CN112555357A - 一种k-h-v型可调隙少齿差精密传动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种K‑H‑V型可调隙少齿差精密传动装置,属于减速器领域。包括外壳以及第一级行星齿轮系和第二级少齿差齿轮系;第二级少齿差齿轮系包括两对内啮合齿轮副和消隙机构,一对由第一外齿轮和与外壳滑配的消隙内齿轮构成,另一对由第二外齿轮和与外壳固连的固定内齿轮构成;消隙内齿轮和固定内齿轮套装在曲轴上;消隙机构包括设于消隙内齿轮和固定内齿轮相互面向的一端的三角齿或梯形齿,及设于消隙内齿轮另一端的弹性元件,消隙内齿轮在弹性元件的轴向作用力下轴向移动,三角齿或者梯形齿相啮合,消隙内齿轮在啮合的三角齿或者梯形齿的作用力下周向转动,调整与固定内齿轮间的相位差实现消隙。只需单曲轴,降低加工、装配难度,提高传动精度。

Description

一种K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置
技术领域
本发明属于减速器领域,涉及一种K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置。
背景技术
目前,在精密齿轮传动中得到广泛应用的少齿差减速器主要是RV减速器,该减速器由一级行星齿轮传动和一级摆线针轮少齿差传动组成,具有逐步替代谐波传动的趋势。由于RV减速器采用多曲柄进行传动,曲柄轴作为少齿差级输入部件的同时驱动输出盘输出扭矩和运动,从而形成封闭的传动结构。该结构对曲柄轴轴承位的轴向精度和径向精度,曲柄轴端部花键槽与偏心轮之间的相位差以及两偏心轮的圆度、中心距及相位差等要求严格,这些尺寸链大大增加了曲柄轴的加工难度。RV减速器零部件之间配合程度高、结构复杂,对加工及装配精度要求极高,制造成本昂贵。
为了满足精密传动的要求,除了改造传动装置和提高加工精度之外,还可以通过引入消隙机构减少间隙回差,比如通过夹层齿轮、轴向调整锥形齿轮及双传动链等实现回差控制。如今,像精密机床进给机构、雷达转向机构、机器人关节及火炮射击控制传动等一些专用精密传动装置中,对运动精度高、回差小的传动装置需求越来越多,现有的传动装置还远不能满足需求。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,解决现有多曲柄RV减速器零部件加工、装配精度要求过高、成本高昂的问题。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,包括外壳以及设置于外壳内部的第一级行星齿轮系和接续第一级行星齿轮系传动的第二级少齿差齿轮系;第二级少齿差齿轮系包括两对并排设置的内啮合齿轮副和消隙机构,其中一对内啮合齿轮副由第一外齿轮和与其啮合的消隙内齿轮构成,另一对内啮合齿轮副由第二外齿轮和与其啮合的固定内齿轮构成,消隙内齿轮与外壳滑动配合,固定内齿轮与外壳固连;第一外齿轮和第二外齿轮套装在曲轴上;消隙机构包括设于消隙内齿轮和固定内齿轮相互面向的一端的三角齿或者梯形齿,以及设于消隙内齿轮另一端的弹性元件,消隙内齿轮在弹性元件施加的轴向作用力下发生轴向移动,迫使消隙内齿轮和固定内齿轮之间的三角齿或者梯形齿相啮合,进而消隙内齿轮在啮合的三角齿或者梯形齿的作用力下发生周向转动,调整其与固定内齿轮之间的相位差,以消除两对内啮合齿轮副的齿轮侧隙。
进一步,第一外齿轮和第二外齿轮上穿插销轴及套设在销轴上的销轴套,销轴的一端与输出盘相连,输出盘与输出盘端盖相连;销轴的另一端与均载环相连。
进一步,第一级行星齿轮系包括穿插在曲轴内的输入轴、通过花键固连在输入轴上的太阳轮、通过花键固连在曲轴上的行星架、穿插在行星架上的多个行星轮芯轴、套装在行星轮芯轴上与太阳轮配对的行星轮,以及与行星轮配对的内齿圈;内齿圈一体成形于输出盘上。
进一步,输出盘与外壳之间安装有输出盘轴承,以支撑输出盘。
进一步,曲轴上安装有曲轴轴承,行星架上安装有行星架轴承,以共同支撑曲轴和行星架。
进一步,行星轮芯轴和行星轮之间安装有行星轮轴承,以支撑行星轮。
进一步,输入轴和曲轴之间的两端分别安装有用于支撑输入轴的输入轴轴承,并配置有用于对输入轴轴承进行轴向限位的卡簧。
进一步,曲轴的用于套装第一外齿轮和第二外齿轮的相应轴段为偏心轴段,对应安装有第一偏心轴承和第二偏心轴承,分别用于支撑第一外齿轮和第二外齿轮。
进一步,弹性元件为碟簧,并配置有调整垫片。
进一步,外壳包括箱体以及分别安装在箱体两端的两个端盖。
本发明的有益效果在于:
(1)本发明第一级传动采用差动行星齿轮传动,第二级传动采用少齿差齿轮传动,第二级传动的动力由单曲轴输入,相较于RV减速器减少了曲轴个数。
(2)本发明第二级少齿差齿轮系通过设置消隙机构实现可调隙,消隙内齿轮在弹性元件施加的轴向作用力下发生轴向移动,迫使消隙内齿轮和固定内齿轮之间的三角齿或者梯形齿相啮合,进而消隙内齿轮在啮合的三角齿或者梯形齿的作用力下发生周向转动,调整其与固定内齿轮之间的相位差,以消除两对内啮合齿轮副因加工误差和装配误差导致的齿轮侧隙,减小甚至消除传动装置的总回差;针对不同负载工况可选用与之相适配的弹性元件提供轴向力来达到良好的消隙效果,另外弹性元件的使用还能自动消除因磨损产生的间隙,完成回差自动补偿。
(3)本发明曲轴的偏心轴段与其轴端花键之间不存在相位关系,配合精度容易保证,大大降低了加工难度和装配难度。
(4)本发明第二级少齿差齿轮系中,第一外齿轮、第二外齿轮与曲轴之间的速比较大,而传统少齿差齿轮传动经常采用的摆线齿形或大变位渐开线齿形,会给啮合副带来较大的径向力,造成外齿轮轴承服役工况恶劣,使用寿命较低,限制了少齿差齿轮传动的使用寿命;本发明所采用的单曲轴的结构能够增大曲轴直径,配套使用大直径的轴承滚子,提高轴承寿命,进而提高传动装置的使用寿命。
(5)本发明通过对传动装置的传动链形式、曲轴设计及消隙机构的改进,达到大速比、高精度和高承载能力的性能优化,在保证高传动精度的基础上降低对加工精度的要求。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上,基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的,或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明作优选的详细描述,其中:
图1为本发明一种K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置的剖视图;
图2为图1中消隙机构的剖视图;
图3为图2中I放大图。
附图标记:箱体1、固定内齿轮2、消隙内齿轮3、第一外齿轮4、第二外齿轮5、均载环6、曲轴轴承7、曲轴8、第一输入轴轴承9、第一卡簧10、第一偏心轴承11、第二偏心轴承12、调整垫片13、碟簧14、左端盖15、销轴16、销轴套17、输出盘18、输出盘端盖19、行星架轴承20、太阳轮21、第二输入轴轴承22、输入轴23、第二卡簧24、行星架25、行星轮芯轴26、行星轮轴承27、行星轮28、右端盖29、输出盘轴承30、内齿圈31、三角齿32。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是,以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,在不冲突的情况下,以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中,附图仅用于示例性说明,表示的仅是示意图,而非实物图,不能理解为对本发明的限制;为了更好地说明本发明的实施例,附图某些部件会有省略、放大或缩小,并不代表实际产品的尺寸;对本领域技术人员来说,附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件;在本发明的描述中,需要理解的是,若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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,因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明,不能理解为对本发明的限制,对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1~图3,为一种K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置。左端盖15和右端盖29通过螺钉固定在箱体1的两端,共同构成外壳。箱体1内部设置第一级行星齿轮系和接续第一级行星齿轮系传动的第二级少齿差齿轮系。
第二级少齿差齿轮系包括两对并排设置的内啮合齿轮副和消隙机构,靠近左端的一对内啮合齿轮副由第一外齿轮4和与其啮合的消隙内齿轮3构成,另一对内啮合齿轮副由第二外齿轮5和与其啮合的固定内齿轮2构成,消隙内齿轮3与箱体1滑动配合,固定内齿轮2通过花键与箱体1固连;第一外齿轮4和第二外齿轮5套装在曲轴8上;消隙机构包括设于消隙内齿轮3和固定内齿轮2相互面向的一端的三角齿32,以及设于消隙内齿轮3左端的弹性元件。该弹性元件为碟簧14,并配置有调整垫片13。通过左端盖15压紧调整垫片13和碟簧14。
第一外齿轮4和第二外齿轮5上穿插八根销轴16及对应套设在销轴16上的销轴套17,销轴16的一端与输出盘18相连,输出盘18通过螺钉与输出盘端盖19相连;销轴16的另一端与均载环6相连,均载环6大大改善销轴16受力和磨损不均匀的现象。
第一级行星齿轮系包括输入轴23、通过花键固连在输入轴23上的太阳轮21、通过花键固连在曲轴8上的行星架25、穿插在行星架25上的三个行星轮芯轴26、套装在行星轮芯轴26上与太阳轮21配对的行星轮28,以及与行星轮28配对的内齿圈31;内齿圈31一体成形于输出盘18上。
曲轴8的用于套装第一外齿轮4和第二外齿轮5的相应轴段为偏心轴段,对应安装有第一偏心轴承11和第二偏心轴承12,分别用于支撑第一外齿轮4和第二外齿轮5。相应地,第一外齿轮4和第二外齿轮5偏心布置。第一偏心轴承11通过曲轴8上对应的轴肩进行轴向限位,第二偏心轴承12通过曲轴8上对应的轴肩和行星架25进行轴向限位。
输入轴23和曲轴8之间的两端分别安装有用于支撑输入轴23的第一输入轴轴承9和第二输入轴轴承22,并对应配置有第一卡簧10和第二卡簧24,通过第一卡簧10和输入轴23上对应的轴肩对第一输入轴轴承9进行轴向限位,通过第二卡簧24和输入轴23上对应的轴肩对第二输入轴轴承22进行轴向限位。
曲轴8上安装有曲轴轴承7,行星架25上安装有行星架轴承20,以共同支撑曲轴8和行星架25。曲轴轴承7通过曲轴8上对应的轴肩和左端盖15上的挡肩进行轴向限位,行星架轴承20通过行星架25上的挡肩和输出盘端盖19上的挡肩进行轴向限位。
行星轮芯轴26和行星轮28之间安装有行星轮轴承27,以支撑行星轮28。
输出盘18与箱体1之间安装有两个间隔设置的输出盘轴承30,以支撑输出盘18。靠右端的输出盘轴承30通过输出盘18上对应的挡肩和右端盖29上的凸台进行轴向限位,另一个输出盘轴承30通过输出盘18上对应的挡肩和箱体1上的挡肩进行轴向限位。
该传动装置的消隙原理是:消隙内齿轮3在碟簧14施加的轴向作用力下发生向右的轴向移动,迫使消隙内齿轮3和固定内齿轮2之间的三角齿32相啮合;三角齿32啮合面上的法向力Fn可以沿轴向和切向分解为轴向力Fa和切向力Ft,其中轴向力Fa由固定内齿轮2相抵消,切向力Ft将驱动消隙内齿轮3发生微小的周向转动,从而调整消隙内齿轮3与固定内齿轮2之间的相位差;第一外齿轮4和第二外齿轮5具有180°的相位差,通过碟簧14提供的轴向力和三角齿32的共同作用,必将使其中一对内啮合齿轮副在顺时针一侧达到齿轮无间隙紧靠,另一对内啮合齿轮副在逆时针一侧达到齿轮无间隙紧靠,从而实现消隙,减小回差。
工作时,首先由输入轴23输入动力,经过第一级行星齿轮系的传动,由行星架25将动力输出到第二级少齿差齿轮传动系的曲轴8,曲轴8带动两对内啮合齿轮副传动,第一外齿轮4和第二外齿轮5的转动由销轴16传递至输出盘18,完成扭矩输出;同时,由碟簧14、三角齿32和消隙内齿轮3的消隙作用保证传动装置的传动精度。
最后说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本技术方案的宗旨和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:包括外壳以及设置于外壳内部的第一级行星齿轮系和接续第一级行星齿轮系传动的第二级少齿差齿轮系;第二级少齿差齿轮系包括两对并排设置的内啮合齿轮副和消隙机构,其中一对内啮合齿轮副由第一外齿轮和与其啮合的消隙内齿轮构成,另一对内啮合齿轮副由第二外齿轮和与其啮合的固定内齿轮构成,消隙内齿轮与外壳滑动配合,固定内齿轮与外壳固连;第一外齿轮和第二外齿轮套装在曲轴上;消隙机构包括设于消隙内齿轮和固定内齿轮相互面向的一端的三角齿或者梯形齿,以及设于消隙内齿轮另一端的弹性元件,消隙内齿轮在弹性元件施加的轴向作用力下发生轴向移动,迫使消隙内齿轮和固定内齿轮之间的三角齿或者梯形齿相啮合,进而消隙内齿轮在啮合的三角齿或者梯形齿的作用力下发生周向转动,调整其与固定内齿轮之间的相位差,以消除两对内啮合齿轮副的齿轮侧隙。
2.根据权利要求1所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述第一外齿轮和第二外齿轮上穿插销轴及套设在销轴上的销轴套,销轴的一端与输出盘相连,输出盘与输出盘端盖相连;销轴的另一端与均载环相连。
3.根据权利要求2所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述第一级行星齿轮系包括穿插在曲轴内的输入轴、通过花键固连在输入轴上的太阳轮、通过花键固连在曲轴上的行星架、穿插在行星架上的多个行星轮芯轴、套装在行星轮芯轴上与太阳轮配对的行星轮,以及与行星轮配对的内齿圈;内齿圈一体成形于输出盘上。
4.根据权利要求2所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述输出盘与外壳之间安装有输出盘轴承,以支撑输出盘。
5.根据权利要求3所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述曲轴上安装有曲轴轴承,行星架上安装有行星架轴承,以共同支撑曲轴和行星架。
6.根据权利要求3所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述行星轮芯轴和行星轮之间安装有行星轮轴承,以支撑行星轮。
7.根据权利要求3所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述输入轴和曲轴之间的两端分别安装有用于支撑输入轴的输入轴轴承,并配置有用于对输入轴轴承进行轴向限位的卡簧。
8.根据权利要求1所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述曲轴的用于套装第一外齿轮和第二外齿轮的相应轴段为偏心轴段,对应安装有第一偏心轴承和第二偏心轴承,分别用于支撑第一外齿轮和第二外齿轮。
9.根据权利要求1所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述弹性元件为碟簧,并配置有调整垫片。
10.根据权利要求1所述的K-H-V型可调隙少齿差精密传动装置,其特征在于:所述外壳包括箱体以及分别安装在箱体两端的两个端盖。
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