CN110030330A - Ww-ngwn差动式多联行星减速器 - Google Patents

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    • F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion

Abstract

本发明提出一种WW‑NGWN差动式多联行星减速器，包括机座，输入轴、输出轴、中心轮、内齿圈、行星轮、行星架；中心轮分为一级中心轮和二级中心轮，内齿圈包括第一内齿圈、第二内齿圈；行星架分为一级行星架与二级行星架，行星轮分为一级行星轮与二级行星轮；一级行星轮与一级中心轮、二级中心轮同时啮合形成一级减速系统的第一差动输出；一级行星轮与一级中心轮、第一内齿圈同时啮合形成一级减速系统的第二差动输出；二级行星轮与二级中心轮、第一内齿圈、第二内齿圈同时啮合形成二级减速系统；第二内齿圈与输出轴固定连接。本发明提供的减速器在具备NGW和NGWN型行星减速器的优点前提下，还具有小体积条件下获得大减速比和大承载能力以及较高可靠性的优点。

Description

WW-NGWN差动式多联行星减速器
技术领域
本发明涉及传递运动和动力的机械减速器，具体地讲是一种WW-NGWN差动式多联行星减速器。
背景技术
大减速比的减速器多采用行星减速器，在生产中，行星减速器多直接采用传统的简单NGW或者NGWN型减速器两种。NGW型行星减速器的传动比不大，一般在1～14左右。想要直接通过NGW型减速器获得较大的减速比在不改变设计结构的情况下只能增加减速级数，但是随着级数的增加，减速器的结构不仅会变得异常复杂，而且装配的难度大大增加，所占用的空间将越来越大，重量和生产的成本也会随之增加，所以高级数的NGW型行星型减速器并非最好的选择。NGWN型行星减速器结构相对于多级NGW简单，单级的减速比一般较高，在20～100之间，但其多级并联也会使得占用空间急剧增大，在实际生产中并不经常采用。所以NGWN型行星减速器在碰到减速比要求大于100的情况下仍然会面临很大的困难。
发明内容
为了解决上述行星减速器存在的技术问题，本发明提供一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，该减速器在具备上述NGW和NGWN型行星减速器的优点的前提下，同时还具有在小体积条件下获得大减速比和大承载能力以及较高的可靠性的优点。
本发明的技术方案为：
所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，包括机座，输入轴、输出轴、中心轮、内齿圈、行星轮、行星架；其特征在于：
所述中心轮分为一级中心轮和二级中心轮，一级中心轮固定在输入轴上或与输入轴制成整体，二级中心轮通过轴承装配于输出轴上自由转动；
所述内齿圈包括第一内齿圈、第二内齿圈；
所述行星架分为一级行星架与二级行星架，二级行星架通过轴承与输出轴装配以便自由转动；
所述行星轮分为一级行星轮与二级行星轮；
所述一级行星轮与一级中心轮、二级中心轮同时啮合形成一级减速系统的第一差动输出；所述一级行星轮与一级中心轮、第一内齿圈同时啮合形成一级减速系统的第二差动输出；所述二级行星轮与二级中心轮、第一内齿圈、第二内齿圈同时啮合形成二级减速系统；所述第二内齿圈与输出轴固定连接。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述一级减速系统的一级行星轮为双联行星轮，数量为一个以上；所述二级减速系统的二级行星轮为三联行星轮，数量为一个以上。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述一级行星轮与二级行星轮的数量根据载荷需求择取3～8个。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述一级减速系统输出两个不同的转速，为差动输出。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述内齿圈还包括第三内齿圈，第一内齿圈作为二级减速系统输入，第二内齿圈作为二级减速系统输出，第三内齿圈与机座固联，作为载荷的分担与运动传递。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述第一内齿圈与一级行星架通过花键联接并通过弹性挡圈定位，所述第二内齿圈与支架通过弹性挡圈联接，所述支架与输出轴销接。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述二级减速系统的二级中心轮采用双联太阳轮，分别作为一级减速系统输出以及二级减速系统差动输入。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述二级行星架采用双行星架并联结构，并分别通过轴承装配于输出轴上自由转动。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述输入轴与输出轴为独立同心轴。
进一步的优选方案，所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：一级双联行星轮与二级三联行星轮均为多个单齿轮的同轴装配体。
有益效果
1.本发明将输入功率通过第一级WW系统的输出太阳轮和输出内齿圈分流，降低了一级系统各个齿轮的功率密度，提高了一级行星轮及一级输入太阳轮的使用寿命，从而提高了整机的使用寿命。
2.本发明优选方案中将一级系统的双联行星轮以及二级系统的三联行星轮分别用多个单齿轮进行同轴装配，避免了多联齿轮加工的难度，解决了结构工艺性不够优良的问题。
3.本发明优选方案中设置了与机座固联的第三内齿圈，增加内齿圈和三联齿轮的啮合宽度，从而一定程度上加强了分流载荷的作用。
4.本发明优选方案中将二级行星架采用并联双行星架结构，使三联行星轮能够更加精准的定位和装配，减小了装配的误差，使得二级行星轮均载性能更加优良。
5.本发明一级行星系统为差速输出，一级差动系统的减速比在10～5000范围内，减轻了二级行星系统的减速压力和载荷分配，极大避免了为获得大减速比嵌套多级NGW行星减速系统带来的诸多弊端。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明的结构原理示意简图。
图2是本发明实施例结构示意图。
图中标号：1-输入轴，2-输入齿轮N9，3-一级行星齿轮N8，4-一级行星齿轮N7，5-一级行星架，6-第一内齿圈N1，7-二级中心轮N6，8-二级中心轮N3，9-二级行星架，10-二级行星轮N5，11-后二级行星齿轮N2，12-第二内齿圈N1，13-第三内齿圈N4，14-行星轮轴，15-二级行星架盖，16-输出轴，17-前二级行星齿轮N2。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外、术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
如图1、图2所示：
本实施例中的WW-NGWN差动式多联行星减速器包括机座，输入轴、输出轴、中心轮、内齿圈、行星轮、行星架，所述输入轴与输出轴为独立同心轴。
所述中心轮分为一级中心轮和二级中心轮，一级中心轮固定在输入轴上或与输入轴制成整体，二级中心轮通过轴承装配于输出轴上自由转动。一级中心轮即输入齿轮N9；二级中心轮采用双联太阳轮，分为二级中心轮N6和二级中心轮N3，分别作为一级减速系统WW的输出以及二级减速系统NGWN的差动输入。
所述行星轮分为一级行星轮与二级行星轮。所述一级减速系统的一级行星轮采用双联行星轮，分别为一级行星齿轮N8和一级行星齿轮N7；所述二级减速系统的二级行星轮为三联行星轮，分别为二级行星轮N5，后二级行星齿轮N2和前二级行星齿轮N2；二级行星轮N5处于后二级行星齿轮N2和前二级行星齿轮N2之间；这里一级双联行星轮与二级三联行星轮均为多个单齿轮的同轴装配体，避免了多联齿轮加工的难度，解决了结构工艺性不够优良的问题。而一级行星轮与二级行星轮的数量根据载荷需求择取3～8个。
一级行星轮布置在一级行星架上，二级行星轮布置在二级行星架上，这里二级行星架采用由二级行星架9与二级行星架盖15组成的双行星架并联结构，两者通过销同轴固定连接，并均通过轴承装配于输出轴上自由转动。后二级行星齿轮N2布置在二级行星架盖15上，二级行星轮N5以及前二级行星齿轮N2布置在二级行星架9上，通过二级行星架9的盘体与二级行星架盖15对二级行星轮N5实现轴向定位。这里采用并联双行星架结构使二级三联行星轮能够更加精准的定位和装配，减小了装配的误差，使得二级行星轮均载性能更加优良。
所述内齿圈包括第一内齿圈N1、第二内齿圈N1，优选还包括第三内齿圈N4，第一内齿圈N1、第二内齿圈N1处于第三内齿圈N4两侧。所述第一内齿圈与一级行星架通过花键联接并通过弹性挡圈定位，作为二级减速系统输入；所述第二内齿圈与支架通过弹性挡圈联接，所述支架与输出轴销接，实现第二内齿圈与输出轴联动，使第二内齿圈作为二级减速系统输出；所述第三内齿圈与机座固联，作为载荷的分担与运动传递。
所述一级行星轮与一级中心轮、二级中心轮同时啮合形成一级减速系统的第一差动输出；所述一级行星轮与一级中心轮、第一内齿圈同时啮合形成一级减速系统的第二差动输出；这样一级减速系统输出两个不同的转速，为差动输出。而所述二级行星轮与二级中心轮、第一内齿圈、第二内齿圈同时啮合形成二级减速系统，其中前二级行星齿轮N2与二级中心轮N3以及第一内齿圈N1啮合，后二级行星齿轮N2与第二内齿圈N1啮合，二级行星轮N5与固联在机座上的第三内齿圈啮合。
进一步如图所示，所述WW型减速传动从一级中心轮N9将动力输入，经过与双联一级行星齿轮N8啮合，带动双联一级行星齿轮N7和二级中心轮N6啮合传动，同时与第一内齿圈N1固联在一起的第一行星架也跟着传动，这样就将转速和力矩传递给二级中心轮N3和第一内齿圈N1，产生两个差动输出，此为第一级减速传动系统。
所述NGWN型减速传动从二级中心轮N3和第一内齿圈N1输入，通过与三联前二级行星齿轮N2啮合，带动三联二级行星齿轮N5与固定在机座上的第三内齿圈N4啮合运动，进一步减速增扭，在第二内齿圈N1端以大扭矩低转速的形式输出，此为第二级减速传动系统。
所述一级中心轮2固定在输入轴1上，所述一级行星轮3和一级行星轮4通过轴与平键装配连接；所述一级行星轮轴通过轴承装配在一级行星架5上；所述一级行星架5通过盘上花键和弹性挡圈与第一内齿圈6固联；所述二级行星轴14通过轴承与二级行星架9以及二级行星架盖15装配联接；所述第二内齿圈12通过弹性挡圈、销与支架固联，支架通过法兰、销、螺钉与输出轴16固联。
本发明通过选择下列多种组合方式，可形成多个实施例：1、输出扭矩需求较小情况下，可将二级三联行星齿轮10去掉，从而牺牲部分的承载能力可以获得长度方向上占用体积的减小，进一步减轻体积和重量。2、输出扭矩要求较大的情况下，可将二级三联行星轮数适当增加，从而分担更多的载荷，提升承载能力。3、输出扭矩要求较大的情况下，可将一级双联行星轮数适当增加，从而分担更多的载荷，提升承载能力。4、输入轴端可通过锥齿轮轴传递改变各种输入的方向，以便根据工作空间限制调整电机方位。
动力从输入轴1输入，从输出轴16输出，本发明只需要WW差动输入与NGWN的两级减速组合就能实现在外壳直径不超过300毫米的限制下实现高达400减速比的传动，且在低扭矩输入下获得较大增扭效果，且结构强度高，可靠性高，制造、安装、维修保养方便，成本低廉；特别是在小空间大减速比的要求的特殊工况下更能体现其优越性。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，包括机座，输入轴、输出轴、中心轮、内齿圈、行星轮、行星架；其特征在于：
所述中心轮分为一级中心轮和二级中心轮，一级中心轮固定在输入轴上或与输入轴制成整体，二级中心轮通过轴承装配于输出轴上自由转动；
所述内齿圈包括第一内齿圈、第二内齿圈；
所述行星架分为一级行星架与二级行星架，二级行星架通过轴承与输出轴装配以便自由转动；
所述行星轮分为一级行星轮与二级行星轮；
所述一级行星轮与一级中心轮、二级中心轮同时啮合形成一级减速系统的第一差动输出；所述一级行星轮与一级中心轮、第一内齿圈同时啮合形成一级减速系统的第二差动输出；所述二级行星轮与二级中心轮、第一内齿圈、第二内齿圈同时啮合形成二级减速系统；所述第二内齿圈与输出轴固定连接。
2.根据权利要求1所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述一级减速系统的一级行星轮为双联行星轮，数量为一个以上；所述二级减速系统的二级行星轮为三联行星轮，数量为一个以上。
3.根据权利要求1或2所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述一级行星轮与二级行星轮的数量根据载荷需求择取3～8个。
4.根据权利要求1或2所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述一级减速系统输出两个不同的转速，为差动输出。
5.根据权利要求1所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述内齿圈还包括第三内齿圈，第一内齿圈作为二级减速系统输入，第二内齿圈作为二级减速系统输出，第三内齿圈与机座固联，作为载荷的分担与运动传递。
6.根据权利要求1或5所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述第一内齿圈与一级行星架通过花键联接并通过弹性挡圈定位，所述第二内齿圈与支架通过弹性挡圈联接，所述支架与输出轴销接。
7.根据权利要求1所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述二级减速系统的二级中心轮采用双联太阳轮，分别作为一级减速系统输出以及二级减速系统差动输入。
8.根据权利要求1所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述二级行星架采用双行星架并联结构，并分别通过轴承装配于输出轴上自由转动。
9.根据权利要求1所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：所述输入轴与输出轴为独立同心轴。
10.根据权利要求2或8所述一种WW-NGWN差动式多联行星减速器，其特征在于：一级双联行星轮与二级三联行星轮均为多个单齿轮的同轴装配体。
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