CN105840741A - 一种背隙可调行星传动减速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背隙可调行星传动减速器，其特征是：由输出端盖与齿圈外套和电机端盖构成的腔体内，设有组成一级行星传动的齿轮副，太阳轮与行星轮和内齿圈均采用轴向变齿厚的圆柱直齿轮；齿圈外套一端面与输出端盖端面之间设有行星轮‑齿圈间隙调节垫片和增大间隙预调垫片，齿圈外套另一端面与电机端盖端面之间设有太阳轮‑行星轮间隙调节垫片；本发明通过调整行星轮‑齿圈间隙调节垫片和太阳轮‑行星轮间隙调节垫片的厚度来调节齿轮副的啮合间隙，实现减速器的小背隙传动。本发明使用常规精度等级(7级)的齿轮组装减速器，实际装机背隙数值达到3弧分。

Description

一种背隙可调行星传动减速器

技术领域

本发明涉及机械传动中的行星齿轮传动，特别是一种背隙可调行星传动减速器。

背景技术

渐开线行星传动减速器作为减速、增速和变速传动装置，广泛应用于各种机械上。行星传动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：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优点。

对于输出转轴具有逆时针和顺时针两种工作状态的行星传动减速器，总是希望小背隙或零背隙传动，即两种工作状态转换的角度回差非常小，如主要应用于CNC数控机床，雕刻机等伺服电机、步进电机用减速器。一般行星传动减速器每一级减速的背隙不作要求，对于有背隙要求且不小于0.5°的，通常是减小齿轮啮合侧隙并验证其啮合侧隙即可；但如果要求背隙在10′以下的减速器，则必须选用高精度的齿轮，否则无法保证在极小啮合间隙下的装配和正常运转；目前减速器设计中齿轮传动选用的多为圆柱直齿轮。其存在的不足之处是：

1、要求背隙在10′以下的减速器，高精度齿轮需要磨齿加工，不仅加工周期长，且成本大幅上升。

2、采用圆柱直齿轮的减速器，由齿轮磨损造成的啮合间隙增大导致背隙变大的问题，根本无法解决只有报废。

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，提供一种背隙可调行星传动减速器，将减速器中齿轮副所有的圆柱直齿轮均设计为轴向变齿厚的圆柱直齿轮，通过调整两个齿轮的轴向距离来调节一对齿轮副的啮合间隙，实现减速器的小背隙传动。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

本发明背隙可调行星传动减速器的结构特点是：由输出端盖与齿圈外套和电机端盖构成的腔体内，设有组成一级行星传动的齿轮副，即太阳轮与行星轮相啮合，行星轮又与内齿圈相啮合；所述的太阳轮与行星轮和内齿圈均采用轴向变齿厚的圆柱直齿轮；所述的太阳轮安装在电机主轴上，用太阳轮挡圈限位；所述的行星轮内孔设有滚针轴承且安装在销轴上，用行星轮挡环限位，销轴与输出轴上相对应的销轴孔过盈配合；在输出轴与输出端盖之间设有深沟球轴承和骨架油封，且用输出轴弹性挡圈限位；齿圈压紧螺钉将内齿圈限定在齿圈外套内孔中；齿圈外套一端面与输出端盖端面之间设有行星轮-齿圈间隙调节垫片和增大间隙预调垫片，用端盖-齿圈连接螺钉紧固，齿圈外套另一端面与电机端盖端面之间设有太阳轮-行星轮间隙调节垫片，用齿圈-电机连接螺钉紧固；密封圈分别安装在输出端盖和电机端盖与齿圈外套内孔配合的外圆端口处。

本发明的结构特点也在于：所述太阳轮、行星轮和内齿圈均设计为轴向变齿厚的圆柱直齿轮，所述的轴向变齿厚的圆柱直齿轮设有的锥角θ是相等的，θ的值为0.5°至4.5°。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

1、本发明可以使用常规精度等级、即7级的齿轮组装减速器；这是因为本结构中齿轮为采用轴向变齿厚的圆柱直齿轮，设有锥角，可以通过调节齿轮轴向距离来调整齿轮径向啮合间隙，确保小背隙，实际装机背隙可达到3弧分。

2、因为齿轮磨损造成的啮合间隙增大而产生的背隙变大，仍然可以通过调节齿轮轴向距离来调整齿轮径向啮合间隙，确保小背隙，从而避免减速器的报废。

附图说明

图1为本发明结构剖视总图；

图2为图1中A-A截面剖视图；

图3为沿轴向变齿厚的圆柱直齿轮的一对齿轮副啮合示意图；

图4为调节一对齿轮副的啮合间隙原理图；

图中标号：1输出轴、2输出轴弹性挡圈、3深沟球轴承、4骨架油封、5齿圈压紧螺钉、6输出端盖、7端盖-齿圈连接螺钉、8行星轮-齿圈间隙调节垫片、9密封圈、10齿圈外套、11太阳轮挡圈、12内齿圈、13太阳轮、14齿圈-电机连接螺钉、15电机端盖、16行星轮、17销轴、18行星轮挡环、19太阳轮-行星轮间隙调节垫片、20增大间隙预调垫片、21滚针轴承、22电机主轴。

具体实施方式

参见图1和图2，本实施例是雕刻机用的一种背隙可调行星传动减速器。由输出端盖6与齿圈外套10和电机端盖15构成的腔体内，设有组成一级行星传动的齿轮副，即太阳轮13与行星轮16相啮合，行星轮16又与内齿圈12相啮合；所述的太阳轮13与行星轮16和内齿圈12均采用轴向变齿厚的圆柱直齿轮；所述的太阳轮13安装在电机主轴22上，用太阳轮挡圈11限位；所述的行星轮16内孔设有滚针轴承21且安装在销轴17上，用行星轮挡环18限位，销轴17与输出轴1上相对应的销轴孔过盈配合；在输出轴1与输出端盖6之间设有深沟球轴承3和骨架油封4，且用输出轴弹性挡圈2限位；齿圈压紧螺钉5将内齿圈12限定在齿圈外套10内孔中；齿圈外套10一端面与输出端盖6端面之间设有行星轮-齿圈间隙调节垫片8和增大间隙预调垫片20，用端盖-齿圈连接螺钉7紧固，齿圈外套10另一端面与电机端盖15端面之间设有太阳轮-行星轮间隙调节垫片19，用齿圈-电机连接螺钉14紧固；密封圈9分别安装在输出端盖6和电机端盖15与齿圈外套10内孔配合的外圆端口处。

本实施例中太阳轮13、行星轮16和内齿圈12均设计为轴向变齿厚的圆柱直齿轮，所述的轴向变齿厚的圆柱直齿轮设有的锥角θ是相等的，θ的值为0.5°至4.5°。本实施例优选的θ的值为1°。

参见图3，图3为沿轴向变齿厚的圆柱直齿轮的一对齿轮副啮合示意图。本发明的设计原理是在一对圆柱直齿轮啮合基础上，将两个圆柱齿轮的轴心线距离S保持不变，形成轴向变齿厚的圆柱齿轮副的啮合传动，由无限多的截面连续组成一个圆柱齿轮，齿轮的齿厚在每一个截面都是变化的，两个齿轮组成的齿轮副在任意截面内都是按照变位系数的和为“定值”来设计的。

本实施例中齿轮参数、减速器的速比计算：

内齿圈12参数:齿数：zb＝48；模数：m＝1.25；压力角：a＝20°；锥角:θ＝1°；

太阳轮13参数:齿数：za＝16；模数：m＝1.25；压力角：a＝20°；锥角:θ＝1°；

行星轮16参数：齿数：zc＝15；模数：m＝1.25；压力角：a＝20°；锥角:θ＝1°；

减速器的速比：

参见图4，当一对齿轮副的啮合间隙较大时，通过移动齿轮的轴向距离来调节齿轮径向啮合间隙，即两齿轮沿轴向相对移动距离L后，齿侧间隙将由Δ0变为Δ1；当轴线方向锥角θ＝1°时，每沿轴向移动距离L＝1mm时，会消除单边齿侧间隙0.0087mm，其计算公式为：

L×tg(θ/2)＝1×tg(1°/2)＝0.0087(mm)

本发明通过调整行星轮-齿圈间隙调节垫片8和太阳轮-行星轮间隙调节垫片19的厚度来调节齿轮副啮合间隙，实际装机背隙数值达到3弧分。

Claims (2)

1.一种背隙可调行星传动减速器，其特征在于：由输出端盖(6)与齿圈外套(10)和电机端盖(15)构成的腔体内，设有组成一级行星传动的齿轮副，所述齿轮副中的太阳轮(13)与行星轮(16)相啮合，行星轮(16)与内齿圈(12)相啮合；所述太阳轮(13)、行星轮(16)和内齿圈(12)均采用轴向变齿厚的圆柱直齿轮；所述太阳轮(13)安装在电机主轴(22)上，用太阳轮挡圈(11)限位；所述行星轮(16)内孔设有滚针轴承(21)且安装在销轴(17)上，用行星轮挡环(18)限位，销轴(17)与输出轴(1)上相对应的销轴孔过盈配合；在输出轴(1)与输出端盖(6)之间设有深沟球轴承(3)和骨架油封(4)，且用输出轴弹性挡圈(2)限位；齿圈压紧螺钉(5)将内齿圈(12)限定在齿圈外套(10)内孔中；齿圈外套(10)的一个端面与输出端盖(6)端面之间设有行星轮-齿圈间隙调节垫片(8)和增大间隙预调垫片(20)，用端盖-齿圈连接螺钉(7)紧固，齿圈外套(10)的另一端面与电机端盖(15)端面之间设有太阳轮-行星轮间隙调节垫片(19)，用齿圈-电机连接螺钉(14)紧固；密封圈(9)分别安装在输出端盖(6)和电机端盖(15)与齿圈外套(10)内孔配合的外圆端口处。

2.根据权利要求1所述的一种背隙可调行星传动减速器，其特征在于：所述太阳轮(13)、行星轮(16)和内齿圈(12)采用的轴向变齿厚的圆柱直齿轮设有的锥角θ相等，且锥角θ为0.5°至4.5°。