CN111379831B - 一种带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机 - Google Patents

Abstract

本发明一种带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机，在输入轴、输出轴的轴承支承端和内齿环板的轴承安装处分别设置了均载环，使得刚性连接改变为浮动弹性连接，通过均载环的弹性变形且可转动的特性，将施加于各轴、各内齿环板上的不平衡力或力矩在支承点处缓冲减小，或完全抵消振动冲击，以此消除制造安装误差、零件受力变形造成的实际运行中的不完全平衡，从而实现理论和实际上的力矩完全平衡。

Description

一种带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机

技术领域

本发明涉及一种带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机。

背景技术

常规减速机一般采用三环减速机，三环减速机由三片相同的内齿环板带动一个外齿齿轮输出，属平行轴一动轴齿轮传动减速器，齿轮啮合运动属于动轴轮系，具有少齿差行星传动特征，输出与输入轴间平行配置，又有平行轴圆柱齿轮减速器的特征。在三环减速器中，三个内齿环板都相当于双曲柄机构中的连杆，在输入轴的带动下作高速曲线平动，其惯性力方向呈周期性变化，三个完全相同的内齿环板并列地呈120°相位差运转，理论设计与实际运行中都存在惯性力平衡、惯性力偶矩不平衡的问题，使得传动机构产生冲击和振动；而且由于环板质量较大，其离心惯性力也大，对振动的影响也加大；尤其在中高速运转时，惯性力矩就成为三环减速器产生较大振动的主要根源；并且在制造安装过程中因各种因素会产生误差或零件受力变形，导致运行时内齿环板不能均匀受载。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种不仅在理论上可实现力和力矩的平衡，同时利用均载装置补偿制造安装误差和零件受力变形，从而实现均匀受载，缓冲振动，具有三相六环结构的带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机。

本发明带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机，其特征在于：包括有依次排列、平行设置的第一输入轴、输出轴、第二输入轴，输出轴为具有外齿轮套接的低速轴，第一输入轴、第二输入轴为分别具有三个互呈120°偏心曲柄的高速曲柄轴，第一输入轴、输出轴、第二输入轴上并列安装有六个互相平行、并列设置的内齿环板，每个内齿环板通过中心内齿孔与输出轴上的外齿轮啮合；每个内齿环板两端分别设置通孔，第一输入轴、第二输入轴通过偏心轴套分别与六个内齿环板两端通孔配合转动安装，使得第一输入轴、第二输入轴能够带动六个内齿环板摆动，六个内齿环板按照自上至下的顺序分别为第一内齿环板、第二内齿环板、第三内齿环板、第四内齿环板、第五内齿环板、第六内齿环板，六个内齿环板沿输出轴纵向中心平面分隔为互相对称的上下两组，每组的三个内齿环板两端通孔分别沿第一输入轴、输出轴、第二输入轴轴心呈120°相位差安装运转；其中，第一内齿环板与第六内齿环板安装角度、运行轨迹相同，第二内齿环板与第五内齿环板安装角度、运行轨迹相同，第三内齿环板与第四内齿环板安装角度、运行轨迹相同。

在六个内齿环板轴承安装处的轴承与轴承座之间分别设置有第一弹性均载环，在第一输入轴、输出轴、第二输入轴轴承支承端的轴承与轴承座之间设置有第二弹性均载环，每个第一弹性均载环、第二弹性均载环分别包括有圆环形基体骨架，每个基体骨架外圆周面上均匀设置有多个向外部凸出的外凸台，每个基体骨架内表面均匀设置有多个向内凸起的内凸台，每个基体骨架的外凸台、内凸台数量相等并在圆周方向上交错间隔分布。

所述第一输入轴、输出轴、第二输入轴两端的轴承与轴承座外侧分别设置有法兰压盖，内侧设置有隔套，每个第二弹性均载环、第三弹性均载环与轴承内外两侧分别通过法兰压盖与隔套同时限位压紧。

六个内齿环板轴承安装处两侧分别设置有孔用挡圈，每个第一弹性均载环与轴承两端面分别通过孔用挡圈同时限位压紧。

所述第一输入轴、第二输入轴两端的轴承内侧隔套为具有外锥面的第一隔套，输出轴两端的轴承内侧隔套为直筒形第二隔套；

所述外凸台根部与基体骨架外圆周面连接处设置有第一过渡圆角，内凸台与基体骨架内表面连接处设置有第二过渡圆角；

所述每个第一弹性均载环、第二弹性均载环材料为不锈钢或65Mn弹性材料；

所述每个第一弹性均载环、第二弹性均载环表面涂有润滑油或润滑脂；

每个所述第一弹性均载环、第二弹性均载环分别由一个或多个直径相同的环体排列组合构成，每个所述第一弹性均载环、第二弹性均载环的多个环体轴向宽度相同或不相同。

本发明带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机，在输入轴、输出轴的轴承支承端和六个内齿环板的轴承安装处的轴承、轴承座之间分别设置均载环，使得刚性连接改变为浮动弹性连接，通过均载环的弹性变形且可转动的特性，将施加于各轴、各内齿环板上的不平衡力或力矩在支承点处通过轴承传递，缓冲减小或完全抵消振动冲击，消除制造安装误差、零件受力变形造成的实际运行中的不完全平衡，避免局部磨损，同时具有较高的疲劳强度；能够提高减振降噪性能，实现理论和实际完全平衡。

附图说明

图1是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机平面结构示意图；

图2是图1的A-A剖面结构示意图；

图3是图1拆去箱体与内齿环板后的俯视结构示意图；

图4是图3的B-B剖面结构示意图；

图5是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机的第一输入轴、第二输入轴平面结构放大示意图；

图6是图5的俯视图；

图7是图5的仰视图；

图8是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机的内齿环板立体结构放大示意图；

图9是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机的内齿环板平面结构放大示意图；

图10是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机第一弹性均载环、第二弹性均载环的环体立体结构放大示意图；

图11是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机第一弹性均载环、第二弹性均载环的环体平面结构放大示意图；

图12是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机的偏心轴套立体结构放大示意图；

图13是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机的偏心轴套平面结构放大示意图；

图14是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机的传动机构示意图；

图15是本发明实施例带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机的传动相位布置图。

图中：1-第一输入轴；2-输出轴；3-第二输入轴；4-第一内齿环板；5-第二内齿环板；6-第三内齿环板；7-第四内齿环板；8-第五内齿环板；9-第六内齿环板；10-隔圈；11-偏心轴套；12-第一弹性均载环；13-滚动轴承（一）；14-孔用挡圈（一）；15-第一隔套；16-第二弹性均载环；17-滚动轴承（二）；18-法兰压盖（一）；19-第二弹性均载环；20-第二隔套（二）；21-滚动轴承（三）；22-法兰压盖（二）；23-箱体；24-法兰压盖（三）；25-法兰压盖（四）；31-外凸台；32-外凸台圆角R1；33-内凸台；34-内凸台圆角R2；35-基体骨架；A0-第一输入轴与第一内齿环板接触位置；B0-第一输入轴与第二内齿环板接触位置；C0-第一输入轴与第三内齿环板接触位置；A00-第一输入轴与第四内齿环板接触位置；B00-第一输入轴与第五内齿环板接触位置；C00-第一输入轴与第六内齿环板接触位置；A1-第二输入轴与第一内齿环板接触位置；B1-第二输入轴与第二内齿环板接触位置；C1-第二输入轴与第三内齿环板接触位置；A11-第二输入轴与第四内齿环板接触位置；B11-第二输入轴与第五内齿环板接触位置；C11-第二输入轴与第六内齿环板接触位置。

具体实施方式

如图所示，一种带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机，设置并排设置的第一输入轴1、输出轴2、第二输入轴3，输出轴2为具有外齿轮套接的低速轴，第一输入轴1、第二输入轴3为分别具有3个互呈120°偏心曲柄的高速曲柄轴，第一输入轴1、输出轴2、第二输入轴3两端分别通过轴承与轴承座配合安装在箱体23内；在第一输入轴1、输出轴2、第二输入轴3上配合安装六个互相平行、并列设置的内齿环板，六个内齿环板按照自上至下的顺序分别为第一内齿环板4、第二内齿环板5、第三内齿环板6、第四内齿环板7、第五内齿环板8、第六内齿环板9，六个内齿环板沿输出轴纵向中心平面分隔为互相对称的上下两组。

六个内齿环板的具体安装结构为：

每个内齿环板分别通过中心内齿孔与输出轴2上的外齿轮啮合；在每个内齿环板两端分别设置通孔，第一输入轴1、第二输入轴3的三个偏心曲柄、三个偏心曲柄两侧的连接段分别通过偏心轴套11与六个内齿环板两端通孔配合安装，相邻偏心轴套之间、最外侧的偏心轴套与箱体内侧壁之间分别设置隔圈10；

每组的三个内齿环板两端通孔分别沿第一输入轴、输出轴、第二输入轴轴心呈120°相位差安装运转；其中，第一内齿环板4与第六内齿环板9安装角度、运行轨迹相同，第二内齿环板5与第五内齿环板8安装角度、运行轨迹相同，第三内齿环板6与第四内齿环板7安装角度、运行轨迹相同。

第一内齿环板4与第二内齿环板5之间距离、第二内齿环板5第三内齿环板6之间距离、第四内齿环板7与第五内齿环板8之间距离、第五内齿环板8与第六内齿环板9之间距离互相一致，均为L，第三内齿环板6与第四内齿环板7之间距离与L可以相同也可以不同。

在六个内齿环板轴承安装处的轴承13与轴承座之间分别设置第一弹性均载环12，在第一输入轴、输出轴、第二输入轴轴承支承端的轴承与轴承座之间设置第二弹性均载环16，每个第一弹性均载环12、第二弹性均载环16分别包括圆环形基体骨架35，每个基体骨架35外圆周面上均匀设置多个向外部凸出的外凸台31，每个基体骨架35内表面均匀设置有多个向内凸起的内凸台33，每个基体骨架的外凸台31、内凸台33数量相等并在圆周方向上交错间隔分布。

在第一输入轴1、输出轴2、第二输入轴3两端的轴承与轴承座外侧分别设置法兰压盖（一）18、 法兰压盖（二）22、法兰压盖（三）24、法兰压盖（四）25，内侧设置隔套，每个第二弹性均载环、第三弹性均载环与轴承内外两侧分别通过法兰压盖与隔套同时限位压紧。

在六个内齿环板轴承安装处的轴承两侧分别设置孔用挡圈14，每个第一弹性均载环与轴承内外两侧分别通过孔用挡圈同时限位压紧。

六个内齿环板两端通孔分别通过滚动轴承（一）13配合套装在偏心套外部，第一输入轴1、第二输入轴3两端通过滚动轴承（二）17与轴承座配合安装，输出轴2两端通过滚动轴承（三）21与轴承座配合安装。

进一步地，输出轴两端的轴承内侧隔套设置为直筒形第一隔套15，第一输入轴、第二输入轴两端的轴承内侧隔套设置为具有外锥面的第二隔套20；

在外凸台31根部与基体骨架35外圆周面连接处设置第一过渡圆角32，在内凸台33与基体骨架35内表面连接处设置第二过渡圆角34；

每个第一弹性均载环、第二弹性均载环材料均采用不锈钢或65Mn弹性材料；

并在每个第一弹性均载环、第二弹性均载环表面涂有润滑油或润滑脂；

再进一步地，每个所述第一弹性均载环、第二弹性均载环可以分别由一个或多个直径相同的环体排列组合构成，每个所述第一弹性均载环、第二弹性均载环的多个环体轴向宽度可以相同，也可以不相同，根据具体安装空间适应性设置。

优选实施例1中，减速机采用单输入单输出结构形式，具体为第一输入轴1作为输入高速轴，输出轴2作为输出低速轴，第二输入轴3作为支承轴使用，第一输入轴1和第二输入轴3（支承轴）采用光轴设计，在第一输入轴1上与各个环板的安装位置A0、B0、C0、A00、B00和C00处开设与偏心轴套11连接的键槽，各个键槽的尺寸相同，并且A0、B0和C0处键槽互呈120°分布作为第一组，A00、B00和C00处键槽同第一组A0、B0和C0构成第二组，利用二组对称分布的三相六环结构可实现减速机的力和力矩理论上的平衡。第二输入轴3（支承轴）与第一输入轴1的键槽开设完全一致，具体位置为A1、B1、C1、A11、B11和C11。第一输入轴1和第二输入轴3（支承轴）利用其上的键槽开设角度实现120°相位，安装时在其上套接偏心轴套11实现偏心曲柄的功能，偏心轴套11与第一输入轴1和第二输入轴3（支承轴）采用键连接实现径向定位，输出轴2一端设置轴肩，可与外齿轮利用键连接套装，也可整体制造成齿轮轴。第一内齿环板4、第二内齿环板5、第三内齿环板6、第四内齿环板7、第五内齿环板8和第六内齿环板9为完全相同的六块内齿环板，环板中间具有内齿圈，两端开设有与第一输入轴1和第二输入轴3（支承轴）套装的孔，并在孔的两侧均开设安装挡圈的槽。安装时，先在第一输入轴1上套装1个偏心轴套11，利用键连接径向定位，在偏心轴套11上套装滚动轴承（一）13，滚动轴承（一）13上继续套装均载环（一）12，把第一内齿环板4的一侧孔套装到均载环（一）12上，安装2个孔用挡圈（一）14到第一内齿环板4的2个挡圈槽内，利用2个孔用挡圈（一）14实现滚动轴承（一）13和均载环（一）12的轴向限位；第二输入轴3（支承轴）上的安装同第一输入轴1，同时把带外齿轮的输出轴2套接到第一内齿环板4的内齿圈内，利用输出轴2上的轴肩轴向限位第一内齿环板4，接着将隔圈10套装到第一输入轴1和第二输入轴3（支承轴）上，隔圈10起到间隔内齿环板的作用，重复上述安装第一内齿环板4的步骤，接着安装完成第二内齿环板5、第三内齿环板6、第四内齿环板7、第五内齿环板8和第六内齿环板9，在第一输入轴1两端套装隔套（一）15、滚动轴承（二）17，在滚动轴承（二）17上套装均载环（二）16，隔套（一）15起着间隔内齿环板和下箱体23的作用，同时可实现滚动轴承（二）17、均载环（二）16的限位，第二输入轴3（支承轴）上的安装同第一输入轴1，输出轴2套接隔套（二）20、滚动轴承（三）21，在滚动轴承（三）21上套接均载环（三）19，隔套（二）20起着间隔输出轴2外齿轮和下箱体23的作用，同时可实现滚动轴承（三）21、均载环（三）19的限位，将安装好的上述部件安装到下箱体23的轴承座孔内，并安装各处法兰，将法兰（一）18、法兰（二）22、法兰（三）24和法兰（四）25安装到位。

优选实施例1减速机的基本参数如表1所示。

优选地均载环的外凸台31根部与基体骨架35的外圆周面连接处设置有第一过渡圆角32，第一过渡圆角32半径为R1，内凸台33与基体骨架35内表面连接处设置有第二过渡圆角34, 第二过渡圆角34的半径为R2，防止存在应力集中，使用寿命长。

优选地均载环材料为不锈钢或65Mn弹性材料，耐磨损、抗疲劳强度高，弹性性能好。

优选地均载环表面可以涂有润滑油或润滑脂，首选润滑油。

本发明一种带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机传动原理与三环减速机一致，不同之处在于每次都是对称的一对内齿环板参与啮合，可克服三环减速机的理论上力矩不平衡问题；在各处轴承与轴承座之间都安装有均载环，利用均载环的弹性变形且可转动的特性，将施加于各轴、各内齿环板上的不平衡力或力矩在支承点处缓冲减小或完全抵消，以此消除制造安装误差、零件受力变形等因素造成的实际运行中的不完全平衡现象，达到一种理想的“完全”平衡。

表1 优选实施例1减速器基本参数

名称	参数
		中心距2L	290mm
传动比i	63
		输出齿轮的模数、齿数、齿宽、变位系数	2.5 mm、63、130 mm、0.5207
内齿环板的模数、齿数、齿宽、变位系数	2.5 mm、64、19 mm、1.0703
		传动的重合度	1.05
传动的啮合角	53.4150
		输入轴直径
输出轴直径i
		偏心套外圆直径、偏心距	mm、1.978 mm

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，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之内。

Claims (3)

1.一种带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机，其特征在于：包括有依次排列、平行设置的第一输入轴、输出轴、第二输入轴，输出轴为具有外齿轮套接的低速轴，第一输入轴、第二输入轴为分别具有三个互呈120°偏心曲柄的高速曲柄轴，第一输入轴、输出轴、第二输入轴上并列安装有六个互相平行、并列设置的内齿环板，每个内齿环板通过中心内齿孔与输出轴上的外齿轮啮合；每个内齿环板两端分别设置通孔，第一输入轴、第二输入轴通过偏心轴套分别与六个内齿环板两端通孔配合转动安装，使得第一输入轴、第二输入轴能够带动六个内齿环板摆动，六个内齿环板按照自上至下的顺序分别为第一内齿环板、第二内齿环板、第三内齿环板、第四内齿环板、第五内齿环板、第六内齿环板，六个内齿环板沿输出轴纵向中心平面分隔为互相对称的上下两组，每组的三个内齿环板两端通孔分别沿第一输入轴、输出轴、第二输入轴轴心呈120°相位差安装运转；其中，第一内齿环板与第六内齿环板安装角度、运行轨迹相同，第二内齿环板与第五内齿环板安装角度、运行轨迹相同，第三内齿环板与第四内齿环板安装角度、运行轨迹相同；

在六个内齿环板轴承安装处的轴承与轴承座之间分别设置有第一弹性均载环，在第一输入轴、输出轴、第二输入轴轴承支承端的轴承与轴承座之间设置有第二弹性均载环，每个第一弹性均载环、第二弹性均载环分别包括有圆环形基体骨架，每个基体骨架外圆周面上均匀设置有多个向外部凸出的外凸台，每个基体骨架内表面均匀设置有多个向内凸起的内凸台，每个基体骨架的外凸台、内凸台数量相等并在圆周方向上交错间隔分布；

所述第一输入轴、输出轴、第二输入轴两端的轴承与轴承座外侧分别设置有法兰压盖，内侧设置有隔套，每个第二弹性均载环、第三弹性均载环与轴承内外两侧分别通过法兰压盖与隔套同时限位压紧；六个内齿环板轴承安装处两侧分别设置有孔用挡圈，每个第一弹性均载环与轴承两端面分别通过孔用挡圈同时限位压紧；

所述第一输入轴、第二输入轴两端的轴承内侧隔套为具有外锥面的第一隔套，输出轴两端的轴承内侧隔套为直筒形第二隔套；

所述外凸台根部与基体骨架外圆周面连接处设置有第一过渡圆角，内凸台与基体骨架内表面连接处设置有第二过渡圆角；

所述每个第一弹性均载环、第二弹性均载环材料为不锈钢或65Mn弹性材料。

2.根据权利要求1所述带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机，其特征在于：所述每个第一弹性均载环、第二弹性均载环表面涂有润滑油或润滑脂。

3.根据权利要求1或2所述带均载装置的少齿差内齿行星传动减速机，其特征在于：每个所述第一弹性均载环、第二弹性均载环分别由一个或多个直径相同的环体排列组合构成，每个所述第一弹性均载环、第二弹性均载环的多个环体轴向宽度相同或不相同。