CN114718993A

CN114718993A - 双动力冗余驱动减速器

Info

Publication number: CN114718993A
Application number: CN202210280895.3A
Authority: CN
Inventors: 王亚; 李海涛; 胡朝翰; 马铭; 魏文军
Original assignee: Beijing Mount Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Mount Technology Co ltd
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2022-07-08

Abstract

本发明涉及减速器技术领域，具体涉及一种双动力冗余驱动减速器，特别涉及冗余驱动技术，双动力冗余驱动减速器包括两级，其中第一级为圆柱齿轮外啮合传动，为输入级，第二级为装有两片行星齿轮的少齿差内啮合传动，为减速级，双动力冗余驱动减速器可在获得大传动比的同时，还可以解决由驱动故障导致传动失效的问题，使得其中一个驱动发生故障的情况下减速器仍能正常工作，且结构紧凑。

Description

双动力冗余驱动减速器

技术领域

本发明涉及减速器技术领域，具体涉及一种双动力冗余驱动减速器，特别涉及冗余驱动技术。

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，常用作原动机与工作机之间的减速传动，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。

现有的RV减速器采用一级圆柱齿轮传动减速加第二级摆线针轮传动减速，具有承载力高、结构紧凑、传动精度高等优点，由于通过两级减速实现大传动比，所以其体积大，并且为单动力输入，存在驱动故障导致传动失效的问题。谐波减速器、渐开线少齿差行星齿轮减速器等，虽具有精度高、结构紧凑、单级实现大传动比等优点，但也均为单动力输入，当驱动装置发生故障无法继续工作时，将带来严重的后果。

发明内容

针对RV减速器、谐波减速器、渐开线少齿差行星齿轮减速器等均为单动力输入，当驱动装置发生故障导致传动失效的问题，本发明提供了一种双动力冗余驱动减速器，在获得大传动比的同时，还可以解决由驱动故障导致传动失效的问题，使得其中一个驱动发生故障的情况下减速器仍能正常工作，且结构紧凑。

为了达到本发明目的所采取的技术方案如下：

双动力冗余驱动减速器包括两级，其中第一级为圆柱齿轮外啮合传动，为输入级，第二级为装有两片行星齿轮的少齿差内啮合传动，为减速级；第一级由端盖(10)、第一主动圆柱齿轮(9)、第一主动圆柱齿轮垫圈(11)、第一主动圆柱齿轮轴承(12)、第一主动圆柱齿轮弹性挡圈(13)、从动圆柱齿轮轴弹性挡圈(14)、从动圆柱齿轮轴(15)、从动圆柱齿轮轴垫圈(16)、从动圆柱齿轮轴轴承(17)、第二主动圆柱齿轮弹性挡圈(18)、第二主动圆柱齿轮垫圈(19)、第二主动圆柱齿轮(20)、第二主动圆柱齿轮轴承(21)组成，端盖(10)上装有第一主动圆柱齿轮(9)、从动圆柱齿轮轴(15)、第二主动圆柱齿轮(20)，从动圆柱齿轮轴(15)与端盖(10)同轴线，第一主动圆柱齿轮(9)轴线和第二主动圆柱齿轮(20)轴线关于端盖(10)轴线对称分布，第一主动圆柱齿轮(9)轴线和第二主动圆柱齿轮(20)轴线与端盖轴线共面且相互平行，第一主动圆柱齿轮(9)与从动圆柱齿轮轴(15)正确啮合，第二主动圆柱齿轮(20)与从动圆柱齿轮轴(15)正确啮合，第一主动圆柱齿轮(9)、从动圆柱齿轮轴(15)、第二主动圆柱齿轮(20)分别通过第一主动圆柱齿轮轴承(12)、从动圆柱齿轮轴轴承(17)、第二主动圆柱齿轮轴承(21)与端盖(10)相连，且轴承与圆柱齿轮间分别设有第一主动圆柱齿轮轴垫圈(13)、从动圆柱齿轮轴垫圈(16)、第二主动圆柱齿轮轴垫圈(19)，第一主动圆柱齿轮(9)、从动圆柱齿轮轴(15)、第二主动圆柱齿轮(20)的一侧轴端均开有凹槽，分别通过第一主动圆柱齿轮弹性挡圈(13)、从动圆柱齿轮轴弹性挡圈(14)、第二主动圆柱齿轮弹性挡圈(18)与第一主动圆柱齿轮轴承(12)、从动圆柱齿轮轴轴承(17)、第二主动圆柱齿轮轴承(21)卡紧以实现齿轮轴与轴承的轴向固定；第二级由壳体(1)、销轴(2)、偏心块(5)、前后支撑盘联结螺栓(7)、销轴套(31)、第一行星齿轮(30)、后支撑盘内轴承(29)、第一行星齿轮轴承(27)、前调整垫圈(26)、后调整垫圈(24)、后支撑盘(23)、前支撑盘外轴承(6)、后支撑盘外轴承(22)、第二行星齿轮轴承(25)、前支撑盘内轴承(4)、普通平键(28)、前支撑盘(3)、第二行星齿轮(32)、螺栓(8)组成；壳体(1)内部中间装有偏心块(5)，偏心块(5)设有四个轴段，两端为同轴线轴段，中间两轴段为偏心段，两偏心段轴线关于同轴线轴段轴线平行且对称，且两偏心段间设有轴肩搁挡，偏心块(5)同轴线轴段与壳体(1)同轴线，第一行星齿轮轴承(27)、第二行星齿轮轴承(25)内圈固定安装于偏心块(5)两偏心段，两行星齿轮轴承分别与偏心块(5)两偏心段同轴线，两行星齿轮轴承外圈分别固定装有第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)，且两行星齿轮与偏心段同轴线，偏心块(5)两同轴线轴段分别装有前支撑盘内轴承(4)、后支撑盘内轴承(29)，且两轴承与同轴线轴段同轴，两偏心段轴承与两支撑盘轴承之间分别设有前调整垫圈(26)、后调整垫圈(24)，两支撑盘轴承外圈装有前支撑盘(3)、后支撑盘(23)，所述两支撑盘通过前后支撑盘联结螺栓(7)联结，且两支撑盘与偏心块(5)同轴线轴段同轴，前支撑盘外轴承(6)、后支撑盘外轴承(22)内圈分别固定装有前支撑盘(3)、后支撑盘(23)，前支撑盘外轴承(6)、后支撑盘外轴承(22)外圈与壳体(1)固定相连，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)上绕其轴线周向均布多个圆孔，多个销轴(2)通过销轴套(31)穿过行星齿轮上的圆孔固定在行星齿轮内部，且销轴(2)两端分别贯穿前后支撑盘呈简支式结构，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)与壳体(1)上内齿轮部分正确啮合，第一级端盖(10)与第二级壳体(1)通过螺栓(8)联结，从动圆柱齿轮轴(15)与偏心块(5)通过普通平键(28)实现同轴固连；第一主动圆柱齿轮(9)、第二主动圆柱齿轮(20)与电动机相连作为整个传动装置的输入端，第一动力驱动输至第一主动圆柱齿轮(9)，第二动力驱动输至第二主动圆柱齿轮(20)，第一主动圆柱齿轮(9)和第二主动圆柱齿轮(20)分别绕端盖(10)上平行轴转动并同时与从动圆柱齿轮轴(15)平行轴啮合，从动圆柱齿轮轴(15)与偏心块(5)同轴固连并绕壳体(1)的轴线转动，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)安装在偏心块(5)上，且与壳体(1)内齿轮部分正确啮合，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)与前支撑盘(3)通过销轴(2)连接，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)的自转传递至前支撑盘(3)并进行动力输出，由此，构成本发明中双动力冗余驱动减速器。

附图说明

图1为双动力冗余驱动减速器的正视图；

图2为双动力冗余驱动减速器A-A方向剖视图；

图3为双动力冗余驱动减速器B-B方向剖视图；

图中，(1)：壳体；(2)：销轴；(3)：前支撑盘；(4)：前支撑盘内轴承；(5)：偏心块；(6)：前支撑盘外轴承；(7)：前后支撑盘联结螺栓；(8)：螺栓；(9)：第一主动圆柱齿轮；(10)：端盖；(11)：第一主动圆柱齿轮垫圈；(12)：第一主动圆柱齿轮轴承；(13)：第一主动圆柱齿轮弹性挡圈；(14)：从动圆柱齿轮轴弹性挡圈；(15)：从动圆柱齿轮轴；(16)：从动圆柱齿轮轴垫圈；(17)：从动圆柱齿轮轴轴承；(18)：第二主动圆柱齿轮弹性挡圈；(19)：第二主动圆柱齿轮垫圈；(20)：第二主动圆柱齿轮；(21)：第二主动圆柱齿轮轴承；(22)：后支撑盘外轴承；(23)：后支撑盘；(24)：后调整垫圈；(25)：第二行星齿轮轴承；(26)：前调整垫圈；(27)：第一行星齿轮轴承；(28)：普通平键；(29)：后支撑盘内轴承；(30)第一行星齿轮；(31)：销轴套；(32)：第二行星齿轮。

具体实施方式

下面根据附图对本发明的实施例进行描述。

图1为双动力冗余驱动减速器的正视图，如图所示，前支撑盘(3)上周向均布有安装销轴(2)的销轴孔以及安装前后支撑盘联结螺栓(7)的通孔，销轴孔与通孔周向交错均布。

图2为双动力冗余驱动减速器A-A方向剖视图，如图2所示，双动力冗余驱动减速器结构包括两级，其中第一级为圆柱齿轮外啮合传动，为输入级，第二级为装有两片行星齿轮的少齿差内啮合传动，为减速级；第一级由端盖(10)、第一主动圆柱齿轮(9)、第一主动圆柱齿轮垫圈(11)、第一主动圆柱齿轮轴承(12)、第一主动圆柱齿轮弹性挡圈(13)、从动圆柱齿轮轴弹性挡圈(14)、从动圆柱齿轮轴(15)、从动圆柱齿轮轴垫圈(16)、从动圆柱齿轮轴轴承(17)、第二主动圆柱齿轮弹性挡圈(18)、第二主动圆柱齿轮垫圈(19)、第二主动圆柱齿轮(20)、第二主动圆柱齿轮轴承(21)组成，第二级由壳体(1)、销轴(2)、偏心块(5)、前后支撑盘联结螺栓(7)、销轴套(31)、第一行星齿轮(30)、后支撑盘内轴承(29)、第一行星齿轮轴承(27)、前调整垫圈(26)、后调整垫圈(24)、后支撑盘(23)、前支撑盘外轴承(6)、后支撑盘外轴承(22)、第二行星齿轮轴承(25)、前支撑盘内轴承(4)、普通平键(28)、前支撑盘(3)、第二行星齿轮(32)、螺栓(8)组成。

如图2所示，端盖(10)上装有第一主动圆柱齿轮(9)、从动圆柱齿轮轴(15)、第二主动圆柱齿轮(20)，从动圆柱齿轮轴(15)与端盖(10)同轴线，第一主动圆柱齿轮(9)轴线和第二主动圆柱齿轮(20)轴线关于端盖(10)轴线对称分布，第一主动圆柱齿轮(9)轴线和第二主动圆柱齿轮(20)轴线与端盖轴线共面且相互平行，第一主动圆柱齿轮(9)与从动圆柱齿轮轴(15)正确啮合，第二主动圆柱齿轮(20)与从动圆柱齿轮轴(15)正确啮合，第一主动圆柱齿轮(9)、从动圆柱齿轮轴(15)、第二主动圆柱齿轮(20)分别通过第一主动圆柱齿轮轴承(12)、从动圆柱齿轮轴轴承(17)、第二主动圆柱齿轮轴承(21)与端盖(10)相连，且轴承与圆柱齿轮间分别设有第一主动圆柱齿轮轴垫圈(13)、从动圆柱齿轮轴垫圈(16)、第二主动圆柱齿轮轴垫圈(19)，第一主动圆柱齿轮(9)、从动圆柱齿轮轴(15)、第二主动圆柱齿轮(20)的一侧轴端均开有凹槽，分别通过第一主动圆柱齿轮弹性挡圈(13)、从动圆柱齿轮轴弹性挡圈(14)、第二主动圆柱齿轮弹性挡圈(18)与第一主动圆柱齿轮轴承(12)、从动圆柱齿轮轴轴承(17)、第二主动圆柱齿轮轴承(21)卡紧以实现齿轮轴与轴承的轴向固定；壳体(1)内部中间装有偏心块(5)，偏心块(5)设有四个轴段，两端为同轴线轴段，中间两轴段为偏心段，两偏心段轴线关于同轴线轴段轴线平行且对称，且两偏心段间设有轴肩搁挡，偏心块(5)同轴线轴段与壳体(1)同轴线，第一行星齿轮轴承(27)、第二行星齿轮轴承(25)内圈固定安装于偏心块(5)两偏心段，两行星齿轮轴承分别与偏心块(5)两偏心段同轴线，两行星齿轮轴承外圈分别固定装有第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)，且两行星齿轮与偏心段同轴线，偏心块(5)两同轴线轴段分别装有前支撑盘内轴承(4)、后支撑盘内轴承(29)，且两轴承与同轴线轴段同轴，两偏心段轴承与两支撑盘轴承之间分别设有前调整垫圈(26)、后调整垫圈(24)，两支撑盘轴承外圈装有前支撑盘(3)、后支撑盘(23)，且两支撑盘与偏心块(5)同轴线轴段同轴，前支撑盘外轴承(6)、后支撑盘外轴承(22)内圈分别固定装有前支撑盘(3)、后支撑盘(23)，前支撑盘外轴承(6)、后支撑盘外轴承(22)外圈与壳体(1)固定相连，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)上绕其轴线周向均布多个圆孔，多个销轴(2)通过销轴套(31)穿过行星齿轮上的圆孔固定在行星齿轮内部，且销轴(2)两端分别贯穿前后支撑盘呈简支式结构，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)与壳体(1)上内齿轮部分正确啮合，第一级端盖(10)与第二级壳体(1)通过螺栓(8)联结，从动圆柱齿轮轴(15)与偏心块(5)通过普通平键(28)实现同轴固连。

图3为双动力冗余驱动减速器B-B方向剖视图，如图3所示，后支撑盘(23)上周向均布有多个带螺纹孔的销柱，其分布圆直径与前支撑盘(3)上交错周向均布的销轴孔和通孔分布圆直径相等，前支撑盘(3)与后支撑盘(23)通过前后支撑盘联结螺栓(7)联结。

本发明主要提出一种双动力冗余驱动减速器的结构，其动力传输路线如下，第一主动圆柱齿轮(9)、第二主动圆柱齿轮(20)与电动机相连作为整个减速器的动力输入端，第一动力驱动输至第一主动圆柱齿轮(9)，第二动力驱动输至第二主动圆柱齿轮(20)，第一主动圆柱齿轮(9)和第二主动圆柱齿轮(20)分别绕端盖(10)上平行轴转动并同时与从动圆柱齿轮轴(15)平行轴啮合，从动圆柱齿轮轴(15)与偏心块(5)同轴固连并绕壳体(1)的轴线转动，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)安装在偏心块(5)上，且与壳体(1)内齿轮部分正确啮合，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)与前支撑盘(3)通过销轴(2)连接，第一行星齿轮(30)、第二行星齿轮(32)的自转传递至前支撑盘(3)并进行动力输出。

本发明提供的一种双动力冗余驱动减速器，首次采用双动力冗余驱动和少齿差内啮合相结合的结构形式，可以在两个动力驱动中，一个动力发生故障的情况下传动装置仍能正常工作，而且能够单级实现大的传动比，少齿差内啮合部分装有两片行星齿轮，能够大大提高减速器承载能力，延长减速器的使用寿命，可作为精密减速器应用于机器人机械臂关节、转台、车辆等作业环境。

需注意，本文中所描述的具体实施例为示例性的，主要描述了本发明的基本结构、主要特征和优点。本领域技术人员应了解，本发明不受上述实施例的限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.双动力冗余驱动减速器，其特征在于，减速器包括两级，其中第一级为圆柱齿轮外啮合传动，为输入级，第二级为装有两片行星齿轮的少齿差内啮合传动，为减速级；第一级由端盖、第一主动圆柱齿轮、第一主动圆柱齿轮垫圈、第一主动圆柱齿轮轴承、第一主动圆柱齿轮弹性挡圈、从动圆柱齿轮轴弹性挡圈、从动圆柱齿轮轴、从动圆柱齿轮轴垫圈、从动圆柱齿轮轴轴承、第二主动圆柱齿轮弹性挡圈、第二主动圆柱齿轮垫圈、第二主动圆柱齿轮、第二主动圆柱齿轮轴承组成，端盖上装有第一主动圆柱齿轮、从动圆柱齿轮轴、第二主动圆柱齿轮，从动圆柱齿轮轴与端盖同轴线，第一主动圆柱齿轮轴线和第二主动圆柱齿轮轴线关于端盖轴线对称分布，第一主动圆柱齿轮轴线和第二主动圆柱齿轮轴线与端盖轴线共面且相互平行，第一主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮轴正确啮合，第二主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮轴正确啮合，第一主动圆柱齿轮、从动圆柱齿轮轴、第二主动圆柱齿轮分别通过第一主动圆柱齿轮轴承、从动圆柱齿轮轴轴承、第二主动圆柱齿轮轴承与端盖相连，且轴承与圆柱齿轮间分别设有第一主动圆柱齿轮轴垫圈、从动圆柱齿轮轴垫圈、第二主动圆柱齿轮轴垫圈，第一主动圆柱齿轮、从动圆柱齿轮轴、第二主动圆柱齿轮的一侧轴端均开有凹槽，分别通过第一主动圆柱齿轮弹性挡圈、从动圆柱齿轮轴弹性挡圈、第二主动圆柱齿轮弹性挡圈与第一主动圆柱齿轮轴承、从动圆柱齿轮轴轴承、第二主动圆柱齿轮轴承卡紧以实现齿轮轴与轴承的轴向固定；第二级由壳体、销轴、偏心块、前后支撑盘联结螺栓、销轴套、第一行星齿轮、后支撑盘内轴承、第一行星齿轮轴承、前调整垫圈、后调整垫圈、后支撑盘、前支撑盘外轴承、后支撑盘外轴承、第二行星齿轮轴承、前支撑盘内轴承、普通平键、前支撑盘、第二行星齿轮、螺栓组成，壳体内部中间装有偏心块，偏心块设有四个轴段，两端为同轴线轴段，中间两轴段为偏心段，两偏心段轴线关于同轴线轴段轴线平行且对称，且两偏心段间设有轴肩搁挡，偏心块同轴线轴段与壳体同轴线，第一行星齿轮轴承、第二行星齿轮轴承内圈固定安装于偏心块两偏心段，两行星齿轮轴承分别与偏心块两偏心段同轴线，两行星齿轮轴承外圈分别固定装有第一行星齿轮、第二行星齿轮，且两行星齿轮与偏心段同轴线，偏心块两同轴线轴段分别装有前支撑盘内轴承、后支撑盘内轴承，且两轴承与同轴线轴段同轴，两偏心段轴承与两支撑盘轴承之间分别设有前调整垫圈、后调整垫圈，两支撑盘轴承外圈装有前支撑盘、后支撑盘，所述两支撑盘通过前后支撑盘联结螺栓联结，且两支撑盘与偏心块同轴线轴段同轴，前支撑盘外轴承、后支撑盘外轴承内圈分别固定装有前支撑盘、后支撑盘，前支撑盘外轴承、后支撑盘外轴承外圈与壳体固定相连，第一行星齿轮、第二行星齿轮上绕其轴线周向均布多个圆孔，多个销轴通过销轴套穿过行星齿轮上的圆孔固定在行星齿轮内部，且销轴两端分别贯穿前后支撑盘呈简支式结构，第一行星齿轮、第二行星齿轮与壳体上内齿轮部分正确啮合，第一级端盖与第二级壳体通过螺栓联结，从动圆柱齿轮轴与偏心块通过普通平键实现同轴固连；第一主动圆柱齿轮、第二主动圆柱齿轮与电动机相连作为整个传动装置的输入端，第一动力驱动输至第一主动圆柱齿轮，第二动力驱动输至第二主动圆柱齿轮，第一主动圆柱齿轮和第二主动圆柱齿轮分别绕端盖上平行轴转动并同时与从动圆柱齿轮轴平行轴啮合，从动圆柱齿轮轴与偏心块同轴固连并绕壳体的轴线转动，第一行星齿轮、第二行星齿轮安装在偏心块上，且与壳体内齿轮部分正确啮合，第一行星齿轮、第二行星齿轮与前支撑盘通过销轴连接，第一行星齿轮、第二行星齿轮的自转传递至前支撑盘并进行动力输出。