CN106812870A - 一种扩展行星齿轮减速机速比级数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种扩展行星齿轮减速机速比级数的方法，提供两种不同齿数的内齿圈，使得这两种不同齿数内齿圈的齿顶圆直径相同。本发明统一了内齿圈的毛坯尺寸，只需要一种规格的钢管材料，按图纸加工完齿坯入库，这样大大地减少了零件的规格，降低了成本，给生产带来很多方便。

Description

一种扩展行星齿轮减速机速比级数的方法

技术领域

本发明涉及一种用于尤其是扩展NGW型行星齿轮减速机速比级数的方法，属于行星齿轮减速机制造领域。

背景技术

在工业传动中常会用到NGW型精密行星齿轮减速机，由于NGW型行星齿轮传动采用数个行星轮同时传递载荷，使传递的功率均衡分流，并合理地使用了内啮合，因此该类型的行星减速机具有结构紧凑、体积小、重量轻、传动效率高、输入和输出同心等优点，再加上精密制造实现低背隙，被广泛应用于机床、机械手臂、纺织机械、包装机械印刷机械和自动化生产线等领域。

目前，这种精密行星齿轮减速机，按照内齿圈外径尺寸的大小，已经系列化的设计和生产。根据用户对减速比的不同需求，这种减速机主要设计成一级、二级和三级传动，且减速比都是整数，这种行星减速机都有相同的结构，图1是二级行星减速机的结构简图，其主要结构特点如下：

1、输出端盖11和内齿圈12定位止口长，接触面积大，采用过盈量较大的压入配合装配，能够传递足够大的扭矩；

2、一级太阳轮13和二级太阳轮14都是采用较大的过盈量，分别压入到输入轴19和行星架的内孔中，通过过盈联接来传递动力；

3、行星轴15也是采用过盈配合压装在行星架16上，然后在行星轮17与行星轴15之间加一个滚针轴承18，减少摩擦阻力，提高传动效率；

4、每一级传动都由一个太阳轮和几个分布在太阳轮周围的行星轮，以及固定不动的内齿圈组成。每一级传动的减速比都由该级内齿圈的数Z_b和太阳轮齿数Z_a决定，而与行星轮的齿数Z_c无关，即减速比i＝1+Z_b/Z_a，多级行星减速机的减速比等于每一级的减速比之积，即i＝i₁×i₂×i₃×…i_n；

5、多级行星减速机都共用一个内齿圈，所以每一级行星传动中齿轮的模数都相同，只需改变太阳轮和行星轮的齿数就能得到不同速比的行星传动；

6太阳轮和行星轮都采用20CrMnTi材料，经渗碳淬火处理，表面硬度HRC58-62，齿圈用42CrMo材料，调质处理，硬度HRC23-28。

单级NGW型行星传动的减速比范围一般在3～10之间，现在国内同行业中，一级传动的速比范围3～10，二级传动速比范围10～60，三级传动速比范围60～250。根据减速比i＝1+Z_b/Z_a，所以单级行星传动的减速比就有下表中的几种：

减速比i	3	4	5	6	7	8	10
									42	28	21	17	14	12	9
	20	27	31	33	34	35	35
									84	84	84	85	84	84	81

上表中，内齿圈齿数有3种，其中速比3、4、5、7、8都是84齿，速比6是85齿，速比10是81齿。只有内齿圈齿数和模数相同时，才能用各基数速比任意组合成不同速比的二级或三级传动。

上表中齿圈齿数为84齿的单级速比可以组成的二级速比有：12、15、16、20、21、24、25、28、32、35、40、49、56，齿圈齿数85的单级速比只有6，只能组合成的二级速比是36，所以二级传动的速比共有14种。

齿圈齿数为84齿的单级速比组成的三级速比有：60、63、64、72、75、80、84、96、100、105、112、120、125、128、140、147、160、175、196、200、245，齿圈齿数85的单级速比组合成的三级速比有216，所以三级传动的速比共有22种。

由单级基数速比3、4、5、6、7、8、10及其组合成的二级和三级行星减速机总速比级数有7+14+22＝43(种)。目前国内同行都是采取改变内齿圈和太阳轮齿数的办法来增加不同的速比，这样就增加了齿顶圆直径不同的内齿圈齿坯，市场上又没有那么多规格的钢管毛坯，只有用较大余量钢管来代替，加大了原材料的成本，同时，因为齿圈内径尺寸不一样，导致行星减速机中的行星架、输出轴21、隔离垫片20的外径都不一样，这就大大增加了零件的种类、规格以及库存量。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明目的在于提供一种扩展行星齿轮减速机速比级数的方法，其实现例为此统一了所述内齿圈的齿顶圆直径尺寸，减少所述内齿圈及其相关零件的种类、规格及库存量。

一种扩展行星齿轮减速机速比级数的方法，提供两种不同齿数的内齿圈，使得这两种不同齿数内齿圈的齿顶圆直径相同。

优选的，提供84齿的内齿圈，并记为内齿圈一，提供90齿的内齿圈，并记为内齿圈二，使内齿圈一和内齿圈二的齿顶圆直径相同。

进一步的，令84齿数的内齿圈模数为m1，变位系数为x1，m1和x1为已知数，则：

84齿的内齿圈齿顶圆直径：

90齿的内齿圈齿顶圆直径：

同样，令90齿内齿圈的变位系数为x2，x2为已知数，使d_a1＝d_a2，即：

从而得到m2，其中m为齿轮的模数，Z为内齿圈的齿数，X为齿轮的变位系数，da为齿顶圆直径。

通过上述技术方案，本发明提供的一种行星齿轮减速机速比级数的方法，提供两种不同齿数的内齿圈，使得这两种不同齿数内齿圈的齿顶圆直径相同，如此统一了内齿圈的毛坯尺寸，只需要一种规格的钢管材料，按图纸加工完齿坯入库，这样大大地减少了零件的规格，降低了成本，给生产带来很多方便。

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。

图1为二级行星减速机的结构简图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种用于行星齿轮减速机速比级数的方法，该方法是只用两种不同齿数的内齿圈，让这两种不同齿数内齿圈的齿顶圆直径相同，只需计算出齿数较多的内齿圈的模数(一般为非标值)，然后进行齿轮参数的合理设计。

具体的，提供84齿的内齿圈，并记为内齿圈一，提供90齿的内齿圈，并记为内齿圈二，使内齿圈一和内齿圈二的齿顶圆直径相同。

令84齿数的内齿圈模数为m1，变位系数为x1，m1和x1为已知数，则：

84齿的内齿圈齿顶圆直径：

90齿的内齿圈齿顶圆直径：

同样，令90齿内齿圈的变位系数为x2，x2为已知数，使d_a1＝d_a2，即：

从而得到m2，其中m为齿轮的模数，Z为内齿圈的齿数，X为齿轮的变位系数，da为齿顶圆直径，Z1和Z2是已知数。

现在以PL80型行星减速机为例，因为PL80型内齿圈的外径为80mm， 考虑内齿圈的壁厚，可选择84齿数的内齿圈模数m₁＝0.8，变位系数x₁＝+0.4，内齿圈齿顶圆直径da计算如下(84齿内齿圈角标用1，而90齿内齿圈角标用2)：

84齿的内齿圈齿顶圆直径：

90齿的内齿圈齿顶圆直径：

同样，也初定90齿内齿圈的变位系数x₂＝+0.4，使d_a1＝d_a2，即：

解得：m₂＝0.746

所以计算的PL80型行星减速机齿轮参数，如下表：

上表中：m-齿轮的模数(mm)，a-齿轮副的中心距(mm)

Za-太阳轮的齿数，Zc-行星轮的齿数

Zb-内齿圈的齿数，X-齿轮的变位系数

da-齿顶圆直径(mm)，df-齿根圆直径(mm)

从上齿轮参数表中可以看出：

1.速比3、4、5、6、7、8、10的内齿圈齿顶圆直径相同，都是66.28，只是内齿圈的齿数和模数不同；这样就统一了内齿圈的毛坯尺寸，只需要一种规格的钢管材料，按图纸加工完齿坯入库，可以按需要任意的加工成84齿或90齿的内齿圈；

2.由于内齿圈的齿顶圆尺寸统一了，那么装在齿圈内的零件，如行星板、输出轴和隔离垫片的外径尺寸也就统一了，这样也大大地减少了零件的规格；

3.因为同一个齿圈中的单级基数速比可以任意的组合成二级和三级传动，现在单级基数速比3、4、5、7、8有共同的齿圈84，而单级基数速比3、4、6、7、10又有共同的齿圈90，所以由这些单级速比组合成的二级和三级传动的速比更多，能够满足客户对不同速比的需求。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种扩展行星齿轮减速机速比级数的方法，其特征在于，提供两种不同齿数的内齿圈，使得这两种不同齿数内齿圈的齿顶圆直径相同。

2.根据权利要求1所述的一种扩展行星齿轮减速机速比级数的方法，其特征在于，提供84齿的内齿圈，并记为内齿圈一，提供90齿的内齿圈，并记为内齿圈二，使内齿圈一和内齿圈二的齿顶圆直径相同。

3.根据权利要求2所述的一种扩展行星齿轮减速机速比级数的方法，其特征在于，令84齿数的内齿圈模数为m1，变位系数为x1，m1和x1为已知数，则：

84齿的内齿圈齿顶圆直径： $d_{a1}=m_1{z}_1-2m_1\[1-\frac{7.55{(1-x_1)}^2}{z_1}-x_1\]$

90齿的内齿圈齿顶圆直径： $d_{a2}=m_2{z}_2-2m_2\[1-\frac{7.55{(1-x_2)}^2}{z_2}-x_2\]$

同样，令90齿内齿圈的变位系数为x2，x2为已知数，使d_a1＝d_a2，即：

$m_1{z}_1-2m_1\[1-\frac{7.55{(1-x_1)}^2}{z_1}-x_1\]=m_2{z}_2-2m_2\[1-\frac{7.55{(1-x_2)}^2}{z_2}-x_2\]$

从而得到m2，其中m为齿轮的模数，Z为内齿圈的齿数，X为齿轮的变位系数，da为齿顶圆直径。