CN110005779B - 一种少齿差行星齿轮分动传动装置 - Google Patents

一种少齿差行星齿轮分动传动装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种少齿差行星齿轮分动传动装置，涉及机械传动领域，该传动装装置为单输入，双输出，输出分为两路，每一路实现三级减速，少齿差齿轮传动部分实现两级减速，定轴齿轮传动部分实现一级减速，将少齿差齿轮传动大传动比的优点与定轴齿轮传动运动平稳的优点相结合，与现有分动传动装置相比，实现同样大小传动比，该传动装置结构更加紧凑，占用空间更小。该分动传动装置每一路少齿差齿轮传动部分实现两级减速只需要两个外齿轮，两路传动总共需要三个外齿轮，三个外齿轮进行动平衡布置，使得该传动装置结构占用空间进一步缩小。柱销两端通过球铰链与两外齿轮连接，安装简单，受力性能好。

Description

一种少齿差行星齿轮分动传动装置
技术领域
本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种少齿差行星齿轮分动传动装置。
背景技术
现有分动传动装置多采用定轴齿轮传动形式，然而定轴齿轮传动的传动比较小，为了提高传动比需要多级齿轮传动，导致传动装置复杂体积大。或者现有一级少齿差传动为满足动平衡需要两个外齿轮相位相错180度安装在偏心套上，如果实现二级减速，第一级的输出轴为第二级的输入轴，这样总共需要四个外齿轮，每一级两个外齿轮相位相错180度实现动平衡，导致传动装置体积较大，占用空间较多。
发明内容
本发明目的就是为了弥补现有技术存在的缺陷，提供一种少齿差行星齿轮分动传动装置，解决现有分动传动装置的齿轮数量多、结构体积大、占用空间大的问题。
本发明技术方案如下：一种少齿差行星齿轮分动传动装置，包括壳体和可转动地安装在所述壳体上的输入轴，所述输入轴的一端伸出所述壳体；所述输入轴上套设有与所述输入轴固定连接的偏心套，所述偏心套包括沿着所述输入轴的所述一端指向所述输入轴的另一端的方向依次布置的圆柱体状的第一偏心轴段、第二偏心轴段和第三偏心轴段，所述传动装置还包括第一外齿轮、第二外齿轮和第三外齿轮，所述第一外齿轮可转动地套设在所述第一偏心轴段上，所述第二外齿轮可转动地套设在所述第二偏心轴段上，所述第三外齿轮可转动地套设在所述第三偏心轴段上，所述第一外齿轮和第二外齿轮之间通过第一连接件连接，所述第二外齿轮和第三外齿轮之间通过第二连接件连接，所述第二外齿轮与固定连接在所述壳体内壁上的第二内齿轮啮合，所述输入轴上可转动地套设有位于所述偏心套的靠近所述输入轴的所述一端一侧的第一转轴，所述输入轴上还可转动地套设有位于所述偏心套的靠近所述输入轴的所述另一端一侧的第二转轴，所述第一转轴上设置有与所述第一转轴固定连接的第一连接盘，所述第一连接盘的内壁上固定连接有第一内齿轮，所述第一外齿轮与所述第一内齿轮啮合，所述第二转轴上设置有与所述第二转轴固定连接的第二连接盘，所述第二连接盘的内壁上固定连接有第三内齿轮，所述第三外齿轮与所述第三内齿轮啮合；所述第一转轴上套设有与所述第一转轴固定连接的第四外齿轮，所述第二转轴上套设有与所述第二转轴固定连接的第五外齿轮，所述传动装置还包括可转动地安装在所述壳体上的第一输出轴和第二输出轴，所述第一输出轴和第二输出轴的一端伸出所述壳体，所述第一输出轴的另一端上套设有与所述第一输出轴固定连接的第六外齿轮，所述第二输出轴的另一端上套设有与所述第二输出轴固定连接的第七外齿轮，所述第四外齿轮与所述第六外齿轮啮合，所述第五外齿轮与所述第七外齿轮啮合。
进一步，所述输入轴通过轴承被支承安装在所述壳体的两个相对的侧壁上。
进一步，所述第一外齿轮通过轴承套设在所述第一偏心轴段上，所述第二外齿轮通过轴承套设在所述第二偏心轴段上，所述第三外齿轮通过轴承套设在所述第三偏心轴段上。
进一步，所述第一转轴和第二转轴通过轴承套设在所述输入轴上，所述第一输出轴和第二输出轴通过轴承安装在所述壳体上。
进一步，所述第一偏心轴段和第三偏心轴段与所述第二偏心轴段偏向相位差均为180°，所述第一外齿轮和第三外齿轮的质量相等并且所述第一外齿轮和第三外齿轮的质量之和等于所述第二外齿轮的质量。
进一步，所述第一偏心轴段、第二偏心轴段和第三偏心轴段相互之间的偏向相位差均为120°，所述第一外齿轮、第二外齿轮、第三外齿轮的质量相等。
进一步，所述第一连接件为第一柱销，所述第一柱销一端通过球铰链与所述第一外齿轮连接，所述第一柱销另一端通过球铰链与所述第二外齿轮连接。
进一步，所述第二连接件为第二柱销，所述第二柱销一端通过球铰链与所述第二外齿轮连接，所述第二柱销另一端通过球铰链与所述第三外齿轮连接。
进一步，所述第一内齿轮的齿数比所述第一外齿轮的齿数多一个，所述第二内齿轮的齿数比所述第二外齿轮的齿数多一个，所述第三内齿轮的齿数比所述第三外齿轮的齿数多一个，所述第一外齿轮和第三外齿轮的齿数与所述第二外齿轮的齿数相差一个。
进一步，所述第一输出轴和第二输出轴位于所述输入轴的同侧或两侧。
本发明的有益效果在于：（1）该传动装装置为单输入，双输出，输出分为两路，每一路实现三级减速，少齿差齿轮传动部分实现两级减速，定轴齿轮传动部分实现一级减速，将少齿差齿轮传动大传动比的优点与定轴齿轮传动运动平稳的优点相结合，与现有分动传动装置相比，实现同样大小传动比，该传动装置结构更加紧凑，占用空间更小。（2）该分动传动装置每一路少齿差齿轮传动部分实现两级减速只需要两个外齿轮，两路传动总共需要三个外齿轮，三个外齿轮进行动平衡布置，使得该传动装置结构占用空间进一步缩小。（3）柱销两端通过球铰链与两外齿轮连接，安装简单，受力性能好。
附图说明
图1为本发明的少齿差行星齿轮分动传动装置的一个实施例的结构示意图。
图2为本发明的少齿差行星齿轮分动传动装置的另一个实施例的结构示意图。
其中；1-壳体；2-输入轴；3-第一转轴；4-第四外齿轮；5-第一外齿轮；6-第一连接盘；7-第一内齿轮；8-第一连接件；9-第二外齿轮；10-第二连接件；11-第三内齿轮；12-第二连接盘；13-第三外齿轮；14-第二转轴；15-第五外齿轮；16-偏心套；17-第七外齿轮；18-第二输出轴；19-第二内齿轮；20-第六外齿轮；21-第一输出轴。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作出简要说明。
第一实施例：如图1所示，一种少齿差行星齿轮分动传动装置，包括壳体1和可转动地安装在所述壳体1上的输入轴2，所述输入轴2的一端伸出所述壳体1；所述输入轴2上套设有与所述输入轴2固定连接的偏心套16，所述偏心套16包括沿着所述输入轴2的所述一端指向所述输入轴2的另一端的方向依次布置的圆柱体状的第一偏心轴段、第二偏心轴段和第三偏心轴段，所述传动装置还包括第一外齿轮5、第二外齿轮9和第三外齿轮13，所述第一外齿轮5可转动地套设在所述第一偏心轴段上，所述第二外齿轮9可转动地套设在所述第二偏心轴段上，所述第三外齿轮13可转动地套设在所述第三偏心轴段上，所述第一外齿轮5和第二外齿轮9之间通过第一连接件8连接，所述第二外齿轮9和第三外齿轮13之间通过第二连接件10连接，所述第二外齿轮9与固定连接在所述壳体1内壁上的第二内齿轮19啮合，所述输入轴2上可转动地套设有位于所述偏心套16的靠近所述输入轴2的所述一端一侧的第一转轴3，所述输入轴2上还可转动地套设有位于所述偏心套16的靠近所述输入轴2的所述另一端一侧的第二转轴14，所述第一转轴3上设置有与所述第一转轴3固定连接的第一连接盘6，所述第一连接盘6的内壁上固定连接有第一内齿轮7，所述第一外齿轮5与所述第一内齿轮7啮合，所述第二转轴14上设置有与所述第二转轴14固定连接的第二连接盘12，所述第二连接盘12的内壁上固定连接有第三内齿轮11，所述第三外齿轮13与所述第三内齿轮11啮合；所述第一转轴3上套设有与所述第一转轴3固定连接的第四外齿轮4，所述第二转轴14上套设有与所述第二转轴14固定连接的第五外齿轮15，所述传动装置还包括可转动地安装在所述壳体1上的第一输出轴21和第二输出轴18，所述第一输出轴21和第二输出轴18的一端伸出所述壳体1，所述第一输出轴21的另一端上套设有与所述第一输出轴21固定连接的第六外齿轮20，所述第二输出轴18的另一端上套设有与所述第二输出轴18固定连接的第七外齿轮17，所述第四外齿轮4与所述第六外齿轮20啮合，所述第五外齿轮15与所述第七外齿轮17啮合；所述第一输出轴21和第二输出轴18位于所述输入轴2的同侧。
该少齿差行星齿轮分动传动装置的传动原理如下：该传动装装置为单输入，双输出，输出分为两路。输入轴2旋转，带动偏心套16上第一外齿轮5、第二外齿轮9及第三外齿轮13作行星运动，第二外齿轮9与第二内齿轮19内啮合，实现一级行星轮自转运动，完成一级减速增扭。第一外齿轮5和第三外齿轮13分别通过第一连接件8、第二连接件10与第二外齿轮9连接，使第一外齿轮5和第三外齿轮13与第二外齿轮9转速相等。第一外齿轮5和第三外齿轮13复合运动同时分别与第一内齿轮7和第三内齿轮11内啮合，分别将动力传递给第一转轴3和第二转轴14。第一转轴3和第二转轴14又分别通过定轴齿轮传动将动力传递给两路输出轴即第一输出轴21和第二输出轴18，从而完成单输入双输出。
该传动装置的传动比计算如下：
第一输出轴21与输入轴2之间的传动比为：
其中，i 1为第一输出轴21与输入轴2之间的传动比，为第二外齿轮齿数，为为第二内齿轮齿数，为第一外齿轮齿数，为第一内齿轮齿数，为第四外齿轮齿数，为为第六外齿轮齿数。
当
Figure DEST_PATH_IMAGE002
时，第一输出轴21与输入轴2之间的传动比为：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，
其中，n为第六外齿轮20与第四外齿轮4的齿数之间的倍数。
当第一外齿轮5齿数与第二外齿轮9的齿数相差一个时，第一输出轴21与输入轴2之间的传动比最大为：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
。
第二输出轴18与输入轴2之间的传动比计算与第一输出轴21与输入轴2之间的传动比计算类似，上述传动比计算表明，所述第一内齿轮7的齿数比所述第一外齿轮5的齿数多一个，所述第二内齿轮19的齿数比所述第二外齿轮9的齿数多一个，所述第三内齿轮11的齿数比所述第三外齿轮13的齿数多一个，所述第一外齿轮5和第三外齿轮13的齿数与所述第二外齿轮9的齿数相差一个时可得到最大的第一输出轴21与输入轴2之间、第二输出轴18与输入轴2之间的传动比，最大传动比大小取决于第二外齿轮9的齿数、第一内齿轮7的齿数及第六外齿轮20与第四外齿轮4的齿数之间的倍数三者的乘积，旋转方向取决于第一外齿轮5的齿数与第二外齿轮9的齿数的差值正负号；或取决于第二外齿轮9的齿数、第三内齿轮11的齿数及第七外齿轮17与第五外齿轮15的齿数之间的倍数三者的乘积，旋转方向取决于第三外齿轮13的齿数与第二外齿轮9的齿数的差值正负号。故每一路传动比可以根据动力传递需求依照以上原则进行调整。
该分动传动装置将少齿差齿轮传动大传动比的优点与定轴齿轮传动运动平稳的优点相结合，与现有分动传动装置相比，实现同样大小传动比，该传动装置结构更加紧凑，占用空间更小；同时每一路少齿差齿轮传动部分实现两级减速只需要两个外齿轮，两路传动总共需要三个外齿轮，三个外齿轮进行动平衡布置，使得该传动装置结构占用空间进一步缩小。
为了减少转动部件之间的摩擦力，所述输入轴2通过轴承被支承安装在所述壳体1的两个相对的侧壁上；所述第一外齿轮5通过轴承套设在所述第一偏心轴段上，所述第二外齿轮9通过轴承套设在所述第二偏心轴段上，所述第三外齿轮13通过轴承套设在所述第三偏心轴段上；所述第一转轴3和第二转轴14通过轴承套设在所述输入轴2上；所述第一输出轴21和第二输出轴18通过轴承安装在所述壳体1上。
为了平衡少齿差传动产生的惯性力：所述第一偏心轴段和第三偏心轴段与所述第二偏心轴段偏向相位差均为180°，所述第一外齿轮5和第三外齿轮13的质量相等并且所述第一外齿轮5和第三外齿轮13的质量之和等于所述第二外齿轮9的质量；或所述第一偏心轴段、第二偏心轴段和第三偏心轴段相互之间的偏向相位差均为120°，所述第一外齿轮5、第二外齿轮9、第三外齿轮13的质量相等。
所述第一连接件8为第一柱销，所述第一柱销一端通过球铰链与所述第一外齿轮5连接，所述第一柱销另一端通过球铰链与所述第二外齿轮9连接；所述第二连接件10为第二柱销，所述第二柱销一端通过球铰链与所述第二外齿轮9连接，所述第二柱销另一端通过球铰链与所述第三外齿轮13连接。第一柱销、第二柱销的数量可根据传递扭矩大小而定，柱销两端通过球铰链与两外齿轮连接，安装简单，受力性能好。
第二实施例，如图2所示，本实施例与第一实施例的区别仅在于，根据空间需求，所述第一输出轴21和第二输出轴18位于所述输入轴2的两侧。
本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种少齿差行星齿轮分动传动装置，其特征在于：包括壳体（1）和可转动地安装在所述壳体（1）上的输入轴（2），所述输入轴（2）的一端伸出所述壳体（1）；所述输入轴（2）上套设有与所述输入轴（2）固定连接的偏心套（16），所述偏心套（16）包括沿着所述输入轴（2）的所述一端指向所述输入轴（2）的另一端的方向依次布置的圆柱体状的第一偏心轴段、第二偏心轴段和第三偏心轴段，所述传动装置还包括第一外齿轮（5）、第二外齿轮（9）和第三外齿轮（13），所述第一外齿轮（5）可转动地套设在所述第一偏心轴段上，所述第二外齿轮（9）可转动地套设在所述第二偏心轴段上，所述第三外齿轮（13）可转动地套设在所述第三偏心轴段上，所述第一外齿轮（5）和第二外齿轮（9）之间通过第一连接件（8）连接，所述第二外齿轮（9）和第三外齿轮（13）之间通过第二连接件（10）连接，所述第二外齿轮（9）与固定连接在所述壳体（1）内壁上的第二内齿轮（19）啮合，所述输入轴（2）上可转动地套设有位于所述偏心套（16）的靠近所述输入轴（2）的所述一端一侧的第一转轴（3），所述输入轴（2）上还可转动地套设有位于所述偏心套（16）的靠近所述输入轴（2）的所述另一端一侧的第二转轴（14），所述第一转轴（3）上设置有与所述第一转轴（3）固定连接的第一连接盘（6），所述第一连接盘（6）的内壁上固定连接有第一内齿轮（7），所述第一外齿轮（5）与所述第一内齿轮（7）啮合，所述第二转轴（14）上设置有与所述第二转轴（14）固定连接的第二连接盘（12），所述第二连接盘（12）的内壁上固定连接有第三内齿轮（11），所述第三外齿轮（13）与所述第三内齿轮（11）啮合；所述第一转轴（3）上套设有与所述第一转轴（3）固定连接的第四外齿轮（4），所述第二转轴（14）上套设有与所述第二转轴（14）固定连接的第五外齿轮（15），所述传动装置还包括可转动地安装在所述壳体（1）上的第一输出轴（21）和第二输出轴（18），所述第一输出轴（21）和第二输出轴（18）的一端伸出所述壳体（1），所述第一输出轴（21）的另一端上套设有与所述第一输出轴（21）固定连接的第六外齿轮（20），所述第二输出轴（18）的另一端上套设有与所述第二输出轴（18）固定连接的第七外齿轮（17），所述第四外齿轮（4）与所述第六外齿轮（20）啮合，所述第五外齿轮（15）与所述第七外齿轮（17）啮合；所述第一连接件（8）为第一柱销，所述第一柱销一端通过球铰链与所述第一外齿轮（5）连接，所述第一柱销另一端通过球铰链与所述第二外齿轮（9）连接，所述第二连接件（10）为第二柱销，所述第二柱销一端通过球铰链与所述第二外齿轮（9）连接，所述第二柱销另一端通过球铰链与所述第三外齿轮（13）连接。
2.根据权利要求1所述的分动传动装置，其特征在于，所述输入轴（2）通过轴承被支承安装在所述壳体（1）的两个相对的侧壁上。
3.根据权利要求2所述的分动传动装置，其特征在于，所述第一外齿轮（5）通过轴承套设在所述第一偏心轴段上，所述第二外齿轮（9）通过轴承套设在所述第二偏心轴段上，所述第三外齿轮（13）通过轴承套设在所述第三偏心轴段上。
4.根据权利要求3所述的分动传动装置，其特征在于，所述第一转轴（3）和第二转轴（14）通过轴承套设在所述输入轴（2）上，所述第一输出轴（21）和第二输出轴（18）通过轴承安装在所述壳体（1）上。
5.根据权利要求1所述的分动传动装置，其特征在于，所述第一偏心轴段和第三偏心轴段与所述第二偏心轴段偏向相位差均为180°，所述第一外齿轮（5）和第三外齿轮（13）的质量相等并且所述第一外齿轮（5）和第三外齿轮（13）的质量之和等于所述第二外齿轮（9）的质量。
6.根据权利要求1所述的分动传动装置，其特征在于，所述第一偏心轴段、第二偏心轴段和第三偏心轴段相互之间的偏向相位差均为120°，所述第一外齿轮（5）、第二外齿轮（9）、第三外齿轮（13）的质量相等。
7.根据权利要求1所述的分动传动装置，其特征在于，所述第一内齿轮（7）的齿数比所述第一外齿轮（5）的齿数多一个，所述第二内齿轮（19）的齿数比所述第二外齿轮（9）的齿数多一个，所述第三内齿轮（11）的齿数比所述第三外齿轮（13）的齿数多一个，所述第一外齿轮（5）和第三外齿轮（13）的齿数与所述第二外齿轮（9）的齿数相差一个。
8.根据权利要求1所述的分动传动装置，其特征在于，所述第一输出轴（21）和第二输出轴（18）位于所述输入轴（2）的同侧或两侧。
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