CN1086451C - 减速齿轮机构 - Google Patents

Abstract

一种仅仅通过改变齿轮齿的数量面不增加齿轮的数量就能得到相当大的减速比的减速齿轮机构，并由此简化了结构。上述减速齿轮机构的动力传递流程如下：

Description

减速齿轮机构

本发明涉及一种减速齿轮机构，特别是一种能明显降低输入轴的转速并把它传递到输出轴的减速齿轮机构。

早已知道，传统的减速齿轮机构被设计成按照齿轮齿数在一个限定的范围内降低转速。因此，为了获得相当大的减速比，应当提高齿轮齿的数量或应用一种很昂贵的摆线减速齿轮机构。

另外，把输入轴与输出轴安装在同一轴上很困难，这需要一个大的安装空间并且增加生产费用。

因此，本发明的设计在于努力解决先有技术的上述问题。

本发明的目的在于提供一种仅仅通过改变齿轮齿的数量而不增加齿轮的数量就能获得一个相当大的减速比的减速齿轮机构。由此而简化它的结构。

按本发明上述目的可以这种减速齿轮机构来达到，它包括：一个壳体；一个由驱动力转动以可旋转方式支撑在壳体上的输入轴；一个与输入轴同轴且可旋转地支撑在壳体上的输出轴，它联结输入轴的一端并且设计得可与输入轴无关地转动；一个与输入轴构成整体的输入中心齿轮；一个支撑在固定在壳体的锁轴上的第一差动齿轮，它与输入中心齿轮啮合；一个支撑在固定在壳体的锁轴上的第二差动齿轮，它与第一差动齿轮啮合；一个同轴安装在输入轴上，在输出轴与输入中心齿轮之间的空心轴；一个与空心轴构成整体且与第二差动齿轮啮合的差动中心齿轮；一个以可旋转方式安装在输出轴上且与第二差动齿轮啮合的差动环齿轮；一个与差动环齿轮构成整体的行星环齿轮；一个与空心轴构成整体且设置在差动中心齿轮和输出轴之间的行星中心齿轮；不只一个行星齿轮，它们同时与该行星中心齿轮和该行星环齿轮啮合；一个把该行星齿轮的一个轴连结到输出轴的支架。

本发明还涉及另一种形式的一种用于降低从输入轴传递到输出轴的转速的减速齿轮机构，包括：一个壳体；一个由驱动力转动以可旋转方式支撑在壳体上的输入轴；一个与输入轴同轴且可旋转地支撑在壳体上的输出轴，它联结输入轴的一端并且设计成可与输入轴无关地转动；整体安装在输入轴上的第一和第二中心齿轮；至少一个以可旋转方式支撑在固定在壳体上的锁轴上的行星齿轮，它与第一中心齿轮啮合；一个支架，它具有一个与该行星齿轮啮合的环齿轮；一个以可旋转方式支撑在固定在壳体上的锁轴上的第一差动齿轮，它与第二中心齿轮啮合；一个以可旋转方式支撑在固定在壳体上的锁轴上的第二差动齿轮，它与第一差动齿轮啮合；一个整体构成在输出轴上并与第二差动齿轮啮合的输出环齿轮。

通过结合附图下面详细的描述对本发明更全面的了解，以及它附带的优点将更容易理解，附图中相同的参考符号表示相同的或相似的零件。其中：

图1是根据本发明第一实施例的减速齿轮机构的一剖视图；

图2是图1中沿线II-II方向的一剖视图；

图3是图1中沿线III-III方向的一剖视图；

图4是图1中沿线IV-IV方向的一剖视图；

图5是根据本发明第二实施例的减速齿轮机构的一剖视图；

图6是图5中沿线VI-VI方向的一剖视图。

首先参考图1至图5，它们表示根据本发明第一实施例，用以说明减速齿轮机构。

如图中所示，本发明的减速齿轮机构有一个输入轴12，它被分成与一个输入中心齿轮14构成整体的第一部分12A和一个其上安装有与输入轴12同轴安装的空心轴16的第二部分12B。空心轴16的一端17设置在接近输入中心齿轮14的一侧。在空心轴16的中间设有一个差动中心齿轮18，在空心轴16的另一端17A上整体安装有行星中心齿轮20，它处于相对差动中心齿轮18可转变角度的状态中。

输入轴12支撑在一个箱体或壳体24上。轴承22B安装在输入中心齿轮14的前侧壳体24上的一个锁板24A上。一个输出轴承40B安装在一个锁板24B上。壳体24有一个圆柱体的形状。输出轴40由轴承40B支撑。轴承36B安装在由输出轴主体的一个内侧端面形成的凹槽上，这样，轴承36B能支撑并允许输入轴12的主体的内端面与输出轴同轴旋转。

许多锁轴26、26’，26A和26A’以预先定好的距离安装在支撑输入轴的锁板24A上。每一个锁轴在其一端与一个具有环形的锁板24C联结，以便它能被牢靠的固定。

锁轴26和26A’中的每一个都具有第一差动齿轮28和28’，而锁轴26A和26A’中的每一个都具有第二差动齿轮30和30’。第一和第二差动齿轮相对于锁轴26、26’，26A和26A’通过在它们之间的中间轴承28B能分别自由旋转。差动齿轮具有凹形的部分28C和30C，以便第一差动齿轮28和28’能与输入中心齿轮14以及第二差动齿轮30和30’啮合。每一个第二差动齿轮30和30’的前半部分别与每一个第一差动齿轮28和28’的后侧啮合。差动中心齿轮18与第二差动齿轮30和30’的后部啮合。第二差动齿轮与差动环齿轮46啮合。

图2中的实线表示齿轮彼此相啮合。即，输入中心齿轮14与第一差动齿轮28和28’啮合，而画成虚线的第二差动齿30和30’不与输入中心齿轮齿轮14啮合。

图3中第一差动齿轮28与第二差动齿轮30啮合而不与输入中心齿轮啮合。第一差动齿轮28’也与第二差动齿轮30’啮合而不与输入中心齿轮啮合。

图4中差动中心齿轮18与第二差动齿轮30和30’啮合，但却不和第一差动齿轮28啮合。第二差动齿轮30和差动环齿轮46啮合。

本发明提供了一个在输入轴12的第二部分12B上具有预定内径的支架32和与输出轴40形成整体的另一个支架34。输出轴40具有一个内径部分，其上装有轴承36B以允许输入轴12自由转动。支架32和34通过许多锁轴42彼此相联系，以使它们能一同转动。与行星中心齿轮20相啮合的行星齿轮44被装入锁轴内，行星齿轮44与锁轴之间放入轴承44B。

另外，本发明提供了一种与第二差动齿轮30的外圆周啮合的差动环齿轮46，以及多个与差动环齿轮46构成整体的行星环齿轮48。差动环齿轮46和48通过放入轴承48B以可转动方式支撑在输出轴40上。这样，锁轴26和第一差动齿轮28作为第一系统被安置在一侧，锁轴26’和第一差动齿轮28’作为第二系统被安置在相反的一侧。锁轴26A和第二差动齿轮30构成第三系统，它和第二系统啮合。锁轴26A’和第二差动齿轮30’构成第四系统，第四系统与第一系统啮合。

如上所述，此组合的差动行星齿轮装置具有一种能明显降低输入轴转速的结构。即，因为齿轮彼此以组合状态啮合，所以输入动力被分配到每个齿轮和支架，然后再重新合并被传递到输出轴，因此，由输出轴的过载引起的冲击能被吸收，并能平稳地传递相当大的载荷。

上述减速齿轮机构的动力传递流程如下：输入轴12→输入中心齿轮14→第一差动齿轮28和28’→第二差动齿轮30和30’→

→行星齿轮44→支架32和34→输出轴40

即当转动力被输入到驱动轴再到输入轴12时，与输入轴12构成整体的输入中心齿轮14以与输入轴12相同的方向转动。因此，与输入中心齿轮14啮合的第一差动齿轮28围绕锁轴26以与输入中心齿轮14相反的方向转动，与第一差动齿轮28啮合的第二差动齿轮30’被减速并以与输入中心齿轮14相同的方向转动。然后，与第二差动齿轮30’的外圆周啮合的差动环齿轮46以与第二差动齿轮30’相同的方向转动，与第二差动齿轮30’的内圆周啮合的差动中心齿轮以与第二差动齿轮30’相反的方向转动。

这里可以注意到，输入到输入轴12的动力被分配到差动环齿轮46和差动中心齿轮18上，由此，而完成主要的减速效果。

然后，与差动中心齿轮18构成整体的行星中心齿轮20以与差动中心齿轮18相同的方向转动，与行星中心齿轮20啮合的行星齿轮44以与输入轴12相同的方向转动。另外，与差动环齿轮45构成整体的行星环齿轮48开始以与差动环齿轮46相同的方向转动，并且同时又使与之啮合的行星齿轮44以与输入轴12相同的方向转动。在这种情况下，如上述分配的动力又在行星齿轮44上重新合并，并且使支架32和34以与行星环齿轮46相同的方向转动。因此，与支架34构成整体的输出轴40以与支架34相同的速度和方向旋转。

这里，支架32和34在与输入轴12相同方向的公转速度由于行星中心齿轮20与输入轴12相反方向上的转速而降低。

如上所述，由输入轴12输入的旋转力以两路分配，并且在使分配的旋转力重新合并的过程中，公转速度与旋转速度之间的差别使输出轴40转动。

一方面，当用于本发明中齿轮齿的数量适当调整时，输出轴的转数能变化。因此，根据下面的公式可以得到减速比。

N＝{A/B}×[(B/C)×{E/(D+E)}-{D/(D+E)}]

这里N表示输出轴的转数；

A表示输入中心齿轮14的齿数；

B表示差动中心齿轮18的转数；

C表示差动环齿轮46的齿数；

D表示行星中心齿轮20的齿数；

E表示行星环齿轮48的齿数；

因此，如果每一个齿轮的齿数确定，根据上述公式可得到减速比。

如果有必要使输出轴以与输入轴相反的方向转动，B和C由D和E代替即可达到。

作为一个参考，下面表格表示出每个齿轮的齿数及根据齿数得到的减速比(输出轴的转数：输入轴的转数)。

表格

	A	B	C	D	E	减速比
							1	16	16	54	15	51	1∶594
2	17	17	53	16	50	1∶1,794
							3	19	19	59	18	56	1∶2,183
4	18	18	88	18	93	1∶4,928

参照图5和6，它们表示根据本发明第二实施例一个减速齿轮机构的剖视图。

本实施例中，输入轴52被分成其上形成有一个第一中心齿轮54的第一部分52A和整体安装有一个第二中心齿轮56的第二部分52B。输入轴穿过的锁板58安装在第一中心齿轮54的前侧，两者之间放入一个轴承58B。一个具有预定内径的锁板60安装在第一中心齿轮的后侧。许多锁轴62安装在锁板58和60之间。

许多与第一中心齿轮54外圆周啮合的行星齿轮64可转动地安装在每个锁轴62上。轴承64B安装在每个锁轴62和行星齿轮64之间。而且行星齿轮64与一个环齿轮66的内圆周啮合。环齿轮66与一个具有中空的圆柱部分65的支架67构成整体。支架67通过一个锁轴72与一个支架70联结成整体，而且安装在中心齿轮54和56之间。一个轴承65B安装在中空圆柱部分6 5与输入轴52之间以允许支架自由转动。

一个支架70过一个轴承70B以可转动方式安装在输入轴52的第二部分52B的一端。许多锁轴72和72A被固定在环齿轮66和支架70之间，以便环齿轮66和支架70能一体转动。

第一差动齿轮74和74’分别安装在锁轴72和72’上。每一个第一差动齿轮有许多以预定距离设置的凹槽部分74C，并与第二中心齿轮56啮合。每一个同样有许多凹槽部分76C的第二差动齿轮76和76’安装在锁轴72A和72A’上。这些第二差动齿轮76和76’不与第二中心齿轮56啮合。锁轴72和72A分别具有轴承74B和76B，以便第一和第二差动齿轮74和76能自由转动。

第二中心齿轮56与第一差动齿轮74的前半部啮合，第二差动齿轮76的前半部与第一差动齿轮74的后侧啮合。如图6所示，第一差动齿轮74与第二差动齿轮76’啮合，第一差动齿轮74’与第二差动齿轮76啮合。虚线表示第二中心齿轮56。

与输出轴42构成整体并具有一个内径部分78的一个输出环齿轮80与第二差动齿轮76的后半部外表面啮合。一个轴承80B插入内径部分78中，以使输出环齿轮80能相对输入轴52的第二部分52B自由转动。

这里，锁轴72，第一差动齿轮74和凹槽部分74C构成第一差动齿轮装置。锁轴72A，第二差动齿轮75和凹槽部分76C构成第二差动齿轮装置。上述减速齿轮机构的动力传递流程如下：输入轴52→

当旋转力从发动机输入到输入轴52时，与输入轴构成整体的第一中心齿轮54以与输入轴相同的方向转动。因此，与第一中心齿轮54啮合的行星齿轮64围绕锁轴62以与第一中心齿轮54相反的方向转动，由于锁板58和60的锁定状态，与行星齿轮64啮合的环齿轮66根据每个齿轮54，64，66的齿数被减速，并以与行星齿轮64相同的方向转动。结果，与环齿轮66构成整体的支架也以相同的方向转动。

然后，由于由与输入轴52构成整体的第二中心齿轮56的转动，使得与第二中心齿轮构成整体的第一差动齿轮74以与第二中心齿轮56相反的方向转动，与第一差动齿轮74啮合的第二差动齿轮76以与第一差动齿轮74相反的方向转动。与输出环齿轮80构成整体的输出轴82以与输出环齿轮80相同的方向转动。

换句话说，以与输入轴52相同方向转动的第二差动齿轮76的旋转力由于以与输入轴52相反方向运转的支架的旋转力而降低，然后，使输出环齿轮80转动。

如上所述，通过输入轴52输入的转速被分到两个轮系传递。即在第一个轮系中，转速通过第一中心齿轮在环齿轮60处被降低，然后传递到支架70。在第二个轮系中，转速通过第二中心齿轮56被传递到第二差动齿轮76。

通过两个轮系转速的差别在输出环齿轮80上重新合并，由此而使，以一个预定的减速比使输出轴转动。

根据下面的公式可得到输出轴82的减速比。

N＝(C/D)-{(1-C/D)}×(A/B)

这里N表示输出轴的转数；

A表示第一中心齿轮14的齿数；

B表示环齿轮26的齿数；

C表示第二环齿轮16的齿数；

D表示输出环齿轮40的齿轮。

作为参考，下面的表格表示每个齿轮的齿数和根据齿数得到的减速比(输出轴的转数：输入轴的转速)。

表格

	A	B	C	D	减速比
						1	15	51	16	66	51∶1
2	16	48	15	59	177∶1
						3	15	51	15	65	221∶1
4	15	49	16	68	833∶1

如上所述，根据本发明仅通过改变齿轮齿数而不增加齿轮的数量就可得到一个相当大的减速比，因此简化了结构。

尽管本发明已经描述关于目前所认为是最实际的一个较佳具体实施例，可以理解，本发明不只局限于这些公开的具体实施例，而且相反，它意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的不同的变化和等效的方法。

Claims (4)

1、一种用于降低从输入轴传递到输出轴的转速的减速齿轮机构，包括：

一个壳体；

一个由驱动力转动以可旋转方式支撑在壳体上的输入轴；

一个与输入轴同轴且可旋转地支撑在壳体上的输出轴，它联结输入轴的一端并且设计得可与输入轴无关地转动；

一个与输入轴构成整体的输入中心齿轮；

一个支撑在固定在壳体的锁轴上的第一差动齿轮，它与输入中心齿轮啮合；

一个支撑在固定在壳体的锁轴上的第二差动齿轮，它与第一差动齿轮啮合；

一个同轴安装在输入轴上，在输出轴与输入中心齿轮之间的空心轴；

一个与空心轴构成整体且与第二差动齿轮啮合的差动中心齿轮；

一个以可旋转方式安装在输出轴上且与第二差动齿轮啮合的差动环齿轮；

一个与差动环齿轮构成整体的行星环齿轮；

一个与空心轴构成整体且设置在差动中心齿轮和输出轴之间的行星中心齿轮；

不只一个行星齿轮，它们同时与该行星中心齿轮和该行星环齿轮啮合；

一个把该行星齿轮的一个轴连结到输出轴的支架。

2、根据权利要求1的一种减速齿轮机构，其特征在于两个第一差动齿轮和两个第二差动齿轮相对于输入轴对称放置，三个行星齿轮安装在支架上。

3、一种用于降低从输入轴传递到输出轴的转速的减速齿轮机构，包括：

一个壳体；

一个由驱动力转动以可旋转方式支撑在壳体上的输入轴；

一个与输入轴同轴且可旋转地支撑在壳体上的输出轴，它联结输入轴的一端并且设计成可与输入轴无关地转动；

整体安装在输入轴上的第一和第二中心齿轮；

至少一个以可旋转方式支撑在固定在壳体上的锁轴上的行星齿轮，它与第一中心齿轮啮合；

一个支架，它具有一个与该行星齿轮啮合的环齿轮；

一个以可旋转方式支撑在固定在壳体上的锁轴上的第一差动齿轮，它与第二中心齿轮啮合；

一个以可旋转方式支撑在固定在壳体上的锁轴上的第二差动齿轮，它与第一差动齿轮啮合；

一个整体构成在输出轴上并与第二差动齿轮啮合的输出环齿轮。

4、根据权利要求1的一种减速齿轮机构，其特征在于两个第一差动齿轮和两个第二差动齿轮相对于输入轴对称地放置，两个行星齿轮安装在支架上。

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