CN109780162A - 二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器，其中，高速级是由输入轴、中心轮、三个径向均布的行星轮、固定太阳轮和三根行星轮轴组成的2K‑H型行星轮系。低速级包括激波器、固定活齿架、活齿、活齿轮和输出轴。输入轴与中心轮固联，输出轴与活齿轮固联。行星轮轴的一端与行星轮固联，另一端与激波器上对应的销孔组成转动副，由行星轮的周转运动实现激波器的自转运动进而产生轴向激波。活齿受到活齿轮齿廓和活齿架轴向导槽的约束，推动活齿轮转动。本发明最大限度地缩短传动链，提高传动效率和可靠性。与非圆齿轮相比，制造方便，结构紧凑，而且同时参与啮合的齿数多，刚度大，承载能力大，传动平稳。与一般活齿轮相比，其具有轴向激波的特点。

Description

二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器

技术领域

本发明涉及行星传动领域，具体涉及少齿差传动领域，尤其涉及一种二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器。

背景技术

随着生产的发展与科技的进步，对机械传动系统提出了越来越高的要求。而常规行星传动已经很难满足系统的要求，因此研究出适用于新技术、新设备等发展要求的理想传动装置，已经成为机械传动领域越来越重要的发展趋势。活齿少齿差行星齿轮传动简称活齿传动，是一种用来传递两同轴间回转运动的机械传动，它具有结构紧凑、传动比范围广、承载能力大、传动效率高等优点。因此研制性能优良的少齿差减速装置，对我国机械设备行业的生产有重大作用。

谐波减速器和RV减速器是目前应用最为广泛的两种减速装置。其中，谐波减速器具有速比大、运动平稳、结构简单和效率高等优点，但它通过柔轮的弹性变形原理传递动力的特点，使它同时伴有刚度大、弹性回差大以及传动精度随着使用时间增长显著降低等固有缺陷。RV减速器是非常经典完美的二级封闭式行星传动系统，高速级带动偏心曲柄轴自转对摆线轮产生径向激波，由于少齿差原理从而输出摆线轮公转。RV减速器不仅大速比、小体积、高承载/精度/效率以及传动平稳等优点，而且克服了谐波减速器的诸多缺陷，日益受到国内外相关企业和科研单位的广泛关注。

发明内容

针对现有技术，本发明提出的一种二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器，是从RV减速器结构特点展开思考，创新设计一种能够产生轴向激波的机械结构装置，为减速传动机构设计提供一种新的思路和方案。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器，包括高速级和低速级，所述高速级是由输入轴、中心轮、三个径向均布的行星轮、固定太阳轮和三根行星轮轴组成的2K-H型行星轮系；所述低速级包括激波器、固定活齿架、活齿、活齿轮和输出轴；所述激波器的理论廓线的直角坐标方程为：

式(1)中：R--激波器理论廓线所在圆柱面的半径；e--激波器轴向激波幅值；θ--激波器转角；所述激波器上设有三个与三根行星轮轴位置一一对应的销孔；

所述输入轴与所述中心轮固联，所述输出轴与所述活齿轮固联；三根行星轮轴的一端均与所述行星轮固联，三根行星轮轴的另一端与所述激波器上对应的销孔组成转动副；所述活齿架上设有多个在圆周方向上均匀分布的导槽，所述活齿的个数z₁与所述活齿架的导槽数相等；所述活齿轮为端面波数为z₂的圆柱，且满足关系：z₁-z₂＝1；所述活齿轮的端面理论廓线的直角坐标方程为：

本发明的二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器，三个行星轮的周转运动实现所述激波器的自转运动进而产生轴向激波；所述活齿受到所述激波器的轴向推力，在所述活齿架径向导槽和所述活齿轮齿廓的共同约束下，推动所述活齿轮转动。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明最大限度地缩短传动链，提高传动效率和可靠性。与非圆齿轮相比，圆柱正弦端面活齿减速器机构制造方便，结构紧凑，而且同时参与啮合的齿数多，刚度大，承载能力大，传动平稳。与一般活齿轮相比，其具有轴向激波的特点，减速比大。

附图说明

图1是本发明二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器的机构原理图；

图2是图1中所示低速级的三维分解示意图；

图中：1-输入轴，2-中心轮，3-行星轮，4-太阳轮，5-行星轮轴，6-激波器，7-活齿架，8-活齿，9-活齿轮，10-输出轴。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1和图2所示，本发明提出的一种二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器，包括高速级和低速级，所述高速级包括输入轴1、中心轮2、三个径向均布的行星轮3、固定太阳轮4和三根行星轮轴5，组成了2K-H型行星轮系。其中，输入轴1与中心轮2固联。所述低速级包括激波器6、固定活齿架7、活齿8、活齿轮9和输出轴10，激波器6上设有三个与三根行星轮轴位置一一对应的销孔，所述输出轴10与活齿轮9固联。

三根行星轮轴5的一端(图1中所示的左端)与行星轮3固联，三根行星轮轴5的另一端(图1中所示的右端)与激波器6上对应的销孔组成转动副，从而由行星轮3的周转运动实现激波器6的自转运动进而产生轴向激波。活齿8受到激波器6产生的轴向推力，在活齿架7径向导槽和活齿轮9齿廓的共同约束下，推动活齿轮9转动。

本发明中，所述活齿架7上设有多个在圆周方向上均匀分布的导槽，所述活齿8的个数z₁对应活齿架7的导槽数。所述活齿轮9为端面波数为z₂的圆柱，且满足关系：z₁-z₂＝1。

本发明中，所述激波器6的理论廓线的直角坐标方程为

本发明中，所述活齿轮9的端面理论廓线的直角坐标方程为

式中：R--激波器理论廓线所在圆柱面的半径；

e--激波器轴向激波幅值；

θ--激波器转角。

本发明采用二级串联结构，结构简单紧凑，最大限度地缩短传动链，提高传动效率和可靠性。与非圆齿轮相比，制造方便，而且同时参与啮合的齿数多，刚度大，承载能力大，传动平稳。与一般活齿轮相比，其具有轴向激波的特点，减速比大。与经典的RV减速器相比，本发明中的直轴比RV曲柄轴制造简单，成本低。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (2)

1.一种二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器，包括高速级和低速级，所述高速级是由输入轴(1)、中心轮(2)、三个径向均布的行星轮(3)、固定太阳轮(4)和三根行星轮轴(5)组成的2K-H型行星轮系；其特征在于：

所述低速级包括激波器(6)、固定活齿架(7)、活齿(8)、活齿轮(9)和输出轴(10)；所述激波器(6)是斜盘，其理论廓线的直角坐标方程为：

式(1)中：R--激波器理论廓线所在圆柱面的半径；e--激波器轴向激波幅值；θ--激波器转角；所述激波器(6)上设有三个与三根行星轮轴(5)位置一一对应的销孔；

所述输入轴(1)与所述中心轮(2)固联，所述输出轴(10)与所述活齿轮(9)固联；

三根行星轮轴(5)的一端均与所述行星轮(3)固联，三根行星轮轴(5)的另一端与所述激波器(6)上对应的销孔组成转动副；

所述活齿架(7)上设有多个在圆周方向上均匀分布的导槽，所述活齿(8)的个数z₁与所述活齿架(7)的导槽数相等；

所述活齿轮(9)为端面波数为z₂的圆柱，且满足关系：z₁-z₂＝1；所述活齿轮(9)的端面理论廓线的直角坐标方程为：

2.根据权利要求1所述二级串联式圆柱正弦端面活齿减速器，其特征在于：三个行星轮(3)的周转运动实现所述激波器(6)的自转运动进而产生轴向激波；所述活齿(8)受到所述激波器(6)的轴向推力，在所述活齿架(7)径向导槽和所述活齿轮(9)齿廓的共同约束下，推动所述活齿轮(9)转动。