CN106838138A - 一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器，由输入轴、弹性支架、行星架、减速器壳体、太阳轮组成，行星轮及内齿圈组成星型齿轮副，输入轴通过花键与太阳轮连接，行星架与壳体通过弹性支架固连。太阳轮、行星轮为整体式，行星架为分体式，并利用弹性支架固定，减少机身自身的振动对齿轮传动的影响，提高了星型齿轮系统的传动平稳性。内齿圈为两个旋向相反的斜齿轮拼接而成，内齿圈与外壳固连，通过外壳体上的花键槽输出扭矩。利用滑动轴承支撑行星轮，结构简单、工作平稳可靠；太阳轮、行星轮和内齿圈采用人字齿，齿轮传动具有轴向力小、重合度高的特点；减速器适用于传动功率大、空间结构紧凑、工作条件恶劣的场合。

Description

一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器

技术领域

本发明涉及一种齿轮传动装置，具体地说，涉及一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器。

背景技术

星型齿轮传动是一种定轴轮系的传动，它由多个定轴式星轮共同分担载荷，具有传动比大、可靠性高、体积小、重量轻、结构紧凑，传动功率大、承载能力强的特点。而与行星齿轮传动相比，由于其全部采用定轴轮系，系统的强度、刚度以及工作可靠性都较高，同时由于行星架固定不作自转，克服了系统的复杂性，减少了理论计算时陀螺矩阵的引入，为实际工作以及理论计算均进行了简化，被广泛应用于汽车、航空、船舶、风力发电机、重型机械等各个传动领域。但是在齿轮传动系统中，由于不可避免地存在制造、安装误差，这些误差导致每个行星轮所受啮合力不相等，齿轮系统均载效果不好，影响了星型齿轮传动系统的发挥；同时由于啮合刚度的时变性，齿轮系统由于这些激励而产生振动，系统的振动会引起噪声和过大的动载荷。因此，如何提高减速器的均载性能、传动平稳性，并能减小振动，降低噪声成为当前关注的问题。

专利104141745A公开了“一种星型人字齿轮减速器”，该减速器虽然解决了人字齿轮传动系统装配困难的问题，将人字齿均做成分体式，但是这无疑导致加工困难，特别是内齿圈的梯形凸台和梯形凹槽以及外壳的固定块；此外，该减速器也并未充分考虑行星架与机身的固定问题，仅用外花键联接，无疑将机体自身的振动引入到齿轮系统中。

发明内容

为了避免现有技术存在的不足，克服内齿圈在制造过程中加工困难，同时减小系统振动的问题，本发明提出一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器。该减速器增强了齿轮传动的均载性能，同时减小系统振动，降低噪声，并且加工简单，安装方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括输入外壳、输出外壳、输入轴、行星架、行星架盖板、弹性支架、凸块、太阳轮、盘式弹簧、连接柱、卡块、第一内齿圈、行星轮、第二内齿圈、加强筋、行星轮支承轴、基准块，所述输入轴一端部周向有外花键，所述太阳轮中间有太阳轮内花键，输入轴与太阳轮配合安装；所述输出外壳体上周向布有若干散热槽,输出端设有内花键并与输出轴连接，输出外壳侧面周向均布有螺孔，输出外壳与第二内齿圈、第一内齿圈、输入外壳通过紧固螺栓连接；

所述行星架为框架结构，周向布有凹槽，行星架两端有行星架盖板，多个行星轮通过滑动轴承和行星轮支承轴安装在行星架上，且与太阳轮相啮合；

所述弹性支架为圆环形，一侧面周向均布有多根连接柱，盘式弹簧嵌套在连接柱上贴紧弹性支架侧面，连接柱端有凸出的卡块，连接柱嵌入在行星架凹槽内，连接柱端卡块与行星架盖板配合安装；弹性支架另一侧面周向均布有多个矩形凸块和定位孔,弹性支架与机身相连接，矩形凸块与机身间加装橡胶垫；

所述第一内齿圈与所述第二内齿圈相对的侧壁周向边缘有对应的螺孔,第二内齿圈齿圈边缘设有基准块,第一内齿圈侧端有加强筋,第一内齿圈与第二内齿圈通过螺栓连接,两内齿圈分别为旋向相反的斜齿并与行星轮配合安装；第一内齿圈与第二内齿圈凸出端的外径与输出外壳和输入外壳内径相同，第一内齿圈与第二内齿圈的凸出端嵌入壳体内配合安装。

所述行星轮周向分布至少为两个。

所述输入轴材料为65Mn弹簧钢；太阳轮与行星轮采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。

行星轮支承轴与滑动轴承为过盈配合。

有益效果

本发明提出的一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器，由输入轴、弹性支架、行星架、减速器壳体、太阳轮组成，行星轮及内齿圈组成星型齿轮副，输入轴通过花键与太阳轮连接，行星架与壳体通过弹性支架固连。太阳轮、行星轮为整体式，行星架为分体式，并通过弹性支架固定，减少机身自身的振动对齿轮传动的影响，提高了星型齿轮系统的传动平稳性。内齿圈为两个旋向相反的斜齿轮拼接而成，内齿圈与外壳固连，通过外壳体上的花键槽输出扭矩。利用滑动轴承支撑行星轮，结构简单，工作平稳可靠；同时润滑油膜具有一定的吸振能力。太阳轮、行星轮和内齿圈采用人字齿，齿轮传动具有轴向力小，重合度高的特点；星型齿轮减速器特别适用于传动功率大、空间结构紧凑、工作条件恶劣的场合。

本发明具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器,太阳轮通过渐开线花键与弹性输入轴连接，保证中心构件浮动，使系统结构紧凑，均载效果好，可靠性高。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器作进一步的详细说明。

图1为本发明具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器示意图。

图2为本发明星型齿轮减速器的弹性支架示意图。

图3为本发明星型齿轮减速器的第一内齿圈示意图。

图4为本发明星型齿轮减速器的行星架与行星轮装配示意图。

图5为本发明星型齿轮减速器的输出外壳示意图。

图6为本发明星型齿轮减速器的第二内齿圈示意图。

图7为本发明具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器爆炸图。

图中:

1.弹性支架 2.凸块 3.输入轴 4.外花键 5.太阳轮内花键 6.太阳轮 7.输入外壳8.紧固螺栓 9.定位孔 10.盘式弹簧 11.连接柱 12.卡块 13.第一内齿圈 14.螺栓15.加强筋 16.滑动轴承 17.行星轮支承轴 18.盖板圆孔 19.行星架20.行星轮退刀槽 21.行星轮 22.行星架盖板 23.散热槽 24.输出外壳25.第二内齿圈 26.基准块

具体实施方式

本实施实例是一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器。

参阅图1～图7，本实施实例具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器，由弹性支架1、凸块2、输入轴3、外花键4、太阳轮内花键5、太阳轮6、输入外壳7、紧固螺栓8、定位孔9、盘式弹簧10、连接柱11、卡块12、第一内齿圈13、螺栓14、加强筋15、滑动轴承16、行星轮支承轴17、盖板圆孔18、行星架19、行星轮退刀槽20、行星轮21、行星架盖板22、散热槽23、输出外壳24、第二内齿圈25、基准块26组成；其中,输入轴3一端部周向有外花键4，太阳轮6中间有太阳轮内花键5，输入轴3与太阳轮6通过内外花键配合安装，外花键4与太阳轮内花键5之间留有缝隙，缝隙内填充有耐高温高弹性合金Ni40Cr20Co20Mo，便于太阳轮6浮动，增强均载效果。输出外壳体24上周向布有若干散热槽23,输出端设有内花键并与输出轴3连接，输出外壳24侧面周向均布有螺孔，输出外壳24与第二内齿圈25、第一内齿圈13、输入外壳7通过紧固螺栓8连接。

行星架19为框架结构，周向布有凹槽，行星架19两端有行星架盖板22，多个行星轮21通过滑动轴承16和行星轮支承轴17安装在行星架19上，且与太阳轮6相啮合。安装时，利用弹性支架1将行星架19固定，太阳轮6、行星轮21和内齿圈加工为人字齿；内齿圈制作成分体式，第一内齿圈13与第二内齿圈25通过螺栓14相连接，内齿圈与减速器外壳利用紧固螺栓8固定，利用输出外壳24的花键端输出扭矩。

弹性支架1为圆环形，一侧面周向均布有多根连接柱11，盘式弹簧10嵌套在连接柱11上贴紧弹性支架1侧面，连接柱11端有凸出的卡块12，连接柱11嵌入在行星架19凹槽内，连接柱11端部卡块12与行星架盖板22配合卡住行星架19；弹性支架1另一侧面周向固定有多个矩形凸块2和定位孔9,弹性支架1与机身相连接。弹性支架1利用盘式弹簧10进行过渡，用于缓冲轴向振动，弹簧材料选用55Si2Mn。外侧机身固定盘利用凸块2及定位孔9中的螺栓与机身相连接，机身上加工对应的凹槽和螺孔相配合，凸块2与机身上凹槽配合时,凹槽内加装橡胶垫，从而减少系统自身振动的引入。在本实施实例中,连接柱11为五根。

第一内齿圈13与第二内齿圈25相对的侧壁周向边缘有对应的螺孔,第二内齿圈25齿圈边缘设有基准块26,第一内齿圈13侧端有加强筋15,第一内齿圈13与第二内齿圈25通过螺栓14连接,两个内齿圈分别为旋向相反的斜齿,并与行星轮21配合安装。第一内齿圈13与第二内齿圈25凸出端的外径与输出外壳24和输入外壳7内径相同，第一内齿圈13与第二内齿圈25的凸出端嵌入壳体内配合安装。

操作过程

原动力机输出轴通过弹性联轴器与输入轴3连接，输入轴3通过轴上外花键4与太阳轮内花键5相配合，将动力传递给太阳轮6，行星轮21至少为两个，本实例采用五个行星轮，太阳轮6将输入轴扭矩传递给五个行星轮进行功率分流，行星轮21利用行星架19通过行星轮支承轴17进行平键连接，行星轮支承轴17两端与滑动轴承16为过盈配合。滑动轴承16通过行星架盖板圆孔18与行星架19固连在一起，相对的行星轮21侧端有行星轮退刀槽20。五个行星轮21将输入扭矩汇聚在内齿圈上。输入轴材料为65Mn弹簧钢；太阳轮与行星轮采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。

行星架和行星架盖板通过螺钉固定连接，使行星架组成一个整体。行星架和行星架盖板轴心均开有圆孔，方便太阳轮的装拆。行星架和行星架盖板22沿轴心均布多个小圆孔，小圆孔的数量与行星轮个数相同；本实例为5个，而其半径与滑动轴承16外径相同，五个滑动轴承16均布在行星架两侧，分别安装在行星架和行星架盖板22的小圆孔内。行星架与弹性支架1上的五个连接柱11相配合，大小与连接柱11相同，圆孔与梯形凹槽位置相互交错，实现行星架的定位与安装。

人字齿内齿圈由两个齿圈拼装而成。两个齿圈退刀槽一端分别设有基准块26和基准槽，便于确定齿圈的周向定位。在齿圈外侧沿周向有一圈凹槽用于减重，凹槽中开有螺孔，通过螺栓14进行固连两个齿圈，使之成为整体。同时两个齿圈凹槽中均设有4个加强筋15，防止齿圈因变形过大而失效。在齿圈外侧上有螺孔，便于与减速器壳体连接固定，传递扭矩的输出。

输入外壳7与输出外壳24组成减速器壳体，其中，输出外壳和输入外壳内径与第一内齿圈和第二内齿圈凸出端的外径相同，第一内齿圈与第二内齿圈的凸出端嵌入壳体内配合安装。输出外壳24整个机身做成倾斜式，有效的降低了外壳体积，并利用散热槽23增大其表面积，同时输出端设有内花键，可与输出轴连接。两外壳在周向均布有多个螺孔，其孔径与两齿圈外侧轴向上的螺孔孔径相同。通过紧固螺栓8将两外壳及内齿圈固连成为一体，便于减速器壳体的安装以及内齿圈的固定，从而稳定的输出扭矩。

Claims (4)

1.一种具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器，其特征在于:包括输入外壳、输出外壳、输入轴、行星架、行星架盖板、弹性支架、凸块、太阳轮、盘式弹簧、连接柱、卡块、第一内齿圈、行星轮、第二内齿圈、加强筋、行星轮支承轴、基准块，所述输入轴一端部周向有外花键，所述太阳轮中间有太阳轮内花键，输入轴与太阳轮配合安装；所述输出外壳体上周向布有若干散热槽,输出端设有内花键并与输出轴连接，输出外壳侧面周向均布有螺孔，输出外壳与第二内齿圈、第一内齿圈、输入外壳通过紧固螺栓连接；

所述行星架为框架结构，周向布有凹槽，行星架两端有行星架盖板，多个行星轮通过滑动轴承和行星轮支承轴安装在行星架上，且与太阳轮相啮合；

所述弹性支架为圆环形，一侧面周向均布有多根连接柱，盘式弹簧嵌套在连接柱上贴紧弹性支架侧面，连接柱端有凸出的卡块，连接柱嵌入在行星架凹槽内，连接柱端卡块与行星架盖板配合安装；弹性支架另一侧面周向均布有多个矩形凸块和定位孔,弹性支架与机身相连接，矩形凸块与机身间加装橡胶垫；

所述第一内齿圈与所述第二内齿圈相对的侧壁周向边缘有对应的螺孔,第二内齿圈齿圈边缘设有基准块,第一内齿圈侧端有加强筋,第一内齿圈与第二内齿圈通过螺栓连接,两内齿圈分别为旋向相反的斜齿并与行星轮配合安装；第一内齿圈与第二内齿圈凸出端的外径与输出外壳和输入外壳内径相同，第一内齿圈与第二内齿圈的凸出端嵌入壳体内配合安装。

2.根据权利要求1所述的具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器，其特征在于:所述行星轮周向分布至少为两个。

3.根据权利要求1所述的具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器，其特征在于:所述输入轴材料为65Mn弹簧钢；太阳轮与行星轮采用1Cr18Ni9Ti不锈钢。

4.根据权利要求1所述的具有弹性支撑行星架的星型齿轮减速器，其特征在于:行星轮支承轴与滑动轴承为过盈配合。