CN112555358A - 一种2k-h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2K‑H型可调隙少齿差精密传动装置，属于减速器领域。包括机架和设于机架内部的双联行星轮，双联行星轮具有两个间隔分布的外齿轮，分别与固定内齿轮、输出内齿轮相啮合，构成两对齿轮副；双联行星轮的内部穿插输入曲轴；固定内齿轮和输出内齿轮对应设有消隙机构，两组消隙机构均包括浮动齿轮，两个浮动齿轮分别与双联行星轮的外齿轮相啮合，并分别通过弹性元件与固定内齿轮和输出内齿轮相连，且能够分别绕固定内齿轮和输出内齿轮的轴线旋转；弹性元件提供扭矩来调整固定内齿轮和输出内齿轮与其对应浮动齿轮之间的相位角，以消除两对齿轮副因加工、安装造成的齿轮侧隙，减小回差；还能自动消除因磨损产生的齿轮侧隙，完成回差自动补偿。

Description

一种2K-H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2K-H型可调隙少齿差精密传动装置。
背景技术
目前，2K-H型少齿差齿轮传动因为具有大传动、结构紧凑、强承载能力而得到广泛的应用。工业领域中大量出现一系列需要精准定位的高精度仪器设备，如精密光学设备、医疗器械、工业机器人、军工武器设备等，这些领域对传动的精度和回差的控制有了更加严格的要求。
为了满足精密传动的要求，除了改造传动机构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，对传动装置运动精度高、回差小的需求越来越多，现有的传动装置还远不能满足需求。现在大多数的消隙机构只能减小由齿厚偏差、中心距误差和间隙所引起的常值回差，对于由几何偏心误差、弹性变形、温度变化等因素带来的变值回差不易控制；此外，大部分消隙机构会影响传动装置强度，且在长时间工作磨损后会出现调隙能力下降甚至失效的情况。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，解决现有2K-H型少齿差齿轮传动副存在的齿轮侧隙导致回差较大问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，包括机架和设于机架内部的双联行星轮，双联行星轮具有两个间隔分布的外齿轮，分别与固定内齿轮、输出内齿轮相啮合，构成两对齿轮副；双联行星轮的内部穿插有输入曲轴；固定内齿轮和输出内齿轮分别对应设有消隙机构，两组消隙机构均包括浮动齿轮，两个浮动齿轮分别与双联行星轮的外齿轮相啮合，并分别通过弹性元件与固定内齿轮和输出内齿轮相连，且能够分别绕固定内齿轮和输出内齿轮的轴线旋转；弹性元件提供扭矩来调整固定内齿轮和输出内齿轮与其对应浮动齿轮之间的相位角，以消除两对齿轮副的齿轮侧隙。
进一步，固定内齿轮和输出内齿轮的径向设有绕其轴线均布的凹槽，两个浮动齿轮的径向设有绕其轴线均布的与凹槽一一对应的凸榫，凸榫伸入对应的凹槽内；凸榫与对应凹槽的侧壁之间安装用于提供扭矩的弹性元件。
进一步，输出内齿轮的外端连接有输出端盖。
进一步，输入曲轴与双联行星轮相配合的工作轴段为偏心轴段，其两端分别安装有曲轴轴承，以共同径向支撑输入曲轴；机架内安装有用于对曲轴轴承进行轴向限位的卡簧。
进一步，固定内齿轮和输出内齿轮之间安装有推力轴承，以提供轴向支撑。
进一步，双联行星轮和输入曲轴之间依次安装有双联行星轮轴承一、弹性挡圈和双联行星轮轴承二，双联行星轮轴承一和双联行星轮轴承二共同径向支撑双联行星轮。
进一步，输出内齿轮和机架之间安装有输出内齿轮轴承，以径向支撑输出内齿轮。
进一步，双联行星轮的两个外齿轮模数相同、齿数不同；固定内齿轮和输出内齿轮模数相同、齿数不同。
进一步，机架包括箱体以及分别安装在箱体两端的两个端盖。
进一步，固定内齿轮直接加工在箱体上。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明公开的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，行星轮采用双联齿轮，具有两对内啮合齿轮副，由输出内齿轮进行动力输出。固定内齿轮和输出内齿轮均设有消隙机构，其浮动齿轮分别通过弹性元件与固定内齿轮和输出内齿轮相连，在弹性元件提供的扭矩作用下，浮动齿轮能够分别绕固定内齿轮和输出内齿轮的轴线旋转，相应地，调整两内齿轮与其对应浮动齿轮之间的相位角，使双联行星轮的两个外齿轮与固定内齿轮、输出内齿轮的轮齿紧密贴合，以达到消除两对齿轮副因加工及装配误差产生的齿轮侧隙、减小回差的目的。此外，针对不同负载工况可选用与之相适配的弹性元件提供扭矩来达到良好的消隙效果，弹性元件的使用还能够自动消除因磨损产生的齿轮侧隙，完成回差自动补偿。
(2)本发明通过对消隙机构进行改进，实现传动装置的大速比、高精度、高承载能力，同时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2K-H型可调隙少齿差精密传动装置的剖视图，示意该传动装置的整体结构；
图2为图1中的A-A截面图，示意输入侧设置的消隙机构；
图3为图1中的B-B截面图，示意输出侧设置的消隙机构。
附图标记：输入侧端盖1、输入侧浮动齿轮2、双联行星轮3、曲轴轴承一4、输入曲轴5、卡簧6、双联行星轮轴承一7、弹性挡圈8、推力轴承9、输出侧端盖10、输出内齿轮11、输出端盖12、双联行星轮轴承二13、曲轴轴承二14、输出侧浮动齿轮15、输出内齿轮轴承16、箱体17、输入侧弹性元件18、输出侧弹性元件19、固定内齿轮20。
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2K-H型可调隙少齿差精密传动装置。输入侧端盖1和输出侧端盖10通过螺钉固定在箱体17的两端，共同构成机架。箱体17内部设置双联行星轮3，双联行星轮3具有两个间隔分布的模数相同、齿数不同的外齿轮，分别与模数相同、齿数不同的固定内齿轮20、输出内齿轮11相啮合，构成两对齿轮副，其中，固定内齿轮20直接加工在箱体17上。固定内齿轮20、输出内齿轮11与箱体17同轴线布置，双联行星轮3安装于输入曲轴5的偏心轴段段，为偏心布置。
输出内齿轮11的外端(输出侧)通过螺钉连接有输出端盖12，用于输出动力。通过输入侧端盖1和输出端盖12实现对双联行星轮3的轴向限位。
固定内齿轮20和输出内齿轮11之间安装有推力轴承9，以提供轴向支撑。通过推力轴承9和输出端盖12实现对输出内齿轮11的轴向限位。
输出内齿轮11和箱体17之间安装有输出内齿轮轴承16，以径向支撑输出内齿轮11。通过箱体17上的挡肩和输出侧端盖10上的凸台实现对输出内齿轮轴承16的轴向限位。
双联行星轮3的内部穿插有输入曲轴5以输入动力，输入曲轴5与双联行星轮3相配合的工作轴段为偏心轴段，其位于输入侧的一端安装有曲轴轴承一4，位于输出侧的一端安装有曲轴轴承二14，曲轴轴承一4和曲轴轴承二14共同径向支撑输入曲轴5。输入侧端盖1内安装有卡簧6，配合输入曲轴5上的靠近输入侧的轴肩，实现对曲轴轴承一4的轴向限位。
双联行星轮3和输入曲轴5之间依次安装有双联行星轮轴承一7、弹性挡圈8和双联行星轮轴承二13，双联行星轮轴承一7和双联行星轮轴承二13共同径向支撑双联行星轮3。通过输入曲轴5上的位于双联行星轮轴承一7一侧的轴肩，配合双联行星轮3上的位于双联行星轮轴承二13一侧的挡肩，实现对双联行星轮轴承一7、弹性挡圈8和双联行星轮轴承二13的轴向限位。
在输入侧对应固定内齿轮20、输出侧对应输出内齿轮11均设有消隙机构。输入侧的消隙机构包括输入侧浮动齿轮2，输入侧浮动齿轮2与双联行星轮3的位于输入侧的外齿轮相啮合。固定内齿轮20的径向设有绕其轴线均布的四个凹槽(由于固定内齿轮20直接加工在箱体17上，此处凹槽实际上也设置在箱体17上)，输入侧浮动齿轮2的外周的径向设有绕其轴线均布的四个凸榫，该凸榫与固定内齿轮20的凹槽一一对应，伸入对应的凹槽内，并且，该凸榫与对应凹槽的侧壁之间安装用于提供扭矩的输入侧弹性元件18。类似地，输出侧的消隙机构包括输出侧浮动齿轮15，输出侧浮动齿轮15与双联行星轮3的位于输出侧的外齿轮相啮合。输出内齿轮11的径向设有绕其轴线均布的四个凹槽，输出侧浮动齿轮15的外周的径向设有绕其轴线均布的四个凸榫，该凸榫与输出内齿轮11的凹槽一一对应，伸入对应的凹槽内，并且，该凸榫与对应凹槽的侧壁之间安装用于提供扭矩的输出侧弹性元件19。
在输入侧弹性元件18和输出侧弹性元件19提供的扭矩作用下，输入侧浮动齿轮2和输出侧浮动齿轮15能够分别绕固定内齿轮20和输出内齿轮11的轴线(也是箱体17的轴线)旋转，相应地，调整固定内齿轮20与输入侧浮动齿轮2之间、输出内齿轮11与输出侧浮动齿轮15之间的相位角，使双联行星轮3的两个外齿轮与固定内齿轮20、输出内齿轮11的轮齿紧密贴合，以达到消除两对齿轮副因加工及装配误差产生的齿轮侧隙、减小回差的目的。此外，针对不同负载工况可选用与之相适配的输入侧弹性元件18、输出侧弹性元件19提供扭矩来达到良好的消隙效果，输入侧弹性元件18、输出侧弹性元件19的使用还能够自动消除因磨损产生的齿轮侧隙，完成回差自动补偿。
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2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：包括机架和设于机架内部的双联行星轮，所述双联行星轮具有两个间隔分布的外齿轮，分别与固定内齿轮、输出内齿轮相啮合，构成两对齿轮副；双联行星轮的内部穿插有输入曲轴；固定内齿轮和输出内齿轮分别对应设有消隙机构，两组消隙机构均包括浮动齿轮，两个浮动齿轮分别与双联行星轮的外齿轮相啮合，并分别通过弹性元件与固定内齿轮和输出内齿轮相连，且能够分别绕固定内齿轮和输出内齿轮的轴线旋转；弹性元件提供扭矩来调整固定内齿轮和输出内齿轮与其对应浮动齿轮之间的相位角，以消除两对齿轮副的齿轮侧隙。
2.根据权利要求1所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述固定内齿轮和输出内齿轮的径向设有绕其轴线均布的凹槽，两个浮动齿轮的径向设有绕其轴线均布的与凹槽一一对应的凸榫，凸榫伸入对应的凹槽内；凸榫与对应凹槽的侧壁之间安装用于提供扭矩的弹性元件。
3.根据权利要求1所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述输出内齿轮的外端连接有输出端盖。
4.根据权利要求1所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述输入曲轴与双联行星轮相配合的工作轴段为偏心轴段，其两端分别安装有曲轴轴承，以共同径向支撑输入曲轴；机架内安装有用于对曲轴轴承进行轴向限位的卡簧。
5.根据权利要求1所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述固定内齿轮和输出内齿轮之间安装有推力轴承，以提供轴向支撑。
6.根据权利要求1所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述双联行星轮和输入曲轴之间依次安装有双联行星轮轴承一、弹性挡圈和双联行星轮轴承二，双联行星轮轴承一和双联行星轮轴承二共同径向支撑双联行星轮。
7.根据权利要求1所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述输出内齿轮和机架之间安装有输出内齿轮轴承，以径向支撑输出内齿轮。
8.根据权利要求1所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述双联行星轮的两个外齿轮模数相同、齿数不同；固定内齿轮和输出内齿轮模数相同、齿数不同。
9.根据权利要求1所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述机架包括箱体以及分别安装在箱体两端的两个端盖。
10.根据权利要求9所述的2K-H型可调隙少齿差精密传动装置，其特征在于：所述固定内齿轮直接加工在箱体上。
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