CN112943867A - 一种新型行星齿轮减速机构及减速器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种新型行星齿轮减速机构及减速器，涉及减速机技术领域，该新型行星齿轮减速机构包括一级传动组件和二级传动组件，二级传动组件的第二内齿圈的齿数与第二太阳轮的齿数的比值和一级传动组件的第一内齿圈的齿数与第一太阳轮的齿数的比值具有差值。经试验发现，该差值的绝对值越小，该新型行星齿轮减速机构的传动比越大，第二行星架定轴转动的速度越小，当该差值的绝对值无限接近零时，该新型行星齿轮减速机构的传动比会无限增大，第二行星架定轴转动的速度会无限减小。如此设置，只需通过减小上述差值的绝对值，即可提高传动比，解决了现有技术中的减速机因通过增加减速机的级数来提高减速机的减速比导致的结构复杂、体积大的问题。

Description

一种新型行星齿轮减速机构及减速器

技术领域

本发明涉及减速机技术领域，尤其涉及一种新型行星齿轮减速机构及减速器。

背景技术

行星齿轮减速机，又称为行星减速机，伺服减速机。在减速机家族中，行星减速机以其体积小，传动效率高，减速范围广，精度高等诸多优点，而被广泛应用于伺服电机、步进电机、直流电机等传动系统中。其作用就是在保证精密传动的前提下，主要被用来降低转速、增大扭矩和降低负载与电机之间的转动惯量比。行星齿轮减速机的主要传动结构包括行星轮、太阳轮、内齿圈和行星架，但由于其结构原因，单级减速最小为2.8，最大一般不超过12.5，常见减速比为：3、4、5、6、8、10，在需要较大减速比的减速机时，往往通过增加减速机的级数实现，从而导致减速机的结构复杂、体积大。

因此，如何解决现有技术中的减速机因通过增加减速机的级数来提高减速机的减速比导致的结构复杂、体积大的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种新型行星齿轮减速机构及减速器，其能够解决现有技术中的减速机因通过增加减速机的级数来提高减速机的减速比导致的结构复杂、体积大的问题。

本发明是这样实现的：一种新型行星齿轮减速机构，包括：

一级传动组件，包括可定轴转动的第一太阳轮、与所述第一太阳轮啮合传动的第一行星轮和可定轴转动且与所述第一行星轮啮合传动的第一内齿圈，所述第一内齿圈的轴线与所述第一太阳轮的轴线重合，所述第一行星轮的转动轴线与所述第一太阳轮的转动轴线相互平行且相对固定；

二级传动组件，包括与所述第一太阳轮固定连接的第二太阳轮、与所述第二太阳轮啮合传动的第二行星轮、与所述第二行星轮啮合传动的第二内齿圈和可定轴转动的第二行星架，所述第二行星架的转动轴线与所述第一太阳轮的转动轴线重合，所述第二太阳轮的轴线和所述第二内齿圈的轴线均与所述第一太阳轮的轴线重合，所述第二内齿圈与所述第一内齿圈固定连接，所述第二行星轮与所述第二行星架转动连接；

所述第二内齿圈的齿数与所述第二太阳轮的齿数的比值和所述第一内齿圈的齿数与所述第一太阳轮的齿数的比值具有差值。

优选地，所述第一行星轮设置有多个，多个所述第一行星轮沿所述第一太阳轮的周向均匀分布。

优选地，所述第二行星轮设置有多个，多个所述第二行星轮沿所述第二太阳轮的周向均匀分布，所述第二行星轮与所述第二行星架转动连接。

本发明还提供了一种减速器，包括上述的新型行星齿轮减速机构。

优选地，还包括机壳，所述第一太阳轮、所述第一行星轮、所述第一内齿圈和所述第二行星架均与所述机壳转动连接。

优选地，所述机壳包括底座和上盖，所述一级传动组件和所述二级传动组件设置在所述底座与所述上盖之间，所述第二行星架的输出端延伸至所述上盖远离所述底座的一侧。

优选地，所述第一内齿圈，和/或，所述第二内齿圈的外侧壁设置有用于与驱动件传动连接的传动件。

优选地，所述传动件包括轴线与所述第一内齿圈的轴线重合的带轮或齿轮。

优选地，所述机壳还包括套设于所述第一内齿圈和所述第二内齿圈外部的套筒，所述套筒的两端分别与所述底座和所述上盖固定连接，所述第一太阳轮的输入端延伸至所述底座远离所述上盖的一侧。

优选地，还包括第一行星架，各个所述第一行星轮均与所述第一行星架转动连接，所述第一行星架与所述底座固定连接。

本申请提供的技术方案包括以下有益效果：

本申请提供的一种新型行星齿轮减速机构，包括一级传动组件和二级传动组件，其中，一级传动组件包括第一太阳轮、第一行星轮和第一内齿圈，第一太阳轮可定轴转动，第一行星轮与第一太阳轮啮合传动，第一内齿圈可定轴转动且与第一行星轮啮合传动，第一内齿圈的轴线与第一太阳轮的轴线重合，第一行星轮的转动轴线与第一太阳轮的转动轴线相互平行且相对固定，即第一行星轮仅有绕其自身轴线定轴转动的自转运动，第一行星轮与第一太阳轮的相对位置是固定。上述二级传动组件包括第二太阳轮、与第二太阳轮啮合传动的第二行星轮、与第二行星轮啮合传动的第二内齿圈和第二行星架，第二太阳轮与第一太阳轮固定连接，两者同步转动，第二内齿圈与第一内齿圈固定连接，两者同步转动，第二太阳轮的轴线和第二内齿圈的轴线均与第一太阳轮的轴线重合，第二行星架可定轴转动，第二行星架的转动轴线与第一太阳轮的转动轴线重合，第二行星轮与第二行星架转动连接。第二内齿圈的齿数与第二太阳轮的齿数的比值和第一内齿圈的齿数与第一太阳轮的齿数的比值具有差值，第二内齿圈和第二太阳轮相对于第二行星轮而言均可视为主动轮，且第二内齿圈的角速度与第二太阳的角速度不相同，在单位时间内，第二太阳轮对第二行星轮的驱动角度与第二内齿圈对第二行星轮的驱动角度之间具有差值，该差值可使第二行星轮绕第二太阳轮的周向移动，即在传动过程中，第二行星轮在绕自身轴线转动的同时，也会有围绕第二太阳轮的公转运动，从而带动第二行星架定轴转动输出转速。经多次试验发现，该第二内齿圈与第二太阳轮的齿数比和第一内齿圈与第一太阳轮的齿数比之间差值的绝对值越小，该新型行星齿轮减速机构的传动比越大，第二行星架定轴转动的速度越小，当第二内齿圈与第二太阳轮的齿数比和第一内齿圈与第一太阳轮的齿数比无限接近时，该新型行星齿轮减速机构的传动比会无限增大，第二行星架定轴转动的速度会无限减小。如此设置，只需通过减小第二内齿圈与第二太阳轮的齿数比和第一内齿圈与第一太阳轮的齿数比之间差值的绝对值，即可提高该新型行星齿轮减速机构的传动比，无需改变传动级数，从而解决了现有技术中的减速机因通过增加减速机的级数来提高减速机的减速比导致的结构复杂、体积大的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例示出的一种新型行星齿轮减速机构的结构示意简图；

图2是本发明实施例示出的一种减速器的结构示意图；

图3是本发明实施例示出的另一种减速器的结构示意图；

图4是本发明实施例示出的第一行星轮、第一行星架和底座的结构示意图；

图5是本发明实施例示出的第二行星架和第二行星轮的结构示意图。

附图标记：

1、第一太阳轮；2、第一行星轮；3、第一内齿圈；4、第二太阳轮；5、第二行星轮；6、第二内齿圈；7、第二行星架；8、底座；9、上盖；10、传动件；11、套筒；12、第一行星架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

本具体实施方式的目的在于提供一种新型行星齿轮减速机构及减速器，解决现有技术中的减速机因通过增加减速机的级数来提高减速机的减速比导致的结构复杂、体积大的问题。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

参照图1～5，示出了一些示例性实施例中新型行星齿轮减速机构的结构示意图。本实施例提供的一种新型行星齿轮减速机构包括一级传动组件和二级传动组件，其中，一级传动组件包括第一太阳轮1、第一行星轮2和第一内齿圈3，第一太阳轮1可定轴转动，第一行星轮2与第一太阳轮1啮合传动，第一内齿圈3可定轴转动且与第一行星轮2啮合传动，第一内齿圈3的轴线与第一太阳轮1的轴线重合，第一行星轮2的转动轴线与第一太阳轮1的转动轴线相互平行且相对固定，即第一行星轮2仅有绕其自身轴线定轴转动的自转运动，第一行星轮2与第一太阳轮1的相对位置是固定。上述二级传动组件包括第二太阳轮4、与第二太阳轮4啮合传动的第二行星轮5、与第二行星轮5啮合传动的第二内齿圈6和第二行星架7，第二太阳轮4与第一太阳轮1固定连接，两者同步转动，第二内齿圈6与第一内齿圈3固定连接，两者同步转动，第二太阳轮4的轴线和第二内齿圈6的轴线均与第一太阳轮1的轴线重合，第二行星架7可定轴转动，第二行星架7的转动轴线与第一太阳轮1的转动轴线重合，第二行星轮5与第二行星架7转动连接。

第二内齿圈6的齿数与第二太阳轮4的齿数的比值和第一内齿圈3的齿数与第一太阳轮1的齿数的比值具有差值，第二内齿圈6和第二太阳轮4相对于第二行星轮5而言均可视为主动轮，且第二内齿圈6的角速度与第二太阳的角速度不相同，在单位时间内，第二太阳轮4对第二行星轮5的驱动角度与第二内齿圈6对第二行星轮5的驱动角度之间具有差值，该差值可使第二行星轮5绕第二太阳轮4的周向移动，即在传动过程中，第二行星轮5在绕自身轴线转动的同时，也会有围绕第二太阳轮4的公转运动，从而带动第二行星架7定轴转动输出转速。

经多次试验发现，该第二内齿圈6与第二太阳轮4的齿数比和第一内齿圈3与第一太阳轮1的齿数比之间差值的绝对值越小，该新型行星齿轮减速机构的传动比越大，第二行星架7定轴转动的速度越小，当第二内齿圈6与第二太阳轮4的齿数比和第一内齿圈3与第一太阳轮1的齿数比无限接近时，该新型行星齿轮减速机构的传动比会无限增大，第二行星架7定轴转动的速度会无限减小。

如此设置，只需通过减小第二内齿圈6与第二太阳轮4的齿数比和第一内齿圈3与第一太阳轮1的齿数比之间差值的绝对值，即可提高该新型行星齿轮减速机构的传动比，无需增加传动级数，结构简单，且与第二内齿圈6与第二太阳轮4的齿数比和第一内齿圈3与第一太阳轮1的齿数比的单独的数值没有关系，无需过度增加从动件的齿数，有利于缩小该新型行星齿轮减速机构的体积，具有体积小的优点，从而解决了现有技术中的减速机因通过增加减速机的级数来提高减速机的减速比导致的结构复杂、体积大的问题。

需要说明的是，上述第一太阳轮1、第二太阳轮4、第一内齿圈3和第二内齿圈6均可为输入端，一般选择第一太阳轮1和第一内齿圈3作为输入端。

部分试验数据列举如下表所示：

需要说明的是，上表中，齿数比对于一级传动组件而言为第一内齿圈3与第一太阳轮1的齿数比，记为A，对于二级传动组件而言为第二内齿圈6与第二太阳轮4的齿数比，记为B，第一传动比为当第一太阳轮1作为输入端时，该新型行星齿轮减速机构的减速比，记为C，其与两个齿数比的关系大致为C＝A(1+B)/(A-B)，第二传动比为当第一内齿圈3作为输入端时，该新型行星齿轮减速机构的减速比，记为D，其与两个齿数比的关系大致为D＝(1+B)/(A-B)，第一传动比和第二传动比为正数时，表示输出端的转动方向与输入端的转动方向相同，第一传动比和第二传动比为负数时，表示输出端的转动方向与输入端的转动方向相反。

实施中，上述第一行星轮2设置有多个，多个第一行星轮2沿第一太阳轮1的周向均匀分布，使得一级传动组件受力平衡，传动平稳。本实施例中设置有四个第一行星轮2。

实施中，上述第二行星轮5设置有多个，多个第二行星轮5沿第二太阳轮4的周向均匀分布，使得二级传动组件受力平衡，传动平稳。本实施例中设置有三个第二行星轮5，各个第二行星轮5均与第二行星架7转动连接。

上述第一太阳轮1、第一行星轮2、第一内齿圈3、第二太阳轮4、第二行星轮5和第二内齿圈6上的齿均为斜齿，可提高承载能力以及传动的平稳性，减小噪音，有利于延长使用寿命。

本发明还提供一种减速器，包括上述新型行星齿轮减速机构。上述新型行星齿轮减速机构的传动比受第二内齿圈6与第二太阳轮4的齿数比和第一内齿圈3与第一太阳轮1的齿数比之间差值的绝对值的影响，只需通过减小第二内齿圈6与第二太阳轮4的齿数比和第一内齿圈3与第一太阳轮1的齿数比之间差值的绝对值，即可提高该新型行星齿轮减速机构的传动比，无需改变传动级数，具有结构简单、体积小的优点。从而具有该新型行星齿轮减速机构的减速器在实现大传动比的同时，也具有结构简单、体积小的优点。

实施中，该减速器还包括机壳，上述第一太阳轮1、第一行星轮2、第一内齿圈3和第二行星架7均与机壳转动连接。

实施中，上述机壳包括底座8和上盖9，一级传动组件和二级传动组件设置在底座8与上盖9之间，且第二行星架7的输出端延伸至上盖9远离底座8的一侧。当第一内齿圈3作为输入端时，可在第一内齿圈3上设置用于与驱动件传动连接的传动件10，也可将传动件10设置在第二内齿圈6上，或者同时设置在第一内齿圈3和第二内齿圈6上；当第一太阳轮1作为输入端时，需使第一太阳轮1的输入端延伸至底座8远离上盖9的一侧。

实施中，上述传动件10包括带轮或齿轮，其轴线与第一内齿圈3的轴线重合，通过传动带或链条与驱动件传动连接。上述带轮可以为同步带轮，保证传动的平稳性，减小噪音。

当第一太阳轮1作为输入端时，机壳还包括套筒11，套设于第一内齿圈3和第二内齿圈6的外部，可保证使用安全性，避免灰尘等颗粒杂质进入啮合齿之间产生的磨损，有利于延长减速器的使用寿命。上述套筒11的轴线与第一内齿圈3的轴线重合，套筒11的两端分别与底座8和上盖9固定连接。套筒11的横截面形状可以为圆形或矩形，具体可根据实际使用情境确定，本申请不做限定。

实施中，该减速器还包括第一行星架12，各个第一行星轮2均与第一行星架12转动连接，用于对第一行星轮2进行支撑。具体地，第一行星架12与底座8固定连接，第一太阳轮1和第二太阳轮4的轮轴通过轴承与底座8转动连接，第一内齿圈3和第二内齿圈6通过轴承与第一行星架12转动连接，第二行星架7与上盖9之间通过轴承转动连接，各个第二行星轮5均与第二行星架7转动连接。当第一内齿圈3作为输入端时，也可通过轴承实现第二行星架7与第二太阳轮4的轮轴之间的转动连接，此时，可取消上盖9的设置，使结构更佳简化。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新型行星齿轮减速机构，其特征在于，包括：

一级传动组件，包括可定轴转动的第一太阳轮(1)、与所述第一太阳轮(1)啮合传动的第一行星轮(2)和可定轴转动且与所述第一行星轮(2)啮合传动的第一内齿圈(3)，所述第一内齿圈(3)的轴线与所述第一太阳轮(1)的轴线重合，所述第一行星轮(2)的转动轴线与所述第一太阳轮(1)的转动轴线相互平行且相对固定；

二级传动组件，包括与所述第一太阳轮(1)固定连接的第二太阳轮(4)、与所述第二太阳轮(4)啮合传动的第二行星轮(5)、与所述第二行星轮(5)啮合传动的第二内齿圈(6)和可定轴转动的第二行星架(7)，所述第二行星架(7)的转动轴线与所述第一太阳轮(1)的转动轴线重合，所述第二太阳轮(4)的轴线和所述第二内齿圈(6)的轴线均与所述第一太阳轮(1)的轴线重合，所述第二内齿圈(6)与所述第一内齿圈(3)固定连接，所述第二行星轮(5)与所述第二行星架(7)转动连接；

所述第二内齿圈(6)的齿数与所述第二太阳轮(4)的齿数的比值和所述第一内齿圈(3)的齿数与所述第一太阳轮(1)的齿数的比值具有差值。

2.根据权利要求1所述的新型行星齿轮减速机构，其特征在于，所述第一行星轮(2)设置有多个，多个所述第一行星轮(2)沿所述第一太阳轮(1)的周向均匀分布。

3.根据权利要求1所述的新型行星齿轮减速机构，其特征在于，所述第二行星轮(5)设置有多个，多个所述第二行星轮(5)沿所述第二太阳轮(4)的周向均匀分布，所述第二行星轮(5)与所述第二行星架(7)转动连接。

4.一种减速器，其特征在于，包括如权利要求1～3任一项所述的新型行星齿轮减速机构。

5.根据权利要求4所述的减速器，其特征在于，还包括机壳，所述第一太阳轮(1)、所述第一行星轮(2)、所述第一内齿圈(3)和所述第二行星架(7)均与所述机壳转动连接。

6.根据权利要求5所述的减速器，其特征在于，所述机壳包括底座(8)和上盖(9)，所述一级传动组件和所述二级传动组件设置在所述底座(8)与所述上盖(9)之间，所述第二行星架(7)的输出端延伸至所述上盖(9)远离所述底座(8)的一侧。

7.根据权利要求6所述的减速器，其特征在于，所述第一内齿圈(3)，和/或，所述第二内齿圈(6)的外侧壁设置有用于与驱动件传动连接的传动件(10)。

8.根据权利要求7所述的减速器，其特征在于，所述传动件(10)包括轴线与所述第一内齿圈(3)的轴线重合的带轮或齿轮。

9.根据权利要求6所述的减速器，其特征在于，所述机壳还包括套设于所述第一内齿圈(3)和所述第二内齿圈(6)外部的套筒(11)，所述套筒(11)的两端分别与所述底座(8)和所述上盖(9)固定连接，所述第一太阳轮(1)的输入端延伸至所述底座(8)远离所述上盖(9)的一侧。

10.根据权利要求6所述的减速器，其特征在于，还包括第一行星架(12)，各个所述第一行星轮(2)均与所述第一行星架(12)转动连接，所述第一行星架(12)与所述底座(8)固定连接。

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