固定连接为一整体结构保持架，整体结构保持架设置为输入轴。
6.根据权利要求1所述的一种双行星轮差速减速机，其特征在于：所述的传动要素被固定即固定于壳体上或与壳体是一体结构或固定于其他静止件上。
7.根据权利要求1所述的一种双行星轮差速减速机，其特征在于：所述的固定连接为一整体结构即为一体结构或刚性组合结构。
8.根据权利要求1所述的一种双行星轮差速减速机，其特征在于：所述的行星轮的啮合方式为齿轮啮合或摩擦轮啮合。
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