CN112984065A - 一种基于摩擦传动的双排行星减速器 - Google Patents

一种基于摩擦传动的双排行星减速器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于摩擦传动的双排行星减速器，包括行星轮架、第一摩擦轮圈、第二摩擦轮圈、多个第一行星摩擦轮轴和多个第二行星摩擦轮，行星轮架包括套环和设置在套环上的多个行星轮轴承座，套环套设在第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈外，且与第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈转动连接，第二行星摩擦轮位于第二摩擦轮圈内，第一行星摩擦轮轴位于第一摩擦轮圈内且穿过第二行星摩擦轮，每个行星轮轴承座与对应的第一行星摩擦轮轴转动连接，每个第一行星摩擦轮轴与第二行星摩擦轮固定连接，第一摩擦轮圈固定，套环与动力源连接，减速器的动力由套环输入，由第二摩擦轮圈输出。本发明具有结构紧凑，工作可靠，传动比大、正压力可调等优点。

Description

一种基于摩擦传动的双排行星减速器
技术领域
本发明属于行星式摩擦减速器技术领域，具体涉及一种基于摩擦传动的双排行星减速器。
背景技术
传统的齿轮减速器在正反转切换过程中存在着由齿侧间隙造成的传动误差，导致减速器在工作过程中容易造成振动等现象的出现，导致其动态性能差；且此外齿轮设计需依照齿数进行非连续设计，配齿过程繁琐。
摩擦传动是一种传统传动方式，这种传动方式结构简单，制造成本极低，正反转传动无间隙，且在过载时能够产生打滑以保护零件和工作对象，非常适合用在具有与人进行交互且对传动精度要求不高、传递+扭矩不大的场合。在摩擦轮传动中，常采用传统NGW型行星轮式均布排列方式以平衡预紧机构在传动过程中摩擦面之间所施加的正压力，这种排列方式虽然结构简单、工作可靠，但难以获得较大的传动比，使得其应用场景受限。在复杂行星轮系中，双排2K-H型的行星轮系可以获得较高的传动比，此外基于其行星轮架设计预紧方案，可以为摩擦轮提供工作所需的正压力，但经调研，使用该轮系类型的摩擦式减速器设计较少，其中预紧机构的设计为一难点。
如何设计一种结构紧凑、具有高传动比且具有预紧能力的摩擦式减速器是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于摩擦传动的双排行星减速器，从而克服现有技术的不足。
为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：一种基于摩擦传动的双排行星减速器，包括行星轮架、第一摩擦轮圈、第二摩擦轮圈、多个第一行星摩擦轮轴和多个第二行星摩擦轮，所述行星轮架包括套环和设置在套环上的多个行星轮轴承座，所述第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈并排设置，所述套环套设在第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈外，且与第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈转动连接，所述第二行星摩擦轮位于第二摩擦轮圈内，所述第一行星摩擦轮轴位于第一摩擦轮圈内且穿过第二行星摩擦轮，每个行星轮轴承座与对应的第一行星摩擦轮轴转动连接，每个所述第一行星摩擦轮轴与第二行星摩擦轮固定连接，所述第一摩擦轮圈固定，所述套环与动力源连接，所述减速器的动力由套环输入，由第二摩擦轮圈输出。
在一优选实施例中，套环内侧开设多个沿径向延伸的用于安装行星轮轴承座的开孔，所述行星轮轴承座在所述开孔内沿径向移动。
在一优选实施例中，所述行星轮架还包括用于提供减速器摩擦传动的正压力且调整所述正压力的多个压力调整装置，每个所述压力调整装置连接相邻的两个行星轮轴承座。
在一优选实施例中，每个所述压力调整装置包括多个连杆、弹性件和调整组件，相邻两个行星轮轴承座之间通过至少两个所述连杆相连，所述连杆与连杆之间及连杆与行星轮轴承座之间转动连接，所述弹性件的一端与两个连杆相交的节点处连接，另一端与调整组件相连，所述调整组件位于相邻两个行星轮轴承座之间且安装于套环内且在套环内的径向深度可调。
在一优选实施例中，所述调整组件包括调整螺钉和挂钩，所述调整螺钉与套环螺纹连接且在套环内的径向深度可调，所述挂钩设置于所述调整螺钉上，所述弹性件的一端勾于所述挂钩上。
在一优选实施例中，相邻两个行星轮轴承座在对应的弹性件的拉力下沿套环发生径向移动，带动对应的第一行星摩擦轮轴和第二行星摩擦轮分别与所述第一摩擦轮圈和第二行星摩擦轮圈压紧。
在一优选实施例中，多个所述行星轮轴承座在套环上周向均匀分布。
在一优选实施例中，所述套环通过第一轴承与第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈转动连接，所述行星轮轴承座通过第二轴承与对应的第一行星摩擦轮轴转动连接。
在一优选实施例中，所述连杆与连杆之间及连杆与行星轮轴承座之间通过销轴转动连接。
在一优选实施例中，所述减速器的总传动比为：
Figure BDA0002957925410000021
其中，R是减速器的总传动比，dp1是第一行星摩擦轮轴上摩擦轮的直径，ar1是所述第一摩擦轮圈的内径，ap2是所述第二行星摩擦轮的直径，dr2是所述第二摩擦轮圈的内径。
与现有技术相比较，本发明的有益效果至少在于：
1、本发明通过使用双排2K-H行星轮系，可以在紧凑的空间内获得较大传动比，获得更大的扭矩输出；通过使用摩擦轮实现正反转无间隙传动，且由于摩擦轮外径可以连续变化，降低了设计难度。
2、本发明通过设计包括行星轮轴承座和与其相连的连杆机构的预紧机构，使其在弹性元件的作用下，对摩擦传动起到张紧的作用，利用减速器内部空间提供摩擦传动的正压力；此外，通过设置在行星轮架套环上的正压力调整机构，可以调整摩擦传动的正压力大小及补偿摩擦轮的磨损量。
3、本发明提供的基于摩擦传动的双排行星减速器有着结构紧凑，工作可靠，传动比大、正压力可调等优点。
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中记载的一些实施例，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是本发明一实施方式中一种基于摩擦传动双排行星减速器的整体装配结构正视图；
图2是本发明一实施方式中一种基于摩擦传动双排行星减速器的整体装配结构剖视图；
图3是本发明一实施方式中一种基于摩擦传动双排行星减速器的整体装配结构后视图；
图4是本发明一实施方式中一种基于摩擦传动双排行星减速器的立体图；
图5是本发明一实施方式中一种行星轮架的装配结构示意图；
图6是本发明中所依据的2K-H轮系的传动原理图；
附图标记：
10、第二摩擦轮圈，20、第一轴承，21、第二轴承，30、套环，31、行星轮轴承座，32、弹性件，33、连杆，34、挂钩，35、调整螺钉，40、第二行星摩擦轮，50、第一摩擦轮圈，60、第一行星摩擦轮轴。
具体实施方式
通过应连同所附图式一起阅读的以下具体实施方式将更完整地理解本发明。本文中揭示本发明的详细实施例；然而，应理解，所揭示的实施例仅具本发明的示范性，本发明可以各种形式来体现。因此，本文中所揭示的特定功能细节不应解释为具有限制性，而是仅解释为权利要求书的基础且解释为用于教示所属领域的技术人员在事实上任何适当详细实施例中以不同方式采用本发明的代表性基础。
结合图1～图6所示，本发明所揭示的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，包括行星轮架、第一摩擦轮圈50、第二摩擦轮圈10、多个第一行星摩擦轮轴60和多个第二行星摩擦轮40。其中，行星轮架具体包括套环30、多个行星轮轴承座31和多个压力调整装置，其中，第一摩擦轮圈50和第二摩擦轮圈10并排设置，套环30套设在第一摩擦轮圈50和第二摩擦轮圈10外，且分别通过一第一轴承20分别与第一摩擦轮圈50和第二摩擦轮圈10转动连接，且套环30与电机(图未示)相连(具体可通过键连接相连)，用于在电机驱动下由套环30输入动力。
套环30内侧周向设置多个开孔，每个开孔用于安装一行星轮轴承座31，优选地，每个行星轮轴承座31在对应的开孔内可沿径向移动，也就是可以径向调节在开孔内的安装深度。本实施例中，套环30内侧周向均匀设置有三个开孔，对应的，本实施例中，套环30上安装了3个行星轮轴承座31。
每个行星轮轴承座31对应与一第一行星摩擦轮轴60转动连接，具体可通过第二轴承21与对应的第一行星摩擦轮轴60形成转动连接。本实施例中，具体设置3个第一行星摩擦轮轴60。
每个第一行星摩擦轮轴60位于第一摩擦轮圈50内且与第一摩擦轮圈50的内侧壁相贴合，且每个第一行星摩擦轮轴60依次穿过一行星轮轴承座31和一第二行星摩擦轮40，且与第二行星摩擦轮40固定连接，具体可通过键固定连接。也就是说本实施例对应设置了3个第一行星摩擦轮轴60和3个第二行星摩擦轮40。第二行星摩擦轮40位于第二摩擦轮圈10内且与第二摩擦轮圈10的内侧壁相贴合。第一摩擦轮圈50固定在静止的机架(图未示)上，本发明减速器的动力由行星轮架的套环30输入，由第二摩擦轮圈10输出。
每个压力调整装置连接相邻的两个行星轮轴承座31，本实施例中，每相邻的两个行星轮轴承座31对应设置一个压力调整装置，即设置3个压力调整装置。每个压力调整装置具体包括多个连杆33、弹性件32和调整组件，本实施例中，每个压力调整装置包括两个连杆33，两个连杆33的一端分别转动连接相邻的两个行星轮轴承座31，两个连杆33的另一端相转动连接，本实施例中，连杆33与连杆33之间及连杆33与行星轮轴承座31之间通过销轴形成转动连接。套环30内侧、每两个相邻的行星轮轴承座31之间设置一调整组件，调整组件在套环30内也可沿径向移动，也就是说调整组件的设置数量与行星轮轴承座31相等。本实施例中，每个调整组件具体包括调整螺钉35和挂钩34，其中，套环30内侧周向均匀设置3个螺纹孔，每个螺纹孔在套环30上沿径向分布且位于相邻的两个行星轮轴承座31之间，优选位于两个行星轮轴承座31之间的中部，每个螺纹孔内螺纹连接一调整螺钉35，即每个调整螺钉35在螺纹孔捏的深度可调。每个调整螺钉35上安装一用于供弹性件32相连的挂钩34。本实施例中，设置3个弹性件32，具体为3个弹簧，每个弹性件32的一端与挂钩34相连，另一端与两个连杆33的相交的节点处相连。本发明通过调整调整螺钉35在行星轮架的套环30中的螺纹深度即可调整弹性件32的长度进而调整其拉力大小，并通过对应的连杆33将此拉力分解至相邻两个行星轮轴承座31上，由于行星轮轴承座31可沿行星轮架的套环30径向移动，即可带动安装在行星轮轴承座31内的第一行星摩擦轮轴60径向移动，进而使第一行星摩擦轮轴60和第二行星摩擦轮40分别压紧第一摩擦轮圈50和第二摩擦轮圈10，以提供摩擦传动的压力，在产生磨损时，该浮动的行星轮轴承座31还可补偿一定的磨损量。
本发明的传动原理如图6所示，动力从行星轮架的套环30输入，从第二摩擦轮圈10输出，传动时，第一摩擦轮圈50固定，第一行星摩擦轮轴60与第二行星摩擦轮40固定连接，第一行星摩擦轮轴60安装在预紧行星架上形成转动连接，并与第一摩擦轮圈50形成摩擦传动副，第二行星摩擦轮40与第二摩擦轮圈10形成摩擦传动副，通过对各摩擦轮和摩擦轮圈的直径进行合理分配及调整，可以获得较大的传动比。本发明基于摩擦传动的双排行星减速器的传动比为：
Figure BDA0002957925410000051
其中，R是减速器的总传动比，dp1是第一行星摩擦轮轴60上摩擦轮的直径，dr1是第一摩擦轮圈50的内径，dp2是第二行星摩擦轮40的直径，dr2是第二摩擦轮圈10的内径。
本发明的各方面、实施例、特征及实例应视为在所有方面为说明性的且不打算限制本发明，本发明的范围仅由权利要求书界定。在不背离所主张的本发明的精神及范围的情况下，所属领域的技术人员将明了其它实施例、修改及使用。
在本发明案中标题及章节的使用不意味着限制本发明；每一章节可应用于本发明的任何方面、实施例或特征。
除非另外具体陈述，否则术语“包含(include、includes、including)”、“具有(have、has或having)”的使用通常应理解为开放式的且不具限制性。
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将理解，在不背离本发明的精神及范围的情况下可做出各种其它改变、省略及/或添加且可用实质等效物替代所述实施例的元件。另外，可在不背离本发明的范围的情况下做出许多修改以使特定情形或材料适应本发明的教示。因此，本文并不打算将本发明限制于用于执行本发明的所揭示特定实施例，而是打算使本发明将包含归属于所附权利要求书的范围内的所有实施例。此外，除非具体陈述，否则术语第一、第二等的任何使用不表示任何次序或重要性，而是使用术语第一、第二等来区分一个元素与另一元素。

Claims (10)

1.一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，所述减速器包括行星轮架、第一摩擦轮圈、第二摩擦轮圈、多个第一行星摩擦轮轴和多个第二行星摩擦轮，所述行星轮架包括套环和设置在套环上的多个行星轮轴承座，所述第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈并排设置，所述套环套设在第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈外，且与第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈转动连接，所述第二行星摩擦轮位于第二摩擦轮圈内，所述第一行星摩擦轮轴位于第一摩擦轮圈内且穿过第二行星摩擦轮，每个行星轮轴承座与对应的第一行星摩擦轮轴转动连接，每个所述第一行星摩擦轮轴与第二行星摩擦轮固定连接，所述第一摩擦轮圈固定，所述套环与动力源连接，所述减速器的动力由套环输入，由第二摩擦轮圈输出。
2.根据权利要求1所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，所述套环内侧开设多个沿径向延伸的用于安装行星轮轴承座的开孔，所述行星轮轴承座在所述开孔内沿径向移动。
3.根据权利要求2所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，所述行星轮架还包括用于提供减速器摩擦传动的正压力且调整所述正压力的多个压力调整装置，每个所述压力调整装置连接相邻的两个行星轮轴承座。
4.根据权利要求3所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，每个所述压力调整装置包括多个连杆、弹性件和调整组件，相邻两个行星轮轴承座之间通过至少两个所述连杆相连，所述连杆与连杆之间及连杆与行星轮轴承座之间转动连接，所述弹性件的一端与两个连杆相交的节点处连接，另一端与调整组件相连，所述调整组件位于相邻两个行星轮轴承座之间且安装于套环内且在套环内的径向深度可调。
5.根据权利要求4所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，所述调整组件包括调整螺钉和挂钩，所述调整螺钉与套环螺纹连接且在套环内的径向深度可调，所述挂钩设置于所述调整螺钉上，所述弹性件的一端勾于所述挂钩上。
6.根据权利要求4所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，相邻两个行星轮轴承座在对应的弹性件的拉力下沿套环发生径向移动，带动对应的第一行星摩擦轮轴和第二行星摩擦轮分别与所述第一摩擦轮圈和第二行星摩擦轮圈压紧。
7.根据权利要求1所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，多个所述行星轮轴承座在套环上周向均匀分布。
8.根据权利要求1所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，所述套环通过第一轴承与第一摩擦轮圈和第二摩擦轮圈转动连接，所述行星轮轴承座通过第二轴承与对应的第一行星摩擦轮轴转动连接。
9.根据权利要求4所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，所述连杆与连杆之间及连杆与行星轮轴承座之间通过销轴转动连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于摩擦传动的双排行星减速器，其特征在于，所述减速器的总传动比为：
Figure FDA0002957925400000021
其中，R是减速器的总传动比，dp1是第一行星摩擦轮轴上摩擦轮的直径，dr1是所述第一摩擦轮圈的内径，dp2是所述第二行星摩擦轮的直径，dr2是所述第二摩擦轮圈的内径。
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