CN113339462A

CN113339462A - 一种多齿差大重合度的弦线固定齿减速器

Info

Publication number: CN113339462A
Application number: CN202110592009.6A
Authority: CN
Inventors: 许立忠; 张靖昊
Original assignee: Yanshan University
Current assignee: Yanshan University
Priority date: 2021-05-28
Filing date: 2021-05-28
Publication date: 2021-09-03

Abstract

本发明公开一种多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，包括输入轴、第一壳体、第二壳体、弦线固定齿、等速滚珠、输出轴以及第三壳体。通过调整齿轮的模数m、齿数Z，从而改变传动机构的偏心距a、分度圆d，进而在不改变传动比的前提下设计出一系列的减速器。采用多齿差齿轮啮合传动，在不改变减速比的情况下增大了重合度，从而提高承载能力和传动效率。本发明具有结构简单紧凑、适用范围广等优点，可进行参数化和系列化设计，适合大范围应用。

Description

一种多齿差大重合度的弦线固定齿减速器

技术领域

本发明涉及弦线固定齿传动装置，特别涉及一种多齿差大重合度的弦线固定齿减速器。

背景技术

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。

减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。

弦线齿轮，作为一种新型固定齿，自诞生后就迅速发展，许多新型弦线减速器相继问世，弦线固定齿传动可以实现重合度高、承载能力强、连续传动、传动效率高、传动比范围广等要求，相应的弦线固定齿传动理论、技术愈发成熟。

但在一些场合下，弦线固定齿的重合度比较低，承载能力和传动效率无法保证。为此，需要开发出一种重合度比较高的减速器，才能适用于更多新技术，新设备的发展需求。

发明内容

针对上述问题，为了解决现有技术中减速器重合度比较低的缺点，本发明提出一种多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其采用多齿差的设计方法通过调整齿轮的模数m、齿数Z，从而改变传动机构的偏心距a、分度圆d，进而能够在不改变传动比的前提下设计出一系列的减速器。本发明采用多齿差齿轮啮合传动，在不改变减速比的情况下增大了重合度，从而提高承载能力和传动效率。本发明具有结构简单紧凑、适用范围广等优点，可进行参数化和系列化设计，适合大范围应用。

具体地，本发明提供一种多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其包括输入轴、第一壳体、第二壳体、弦线固定齿、等速滚珠、输出轴以及第三壳体；

所述第一壳体以及第三壳体均为设置有凸台的圆环状结构，所述第二壳体为圆环状结构，所述第二壳体的内环面上设置有与所述弦线固定齿的外齿啮合的内齿，所述第一壳体、第二壳体以及第三壳体彼此之间通过螺纹相互固定连接，所述输入轴与所述输出轴平行设置，所述输入轴包括第一段以及偏心轴段，所述偏心轴段设置在所述输入轴的中间位置；

所述输入轴的第一段通过第一深沟球轴承与第一壳体铰接；第一深沟球轴承的一侧通过一个卡簧限位固定；所述弦线固定齿通过第二深沟球轴承与输入轴的偏心轴段铰接；所述弦线固定齿周侧设置有弦线固定齿外齿，所述弦线固定齿外齿与第二壳体内齿相啮合，所述弦线固定齿外齿与第二壳体内齿的齿差大于等于3；所述输出轴第一侧的每一个输出轴凹槽均与固定安装在弦线固定齿第二侧的弦线固定齿凹槽上的等速滚珠匹配；所述第三壳体通过第三深沟球轴承与输出轴铰接；第三深沟球轴承的一侧通过卡簧限位固定；

工作时，转动输入轴，输入轴的偏心轴段带动弦线固定齿绕着输入轴的轴线公转，从而推动弦线固定齿进行行星传动；弦线固定齿转动，其侧部的弦线固定齿凹槽带动等速滚珠转动，从而带动输出轴转动。

优选地，所述输入轴的第一段通过两个第一深沟球轴承铰接在第一壳体的第一壳体内孔处；所述弦线固定齿通过两个第二深沟球轴承铰接在输入轴的偏心轴段；所述第三壳体通过两个第三深沟球轴承铰接在输出轴内孔上。

优选地，所述弦线固定齿周侧的弦线固定齿外齿齿数为Z₁时，第二壳体内侧的第二壳体内齿的齿数为n+Z₁，其中n为大于1的自然数。

优选地，所述弦线固定齿周侧的弦线固定齿外齿与第二壳体内侧的第二壳体内齿为直齿或斜齿中的任意齿形。

优选地，所述弦线固定齿周侧的弦线固定齿外齿与第二壳体内侧的第二壳体内齿齿数相差n越大，重合度越高。

优选地，所述第一壳体、第二壳体以及第三壳体的圆环侧壁上均设置有通孔。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、本发明相比于其他类型的固定齿传动减速器，本发明采用弦线固定齿传动，弦线固定齿可以实现连续传动，因此有着较高的传动精度、重合度、承载能力。

2、本发明相比于其他类型的弦线固定齿传动减速器，本发明采用多齿差弦线齿轮啮合传动，在不改变减速比的情况下增大了重合度，从而提高承载能力和传动效率。

3、本发明的弦线多齿差的结构，相比于渐开线齿轮，不用调整变位系数就可以直接设计多齿差的啮合齿轮副。

4、本发明的多齿差的结构，扩大了减速器的适用范围，可进行参数化和系列化设计，适合大范围应用。

附图说明

图1为本发明所述的总体装配结构示意图；

图2为本发明所述的输入轴零件结构示意图；

图3为本发明所述的第一壳体零件结构示意图；

图4为本发明所述的第二壳体零件结构示意图；

图5为本发明所述的弦线固定齿零件结构示意图；

图6为本发明所述的第三壳体零件结构示意图；

图7为本发明所述的输出轴零件结构示意图。

图中部分附图标记如下：

1-输入轴；2-卡簧；3-第一壳体；4-垫片；5-第二壳体；6-弦线固定齿；7-等速滚珠；8-第三壳体；9-输出轴；10-深沟球轴承；101-输入轴左端102-输入轴偏心轴段；；301-第一壳体内孔；302-第一壳体通孔；501-第二壳体内齿；502-第二壳体通孔；601-弦线固定齿外齿；602-弦线固定齿凹槽；603-弦线固定齿内孔；801-第三壳体内孔；802第三壳体通孔；901-输出轴凹槽；1001-第一段；1002-偏心轴段。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，如图1至图7所示，其包括输入轴1、卡簧2、第一壳体3、垫片4、第二壳体5、弦线固定齿6、等速滚珠7、第三壳体8、输出轴9、第一深沟球轴承101、第二深沟球轴承102、第三深沟球轴承103、第一段1001、偏心轴段1002、第一壳体内孔301、第一壳体通孔302、第二壳体内齿501、第二壳体通孔502、弦线固定齿外齿601、弦线固定齿凹槽602、弦线固定齿内孔603、第三壳体内孔801、第三壳体通孔802和输出轴凹槽901。

第一壳体3以及第三壳体8均为设置有凸台的圆环状结构，第二壳体5为圆环状结构，第二壳体5的内环面上设置有与弦线固定齿的外齿啮合的内齿，第一壳体3、第二壳体5以及第三壳体8的圆环侧壁上均设置有螺纹孔。第一壳体3通过螺纹固定安装在第二壳体5左侧，壳体连接处设置有垫片4。输入轴1的第一段1001通过两个第三深沟球轴承103铰接在第一壳体3的第一壳体内孔301；第一壳体3的第一壳体内孔301里的第三深沟球轴承103的左侧通过一个卡簧2固定；弦线固定齿6通过两个第二深沟球轴承102铰接在输入轴1的偏心轴段1002；弦线固定齿6周侧的的弦线固定齿外齿601与第二壳体5的第二壳体内齿501啮合；两者的差数大于等于3，输出轴9左侧的每一个输出轴凹槽901都与固定安装在弦线固定齿6右侧的弦线固定齿凹槽602上的等速滚珠7适配；第三壳体8通过螺钉固定安装在第二壳体5右端；第三壳体8通过两个深沟球轴承101铰接在输出轴9内孔上；输出轴9的输出轴内孔801上的第一深沟球轴承101右侧通过卡簧2限位。

进一步的，弦线固定齿6周侧的弦线固定齿外齿601齿数为Z₁时，第二壳体5内侧的第二壳体内齿501齿数为nZ₁，其中n为大于1的自然数。

进一步的，弦线固定齿6周侧的弦线固定齿外齿601与第二壳体5内侧的第二壳体内齿501可以为直齿、斜齿中的任意齿形。

进一步的，通过调整齿轮的模数m、齿数Z，从而改变传动机构的偏心距a、分度圆d，进而在不改变传动比的前提下设计出一系列的减速器。

弦线固定齿周侧的弦线固定齿外齿与第二壳体内侧的第二壳体内齿齿数相差n越大，重合度越高。

具体实施例

在本实施例中，第一壳体3、第二壳体5以及第三壳体8的圆环侧壁上均匀设置有通孔。第一壳体3通过螺纹固定在第二壳体5左侧，壳体连接处设置有垫片4。输入轴1的第一段1001通过两个深沟球轴承103铰接在第一壳体3的第一壳体内孔301处。

第一壳体3的第一壳体内孔301里的深沟球轴承103的左侧通过一个卡簧2进行限位固定。

弦线固定齿6通过两个深沟球轴承102铰接在输入轴1的偏心轴段1002。弦线固定齿6周侧的的弦线固定齿外齿601与第二壳体5的第二壳体内齿501啮合，两者的差数为3。输出轴9左侧的每一个输出轴凹槽901都与固定安装在弦线固定齿6右侧的弦线固定齿凹槽602上的等速滚珠7适配；第三壳体8通过螺钉固定安装在第二壳体5右端；第三壳体8通过两个深沟球轴承101铰接在输出轴9内孔上；输出轴9的输出轴内孔801上的深沟球轴承101右侧通过卡簧2限位。

如图1所示，针对某种应用场合设计了一款多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其总体尺寸为，外径φ65mm，总长47mm；六个深沟球轴承101、102、103型号均为6200；弦线固定齿传动的理论参数见表1。

表1结构理论参数表

本发明工作原理：本发明使用时，以上述实施例为例，转动输入轴1，其上偏心轴段1002会带着弦线固定齿6绕着输入轴1轴线公转，从而推动弦线固定齿6进行行星传动；弦线固定齿6转动，其右侧的弦线固定齿凹槽602会带着等速滚珠7转动，从而带动输出轴9转动。由于弦线固定齿6的弦线固定齿外齿601与第二壳体5的第二壳体内齿501为多齿差啮合传动，使得传动系统增大了重合度，提高了承载能力、传动精度、和传动的稳定性。

本发明在使用时，由于其采用弦线齿廓，齿形连续，因此可以进行连续的传动，相比于现有的渐开线齿轮，提高了传动精度。

并且，在减速比相同时，相比于少齿差啮合传动的啮合，本专利采用多齿差啮合传动，可以增加啮合齿数，齿差越大参与啮合的齿数越多，从而提高传动的重合度、承载能力和传动的稳定性，该点大齿差传动在现有技术中是无法达到的。

最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其特征在于：其包括输入轴、第一壳体、第二壳体、弦线固定齿、等速滚珠、输出轴以及第三壳体；

所述输入轴的第一段通过第一深沟球轴承与第一壳体铰接；第一深沟球轴承的一侧通过一个卡簧限位固定；所述弦线固定齿通过第二深沟球轴承与输入轴的偏心轴段铰接；所述弦线固定齿周侧设置有弦线固定齿外齿，所述弦线固定齿外齿与第二壳体的内齿相啮合，所述弦线固定齿外齿与第二壳体内齿的齿差大于等于3；所述输出轴第一侧的每一个输出轴凹槽均与固定安装在弦线固定齿第二侧的弦线固定齿凹槽上的等速滚珠匹配；所述第三壳体通过第三深沟球轴承与输出轴铰接；第三深沟球轴承的一侧通过卡簧限位固定；

2.根据权利要求1所述的多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其特征在于：所述输入轴的第一段通过两个第一深沟球轴承铰接在第一壳体的第一壳体内孔处；所述弦线固定齿通过两个第二深沟球轴承铰接在输入轴的偏心轴段；所述第三壳体通过两个第三深沟球轴承铰接在输出轴内孔上。

3.根据权利要求1所述的多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其特征在于：所述弦线固定齿周侧的弦线固定齿外齿齿数为Z₁时，第二壳体内侧的第二壳体内齿的齿数为n+Z₁，其中n为大于1的自然数。

4.根据权利要求3所述的多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其特征在于：所述弦线固定齿周侧的弦线固定齿外齿与第二壳体内侧的第二壳体内齿为直齿或斜齿中的任意齿形。

5.根据权利要求1所述的多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其特征在于：通过调整齿轮的模数m和齿数Z，能够改变传动机构的偏心距a和分度圆d。

6.根据权利要求5所述的多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其特征在于：所述弦线固定齿周侧的弦线固定齿外齿与第二壳体内侧的第二壳体内齿齿数相差n越大，重合度则越高。

7.根据权利要求1所述的多齿差大重合度的弦线固定齿减速器，其特征在于：所述第一壳体、第二壳体以及第三壳体的圆环侧壁上均设置有通孔。