CN110159723A - 一种减速机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种减速机系统，通过齿轮减速机与蜗轮蜗杆减速机耦合的结构，既能利用蜗轮蜗杆减速机的反向自锁安全保护功能，又能利用齿轮减速机的高效率提高整个系统的工作效率。两个减速机之间可通过齿轮耦合，通过皮带轮耦合，通过共用一个输出轴耦合，通过联轴器耦合或者负载耦合等多种方式。在正常工作时，负载由齿轮减速机来提供动力，由于齿轮减速机可以做到很高效率，例如行星齿轮减速机，效率可以高到97％，几乎没什么损耗，因此整个传动结构的效率很高，大大降低对电机的功率要求。在停止状态，例如，应用在卷扬机结构中，当卷扬机重物下降时，蜗轮蜗杆减速机通过自锁效应提供阻止负载受控下降或者停止的阻力，确保了工作过程的安全。

Description

一种减速机系统

技术领域

本发明属于减速机领域，尤其是涉及一种减速机系统。

背景技术

在很多使用电机的应用场景中，电机都需要配合减速机一起使用，减速机可以改变电机的转速和输出力矩。当需要的扭矩很大时，单纯的提高电机的功率是不合适的，要根据需要的扭矩和速度内选择合适减速比的减速机，才是合理的解决方案。减速机的减速比＝输入转速/输出转速，例如减速比为10，则最后输出转速降低为电机转速的1/10，输出力矩约为电机力矩的10倍。

当需要高效率的减速机时，一般会选用齿轮减速机，例如行星齿轮减速机，效率可以高到97％，几乎没什么损耗。但是齿轮减速机有一个问题就是不具备自锁功能。在某些应用场合，还需要减速机具有自锁效应。减速机的自锁效应是指减速机可以通过输入带动输出旋转，但不能反过来通过输出带动输入旋转。常见的带自锁的减速机主要是蜗轮蜗杆减速机，这种减速机当减速比达到一定程度的时候具有自锁效应。自锁的功能在某些场合很有用处，比如卷扬机，输送设备等等，可以确保电机断电时不会出现负载带动电机旋转导致负载下坠的事故。然而因为蜗轮蜗杆减速机采用的是摩擦传动方式，所以蜗轮蜗杆的传动效率相对齿轮传动要低很多。蜗轮蜗杆减速机可以提供大的减速比，具有自锁性，但是蜗轮蜗杆属于摩擦传动时，啮合轮齿间摩擦损耗大，传动效率不高。当需要较大输出转矩和转速时，输入电机的功率要很高才行，而且蜗轮蜗杆上的损耗过大也会造成发热问题。

例如一个需要自锁的传动系统，电机转速3000PRM，输出减速要求为60RPM，那么需要选用减速比为50的蜗轮蜗杆减速机。一个减速机50的NMRV蜗轮蜗杆减速机，其效率才0.62。如果输出功率为200W，那么电机功率要达到200/0.62＝323W以上才满足需要，大大增加了电机的尺寸和成本。另外，有323*(1-0.62)＝123W的损耗以热量散发出去，很容易导致蜗轮蜗杆减速机温升过高。

因此，需要一种可以提供高效率且带自锁功能的减速机系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减速机系统，用于解决现有技术中的齿轮减速机不具备自锁功能以及蜗轮蜗杆减速机的效率低以及温升过高等问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种减速机系统，包括第一减速机、第一驱动装置、自锁装置、耦合装置；

所述第一驱动装置的输出轴与所述第一减速机的输入轴连接并用于驱动所述第一减速机运动，所述第一减速机的输出轴与所述自锁装置通过所述耦合装置连接，所述第一减速机的输出轴与一负载连接，所述自锁装置用于配合所述第一减速机以实现所述第一减速机的自锁。

可选的，所述自锁装置包括蜗轮蜗杆减速机以及第二驱动装置；

所述第二驱动装置的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机的输入轴连接并用于驱动所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴运动，所述第一减速机的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴通过所述耦合装置连接。

可选的，所述耦合装置包括第一齿轮、第二齿轮；

所述第一齿轮与所述第一减速机的输出轴连接，所述第二齿轮连接在所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动。

可选的，所述耦合装置包括第一皮带轮以及第二皮带轮；

所述第一皮带轮与所述第一减速机的输出轴连接，所述第二皮带轮连接在所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴，所述第一皮带轮与所述第二皮带轮之间通过皮带，或绳索连接。

可选的，所述第一减速机的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴共用一公共输出轴，所述耦合装置包括所述公共输出轴。

可选的，所述耦合装置包括一连接件，所述第一减速机的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴通过所述连接件固定连接。

可选的，所述连接件为联轴器。

可选的，所述耦合装置包括第三齿轮、第四齿轮以及至少一个第五齿轮；

所述第三齿轮连接所述第一减速机的输出轴，所述第四齿轮连接在所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴，其中一个所述第五齿轮连接所述负载，所述第三齿轮与所述第五齿轮啮合传动，所述第四齿轮与所述第五齿轮转动连接。

可选的，所述第一驱动装置以及所述第二驱动装置分别为第一电机以及第二电机，所述第一电机的输出功率大于所述第二电机的输出。

可选的，所述第一减速机为齿轮减速机。

本发明提供一种减速机系统，通过齿轮减速机与蜗轮蜗杆减速机耦合的结构，既能利用蜗轮蜗杆减速机的反向自锁安全保护功能，又能利用齿轮减速机的高效率提高整个系统的工作效率。两个减速机之间可通过齿轮耦合，通过皮带轮耦合，通过共用一个输出轴耦合，通过联轴器耦合或者负载耦合等多种方式。在正常工作时，负载由齿轮减速机来提供动力，由于齿轮减速机可以做到很高效率，例如行星齿轮减速机，效率可以高到97％，几乎没什么损耗，因此整个传动结构的效率很高，大大降低对电机的功率要求。在停止状态，例如，应用在卷扬机结构中，当卷扬机重物下降时，蜗轮蜗杆减速机通过自锁效应提供阻止负载受控下降或者停止的阻力，确保了工作过程的安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种采用齿轮耦合方式的减速机系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种采用皮带轮耦合方式的减速机系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种采用共输出轴耦合方式的减速机系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种采用联轴器耦合方式的减速机系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种采用负载耦合方式的减速机系统的结构示意图；

10-第一减速机，20-第一驱动装置，30-自锁装置，301-蜗轮蜗杆减速机，302-第二驱动装置，40-耦合装置，400-第一齿轮，401-第二齿轮，402-第一皮带轮，403-第二皮带轮，404-皮带，405-公共输出轴，406-联轴器，407-第三齿轮，408-第四齿轮，409-第五齿轮，50输出轴。

具体实施方式

下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或者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。由此，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”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

如图1-图5所示，本发明实施例提供一种减速机系统，包括第一减速机10、第一驱动装置20、自锁装置30、耦合装置40。所述第一驱动装置20的输出轴与所述第一减速机10的输入轴连接并用于驱动所述第一减速机10运动，所述第一减速机10的输出轴与所述自锁装置30通过所述耦合装置40连接，所述第一减速机10的输出轴与一负载连接，所述自锁装置30用于配合所述第一减速机10以实现所述第一减速机10的自锁。

通过设置自锁装置30使得本来不带自锁功能的第一减速机10可以完成自锁，在系统正常工作时，负载由所述第一减速机10来提供动力。这里需要注意的是，所述第一减速机10可选用效率高的齿轮减速机。例如可选用行星齿轮减速机，效率高达97％，减速机内部损耗极低。当然，并不局限于使用行星齿轮减速机，根据需要还可以选用圆柱齿轮减速机或者锥齿轮减速机或者斜齿轮减速机，还有很多其他类型的减速机，具体需根据实际需要来选择，在此不做限制。在整个系统停止工作时，如果负载由于惯性或者地球引力作用还在做功，对所述第一减速机10的输出轴有一个作用力使得所述第一减速机10继续旋转工作。此时，通过耦合装置40连接的自锁装置30具有自锁功能，整个系统已经停止工作，因此，具有自锁功能的自锁装置30会通过自锁效应提供耦合装置40来进一步提供给负载受控下降或者停止的阻力，以确保工作过程的安全。可以保证整个系统结构的效率很高，可有效降低对第一驱动装置20的功率要求，一般所述第一驱动装置20为电机。本发明实施例提供的技术方案实现效率与自锁效应的兼顾，在某些需要自锁而且功率很高的应用场合，可以使用较低功率电机来带动负载运动。电机与减速机之间的连接方式一般是电机的输出轴直接伸入减速机的输入孔里面，另外可以通过法兰连接固定。

可选地，所述自锁装置30可包括蜗轮蜗杆减速机301以及第二驱动装置302。所述第二驱动装置302的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机301的输入轴连接并用于驱动所述蜗轮蜗杆减速机301的输出轴运动，所述第一减速机10的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机301的输出轴通过所述耦合装置40连接并连接一负载。所述第二驱动装置302也可以选用电机，所述蜗轮蜗杆减速机301以及配合使用的电机不需要很高的规格，只要可以保证输出力矩能够旋转蜗轮蜗杆减速机301的输出轴即可。在正常工作时，蜗轮蜗杆减速机301的电机和齿轮减速机的电机同时转动。所述耦合装置40将齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机301和负载连接起来，以实现两个减速机同时对负载起作用，这里的蜗轮蜗杆减速机301仅作为提供自锁效应的装置来使用，所述齿轮减速机作为提供动力给负载的装置。

可选地，所述耦合装置40可采用齿轮耦合实现，如图1所示，具体可包括第一齿轮400、第二齿轮401。所述第一齿轮400连接在所述第一减速机10的输出轴也即齿轮减速机的输出轴与所述负载间，所述第二齿轮401连接在所述蜗轮蜗杆减速机301的输出轴，所述第一齿轮400与所述第二齿轮401啮合传动。正常工作时，蜗轮蜗杆减速机301和齿轮减速机的电机同时转动，带动啮合的第一齿轮400以及第二齿轮401一起转动，并驱动负载。整个系统停止工作时，由于涡轮蜗杆减速机具有自锁功能，所述第二齿轮401提供给负载受控下降或者停止的阻力以实现自锁。

可选地，所述耦合装置40还可采用皮带404轮耦合来实现，如图2所示，具体可包括第一皮带轮402、第二皮带轮403以及皮带404。所述第一皮带轮402连接在所述第一减速机10的输出轴与所述负载间，所述第二皮带轮403连接在所述蜗轮蜗杆减速机301的输出轴，所述第一皮带轮402与所述第二皮带轮403之间通过皮带404传动连接。正常工作时，蜗轮蜗杆减速机301和齿轮减速机的电机同时转动，带动耦合的第一皮带轮402以及第二皮带轮403一起转动，并驱动负载。整个系统停止工作时，由于涡轮蜗杆减速机具有自锁功能，所述第二皮带轮403提供给负载受控下降或者停止的阻力以实现自锁。需要注意的是，在本发明实施例中，所述第一皮带轮402以及所述第二皮带轮403间是通过所述皮带404连接，但是，并不局限于使用皮带，还可以选择其它连接件来连接，例如还可选用绳索，还有很多其它类型的连接件，在此不做限制，具体需根据实际需要来选择。

可选地，还可以利用共输出轴耦合方式来实现，如图3所示，具体方法如下：所述第一减速机10的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机301的输出轴对齐固定连接形成一公共输出轴405，所述耦合装置40包括所述公共输出轴405，负载接在所述公共输出轴405上。正常工作时，蜗轮蜗杆减速机301和齿轮减速机的电机同时转动，带动输出轴的公共输出轴405转动，并驱动设置所述公共输出轴405的负载。整个系统停止工作时，由于涡轮蜗杆减速机具有自锁功能，输出轴的公共输出轴405提供给负载受控下降或者停止的阻力以实现自锁。

可选地，与前面共输出轴耦合方式类似的，所述耦合装置40还可利用连接件来固定两个减速机的输出轴，如图4所示，具体可包括一连接件，所述第一减速机10的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机301的输出轴通过所述连接件固定连接。工作过程与共输出轴的类似，都是利用输出轴的同步转动来实现。所述连接件可以为联轴器406，除了联轴器406外还可以是其他的连接机构，只要可以使得两个减速机的输出轴同步固定即可，在此不做限制。

可选地，除了上述几种耦合结构外，还可以采用负载耦合的方式，如图5所示，所述耦合装置40具体可包括第三齿轮407、第四齿轮408以及至少一个第五齿轮409。所述第三齿轮407连接所述第一减速机10的输出轴，所述第四齿轮408连接在所述蜗轮蜗杆减速机301的输出轴，其中一个所述第五齿轮409连接所述负载，所述第三齿轮407与所述第四齿轮408啮合传动，所述第四齿轮408与所述第五齿轮409转动连接。正常工作时，蜗轮蜗杆减速机301和齿轮减速机的电机同时转动，带动所述第三齿轮407以及所述第四齿轮408旋转运动，从而带动啮合的所述第五齿轮409旋转运动。并驱动设置所述第五齿轮409的输出轴上的负载。整个系统停止工作时，由于涡轮蜗杆减速机具有自锁功能，所述第四齿轮408提供给负载受控下降或者停止的阻力以实现自锁。需要注意的是，本发明实施例中所述第五齿轮409的数量为一个，所述第五齿轮409还可以是两个，或三个，或四个，或更多，在此不做赘述，只要这些第五齿轮间传动连接即可。

可选地，所述第一驱动装置20以及所述第二驱动装置302可以为电机，分别为第一电机以及第二电机。

综上所述，本发明提供一种减速机系统，通过齿轮减速机与蜗轮蜗杆减速机耦合的结构，既能利用蜗轮蜗杆减速机的反向自锁安全保护功能，又能利用齿轮减速机的高效率提高整个系统的工作效率。两个减速机之间可通过齿轮耦合，通过皮带轮耦合，通过共用一个输出轴耦合，通过联轴器耦合或者负载耦合等多种方式。在正常工作时，负载由齿轮减速机来提供动力，由于齿轮减速机可以做到很高效率，例如行星齿轮减速机，效率可以高到97％，几乎没什么损耗，因此整个传动结构的效率很高，大大降低对电机的功率要求。在停止状态，例如，应用在卷扬机结构中，当卷扬机重物下降时，蜗轮蜗杆减速机通过自锁效应提供阻止负载受控下降或者停止的阻力，确保了工作过程的安全。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减速机系统，其特征在于，包括第一减速机、第一驱动装置、自锁装置、耦合装置；

所述第一驱动装置的输出轴与所述第一减速机的输入轴连接并用于驱动所述第一减速机运动，所述第一减速机的输出轴与所述自锁装置通过所述耦合装置连接，所述第一减速机的输出轴与一负载连接，所述自锁装置用于配合所述第一减速机以实现所述第一减速机的自锁。

2.如权利要求1所述的一种减速机系统，其特征在于，所述自锁装置包括蜗轮蜗杆减速机以及第二驱动装置；

所述第二驱动装置的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机的输入轴连接并用于驱动所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴运动，所述第一减速机的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴通过所述耦合装置连接。

3.如权利要求2所述的一种减速机系统，其特征在于，所述耦合装置包括第一齿轮、第二齿轮；

所述第一齿轮与所述第一减速机的输出轴连接，所述第二齿轮连接在所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴，所述第一齿轮与所述第二齿轮啮合传动。

4.如权利要求2所述的一种减速机系统，其特征在于，所述耦合装置包括第一皮带轮以及第二皮带轮；

所述第一皮带轮与所述第一减速机的输出轴连接，所述第二皮带轮连接在所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴，所述第一皮带轮与所述第二皮带轮之间通过皮带，或绳索连接。

5.如权利要求2所述的一种减速机系统，其特征在于，所述第一减速机的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴共用一公共输出轴，所述耦合装置包括所述公共输出轴。

6.如权利要求2所述的一种减速机系统，其特征在于，所述耦合装置包括一连接件，所述第一减速机的输出轴与所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴通过所述连接件固定连接。

7.如权利要求6所述的一种减速机系统，其特征在于，所述连接件为联轴器。

8.如权利要求2所述的一种减速机系统，其特征在于，所述耦合装置包括第三齿轮、第四齿轮以及至少一个第五齿轮；

所述第三齿轮连接所述第一减速机的输出轴，所述第四齿轮连接在所述蜗轮蜗杆减速机的输出轴，其中一个所述第五齿轮连接所述负载，所述第三齿轮与所述第五齿轮啮合传动，所述第四齿轮与所述第五齿轮传动连接。

9.如权利要求2所述的一种减速机系统，其特征在于，所述第一驱动装置以及所述第二驱动装置分别为第一电机以及第二电机，所述第一电机的输出功率大于所述第二电机的输出。

10.如权利要求1-9中任一所述的减速机系统，其特征在于，所述第一减速机为齿轮减速机。