CN117307667A - 一种传动装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种传动装置。一种传动装置包括：内齿圈，内齿圈设有多个内齿；行星架，行星架设于内齿圈的中心，并且行星架的中心线与内齿圈的中心线重合，行星架设有多个圆弧槽；行星滚动体，行星滚动体的圆周向设有多个滚动件，其中，行星滚动体设于内齿圈与圆弧槽之间，行星滚动体上的远离内齿圈中心线的滚动件与内齿圈啮合，靠近内齿圈中心线的滚动件被行星架周边的圆弧槽支撑，行星滚动体在内齿圈内作行星运动，达到行星减速和传输动力的效果。该发明可以大幅减少传动装置的整体厚度、减少轴承使用数量、大幅提升行星传动精度、提升传动效率，真正意义上实现了纯滚动传动。

Description

一种传动装置

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，具体而言，涉及一种传动装置。

背景技术

目前，传统行星减速装置多用渐开线齿轮作为太阳轮、行星齿轮和内齿圈进行传动，太阳轮设置在内齿圈的中心，多个行星轮设置在太阳轮与内齿圈之间，并同时与太阳轮和内齿圈进行啮合，结构上采用输入法兰和输出法兰设置在上述齿轮组两侧(轴向)，并通过在行星齿轮之间的空隙设置的凸台形成一整体，行星齿轮上的行星轴通过轴承安装在输入和输出法兰上，太阳轮与电机相连接，当太阳轮高速旋转时，通过齿轮啮合传动，行星轮做行星运动，既以自身中心线进行自转，也可以围绕内齿圈中心线进行公转，其公转速度低于太阳轮的高速，因此实现减速。

传统渐开线行星减速器存在下列两大缺点：

首先，渐开线齿轮啮合齿隙大，传动精度不高，而且在重载和高速运行下，渐开线齿的磨损较快，齿隙更大，因此很少有渐开线行星减速器用在高精度传动应用领域，如工业机器人、精密机床等领域。为了解决上述问题，有些技术通过增加消隙机构或装置来消除齿隙，能大幅减少齿隙，提升传动精度，但由于齿在磨损以后，大量铁粉仍然存在于减速器内部的润滑油或润滑脂内，同样会增加磨损速度，因此不能从根本上减速磨损，且消隙机构或装置复杂，增加制造成本。

其次，传统行星减速器采用的行星架以及输入和输出法兰结构，体积大，结构复杂，很难实现小体积传动的减速器需求。

因此需要一种既能实现高精密传动，精度寿命长，又能实现比传统体积更小的传动装置。

发明内容

因此，本发明提供一种传动装置。传动装置包括：内齿圈，内齿圈设有多个内齿；行星架，行星架设于内齿圈的中心，并且行星架的中心线与内齿圈的中心线重合，行星架的周边设有多个圆弧槽；行星滚动体，行星滚动体设有多个，行星滚动体的周向具有多个均匀布置的滚动件；其中，行星滚动体设于内齿圈与圆弧槽之间，远离内齿圈中心线的滚动件与内齿圈啮合，靠近内齿圈中心线的滚动件被圆弧槽支撑。

采用该技术方案所达到的技术效果：行星滚动体既实现了齿的传动，又相当于滚动轴承设置在行星架内，采用滚动体的部分滚动件与内齿圈啮合，产生齿的啮合传动效果，当内齿圈固定时，行星滚动体既实现自转，也围绕内齿圈的中心线产生公转。由于行星滚动体上滚动件的数量与内齿圈的齿数差异，行星滚动体的自转和公转速度产生差异，由此可以实现减速，同时由于行星滚动体的靠近内齿圈中心线的滚动件始终被行星架上的圆弧槽包围支撑，行星滚动体在圆弧槽内进行自转和围绕内齿圈中心线公转的同时推动行星架旋转，直接通过行星架将低速输出。

行星滚动体上的远离内齿圈中心线的滚动件与内齿圈的内齿相互啮合，靠近内齿圈中心线的滚动件被行星架周边的圆弧槽支撑，滚动体具有齿轮和轴承的双重功能。滚动体、行星架以及内齿圈相互支撑，构成一个简单稳定的传动结构，减少了轴承使用数量。同时由于滚动件为滚针和滑套，可以通过对滚针和滑套尺寸大小的选择，最大幅度降低滚针和滑套与内齿啮合的齿隙，提升传动精度。

另外，通过采用滚动件与内齿进行啮合，真正意义上实现了纯滚动传动，大幅降低了齿与齿之间的摩擦损耗，提升传动效率。

进一步的，滚动件为滚针或滚针与滑套。

采用该技术方案所达到的技术效果：滚动件采用滚针或滚针与滑套，容易实现滚动效果，制造成本低，通常采用标准采购件。采用滚针或滑套，更能保证滚动件的旋转效果。

进一步的，行星滚动体的数量与圆弧槽的数量一致，并且，行星滚动体的中心线与圆弧槽的中心线重合。

采用该技术方案所达到的技术效果：行星滚动体的数量与圆弧槽的数量一致，能保证所有行星滚动体同时受到圆弧槽支撑，行星滚动体的中心线与圆弧槽的中心线重合，可以保证每个滚动体在圆弧槽内自转时有效得到圆弧槽的支撑。

进一步的，行星滚动体为双圆环结构，行星滚动体还包括：第一圆盘，第一圆盘设有多个滚动件安装孔，用于安装滚动件；第二圆盘，第二圆盘设有多个滚动件安装孔，用于安装滚动件；滚动轴，滚动轴用于连接第一圆盘和第二圆盘，使第一圆盘、第二圆盘和滚动轴为一整体。

采用该技术方案所达到的技术效果：结构简单，可以实现第一圆盘和第二圆盘上的孔同时加工，以保证两片圆盘上孔的位置的一致性，同时方便滚动件的安装，再通过滚动轴将两片圆盘以及滚动轴连接成一整体，提升行星滚动体的整体强度和刚性。

优选的，行星滚动体为单圆环结构，行星滚动体还包括：第二圆盘，滚动件固定在第二圆盘上。

采用该技术方案所达到的技术效果：将滚动件固定安装在第二圆盘上，在输出扭矩不大的情况下，可以进一步减少轴向尺寸，将传动装置的整体厚度进一步减少。

进一步的，输入轴上设有输入轴外齿，第二圆盘的周侧设有圆盘外齿，圆盘外齿与输入轴外齿啮合。

采用该技术方案所达到的技术效果：行星滚动体在传动过程中，需要有旋转动力输入才能达到减速效果，最有效的方法之一就是采用齿轮传动，将第二圆盘的周边直接加工成齿，与输入轴上的外齿进行啮合，带动滚动体滚动，实现行星传动，这种结构可以进一步减少传动装置的整体厚度。

进一步的，输入轴的中心线与内齿圈的中心线重合。

采用该技术方案所达到的技术效果：多个行星滚动体围绕内齿圈的中心线作行星布置，每个行星滚动体的中心线与内齿圈的中心线平行，且距离相等，在内齿圈中心线的位置设置输入轴，即输入轴的中心线与内齿圈的中心线重合，可以实现输入轴外齿与所有行星滚动体上的圆盘外齿同时进行啮合。

进一步的，传动装置还包括：行星架上设置有输出轴或输出轴连接孔。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：采用滚动体的部分滚动件与内齿圈啮合，产生齿的啮合传动效果，当内齿圈固定时，行星滚动体既实现自转，也围绕内齿圈的中心线产生公转。同时由于行星滚动体的靠近内齿圈中心线的滚动件始终被行星架上的圆弧槽包围支撑，行星滚动体在圆弧槽内进行自转和围绕内齿圈中心线公转的同时推动行星架旋转，直接通过行星架将低速输出。因此在行星架上直接设置有输出轴或输出轴连接孔可以省去输出法兰的引用，达到减少传动装置的整体厚度。

进一步的，传动装置还包括输出法兰，输出法兰通过轴承设置在内齿圈内，行星架与输出法兰通过螺钉连接。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：当传动装置需要实现比较大的扭矩输出，且传动装置上施加有倾覆扭矩，需要采用输出法兰结构将扭矩输出，行星架与输出法兰通过螺钉固定连接，输出法兰通过轴承设置在内齿圈内，通常采用四点角接触轴承、交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承等，使输出法兰的旋转更稳定，达到抗倾覆扭矩的效果。

行星架与输出法兰也可以制作成一体，能够最大程度上地保证了行星架与输出法兰的同心度，整体强度得到提升。

进一步的，滚动轴上设置有行星齿轮。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：行星滚动体上的圆盘尺寸大小取决于行星滚动体的位置，当采用滚动体圆盘上加工出行星齿轮的方案时，传动速比的大小受制于圆盘齿轮的尺寸，为方便调整传动速比的设计，在滚动轴上单独设置行星齿轮用于与输入轴的外齿啮合，虽然增加了传动装置的整体厚度，但可以更方便灵活的调整传动速比的设计和改变。

进一步的，输入轴上外齿与行星齿轮啮合。

采用该技术方案所达到的技术效果：输入轴上外齿与行星齿轮啮合，输入轴设置在内齿圈的中心线位置，可以同时与设置在行星位置上所有行星齿轮啮合，进而带动所有滚动体滚动，实现行星传动。

进一步的，滚动轴与第一圆盘、第二圆盘采用键或花键方式连接成整体。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：为了加工方便和有效保证各个滚动件的位置精度，将第一圆盘、第二圆盘和滚动轴分体加工，为提升滚动体的整体刚性和滚动件的有效承载，需要将第一圆盘、第二圆盘在安装好滚动件以后与滚动轴连接成一整体，采用键或花键连接方式是一种比较简单可靠的连接方式。具体的，滚动轴上设有外花键，第一圆盘和第二圆盘的中间孔设有内花键，将第一圆盘，第二圆盘通过花键与滚动轴固定连接，使滚动体成为一体件。

进一步的，行星滚动体围绕自身中心线旋转。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：行星滚动体围绕自身轴线转动，即自转。由于滚动件与内齿圈的内齿啮合，当行星架固定时，滚动体可以驱动内齿圈以低速旋转，实现减速。

进一步的，行星滚动体围绕内齿圈的中心线旋转。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：由于行星滚动体与内齿圈的内齿啮合，行星滚动体围绕内齿圈的中心线旋转，即公转，滚动体设置在行星架的圆弧槽内，当内齿圈固定时，即可以推动行星架以低速旋转，实现减速。

进一步的，内齿圈的内齿为摆线齿或次摆线齿。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：行星滚动体作行星运动，滚动件与内齿圈的内齿进行啮合，内齿采用摆线或次摆线。可以实现滚动件与内齿之间的纯滚动啮合，大幅减少摩擦损耗。

进一步的，采用多排滚动体和多排内齿同时啮合传动。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：可以大幅提升承载能力，在滚动体与内齿啮合时，啮合传动力的大小取决于滚针直径大小，而不是滚针的长度和内齿的厚度，在传动装置的径向尺寸固定，而轴向尺寸可以变化的情况下，内齿圈的内部空间局限了滚针直径的大小，因此当需要输出大扭矩时，多排滚动体固定成一体，内齿圈同时加工出多排内齿，采用多排滚动体和多排内齿同时啮合传动，可以实现小体积，大扭矩输出。

进一步的，滚动轴具有中空结构、中空结构内设置行星轴，行星架上增加行星架加强盘。

行星滚动体在行星架的圆弧槽内通过滚动件旋转，同时驱动行星架低速旋转，承载能力和使用寿命取决于滚动件的直径大小和滑套的耐磨损强度，当传动装置需要增加承载能力和提升使用寿命时，有两种方法可以实现：

将滚动轴的一部分通过轴承安装在行星架加强盘上的行星孔内，滚动体进行行星运动时，通过行星轴推动行星架加强盘旋转，这样可以减少滚动件与行星架圆弧槽之间的受力，增加传动装置的承载能力和提升使用寿命；

将行星轴通过轴承设置滚动轴内，并与行星架加强盘固定连接。滚动体进行行星运动时，通过行星轴推动行星架加强盘旋转，这样可以减少滚动件与行星架圆弧槽之间的受力，增加传动装置的承载能力和提升使用寿命。

进一步的，行星加强盘上设置有多个连接螺栓孔，用于连接输出件。

与现有技术相比，采用该技术方案所达到的技术效果：输出件可以为任一形式，与连接螺栓孔相互配合，从而输出旋转的动力。

综上所述，通常输入轴与电机连接，输入轴外齿与滚动体上第二圆盘的圆盘外齿或滚动轴上的行星齿轮相互啮合，当电机转动时，带动输入轴旋转，输入轴驱动第二圆盘或行星齿轮旋转，即滚动体旋转。行星滚动体的远离内齿圈中心线的滚动件与内齿圈的内齿啮合，滚动件由滚针或套设有滑套的滚针组件构成，可以有效保证滚动件的旋转，实现滚动件与内齿啮合时的纯滚动，大幅减少齿啮合的摩擦损耗，减少磨损，提升效率；同时由于滚动体的靠近内齿圈中心线的滚动件设置在行星架的圆弧槽内，滚动体受到了圆弧槽的有效支撑，滚动体如轴承一样在圆弧槽内自转，同时，围绕输入轴的中心线进行公转，推动了行星架围绕输入轴的中心线低速旋转，完成动力的传输。

采用本发明的技术方案后，能够达到如下技术效果：

(1)行星滚动体既实现了齿的传动，又相当于滚动轴承设置在行星架内，采用滚动体的部分滚动件与内齿圈啮合，产生齿的啮合传动效果，当内齿圈固定时，行星滚动体既实现自转，也围绕内齿圈的中心线产生公转。由于行星滚动体上滚动件的数量与内齿圈的齿数差异，行星滚动体的自转和公转速度产生差异，由此可以实现减速，同时由于行星滚动体的原理内齿圈中心线的滚动件始终被行星架上的圆弧槽包围支撑，行星滚动体在圆弧槽内进行自转和围绕内齿圈中心线公转的同时推动行星架旋转，行星架上设置有输出轴或输出轴连接孔，因此可以直接通过行星架将低速输出，可以减少传动装置的整体厚度；

(2)行星滚动体上的远离内齿圈中心线的滚动件与内齿圈啮合，靠近内齿圈中心线的滚动件被行星架周边圆弧槽支撑，滚动体具有齿轮和轴承的双重功能。滚动体、行星架以及内齿圈相互支撑，构成一个简单稳定的传动结构，减少了轴承使用数量；

(3)由于滚动件为滚针和滑套，可以通过对滚针和滑套尺寸公差大小的选择，最大幅度降低滚针和滑套与内齿啮合的齿隙，提升传动精度。

鉴于上述效果，该发明的传动装置可以应用于高端精密传动，如工业机器人、协作机器人、高端精密机床等领域。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种传动装置的内部主结构示意图。

图2为图1的B-B方向的剖视图。

图3为行星滚动体的第一结构示意图。

图4为行星滚动体的第二结构示意图。

图5为行星滚动体第三的结构示意图。

图6为行星架的主视图。

图7为行星架的侧视图。

图8为行星架的结构示意图。

图9为第二圆盘的结构示意图。

图10为本发明实施例提供的一种传动装置的爆炸图。

图11为滚动轴的结构示意图。

图12为第一圆盘的结构示意图。

图13为传动装置第二技术方案结构示意图。

图14为传动装置第三技术方案结构示意图。

附图标记说明：

110：内齿圈；110a：内齿；120：行星架；121：圆弧槽；122：输出轴连接孔；123：行星架加强盘；130：输出法兰；131：螺钉；132：固定通孔；140：输入轴；140a：输入轴外齿；150：轴承；200：行星滚动体；210：滚动件；211：滑套；212：滚针；220：第一圆盘；221：第一安装孔；222：内花键；230：第二圆盘；231：圆盘外齿；232：内花键；233：第二安装孔；240：滚动轴；241：外花键；250：行星轴；251：第一轴承；252：第二轴承。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种传动装置，如附图10所示，传动装置包括：内齿圈110，内齿圈110设有21个内齿110a，内齿圈110的数量为1个；行星滚动体200，行星滚动体200的圆周向设有6组滚动件210，其中，滚动件210由滚针212和滑套211组成，行星滚动体200的数量为3个；行星架120，如附图7和附图8所示，行星架120的外圆周上均布有3个圆弧槽121，圆弧槽121用于放置行星滚动体200，行星架120的数量为1个；行星架120安装在内齿圈110的中心，行星架120的中心线与内齿圈110的中心线重合，在内齿圈110与行星架120的3个圆弧槽121之间分别设置3个行星滚动体200，行星滚动体200上的3组滚动件210与内齿110a啮合，实现纯滚动传动，另外3组滚动件210由行星架120上的圆弧槽121支撑，行星滚动体200在圆弧槽121内可自由滚动，实现行星滚动体200的行星运动。

具体的，附图1为本发明实施例提供的一种传动装置的内部的结构示意图，附图2为附图1的B-B方向的剖视图，内齿圈110设有多个内齿110a，行星滚动体200上的3组滚动件210与内齿圈110啮合，另外3组滚动件210被圆弧槽121包围支撑，行星滚动体200与内齿110a啮合传动时作行星运动的同时，在行星架120的圆弧槽121内自由滚动，可以直接推动行星架120低速旋转，具有齿啮合和轴承旋转的双重功能，既实现了齿的传动，又相当于滚动轴承设置在行星架120内，行星滚动体200、行星架120以及内齿圈110相互支撑，构成一个简单稳定的传动结构，减少了轴承使用数量；同时由于滚动件210为滚针和滑套211，可以通过对滚针212和滑套211尺寸公差大小的选择，最大幅度降低滚针212和滑套211与内齿110a啮合的齿隙，提升传动精度。

另外，通过采用滚动件210与内齿110a进行啮合，真正意义上实现了纯滚动传动，大幅降低了齿与齿之间的摩擦损耗，提升传动效率。

优选的，滚动件210，滚针212或滚针212与滑套211，采用滚针212和滑套211组合与内齿110a啮合，更容易实现滚动效果，更能保证滚动件210的旋转效果。制造成本低，通常采用标准采购件。

具体的，如附图2所示，行星滚动体200的数量为3个，圆弧槽121的数量为3个，行星滚动体200的中心线与圆弧槽121的中心线重合。行星滚动体200的数量与圆弧槽121的数量一致，能保证所有行星滚动体200同时受到圆弧槽121的支撑，行星滚动体200的中心线与圆弧槽121的中心线重合，可以保证每个行星滚动体200在圆弧槽121内自转时有效得到圆弧槽121的支撑。

优选的，行星滚动体200的数量和圆弧槽121的数量可以根据承载能力，使用寿命的需求进行调整，通常采用2至10个，如果内齿圈110的直径很大，也可以选择采用更多的行星滚动体200。

具体的，如附图4所示，行星滚动体200采用双圆环结构，包括：第一圆盘220，如附图12所示，第一圆盘220设有6个第一安装孔221，用于安装滚动件210；如附图9所示，第二圆盘230，第二圆盘230设有6个第二安装孔233，用于安装滚动件210；滚动轴240，滚动轴240用于连接第一圆盘220和第二圆盘230，使第一圆盘220、第二圆盘230和滚动轴240为一整体。

具体而言，该方案结构简单，可以实现第一圆盘220和第二圆盘230上的孔同时加工，以保证两个圆盘上的孔的位置的一致性，同时方便滚动件210的安装，再通过滚动轴240将两片圆盘以及滚动轴240连接成一整体，提升行星滚动体200的整体强度和刚性。

优选的，第一圆盘220和第二圆盘230的圆盘可以采用各类形状，如长方形、正方形及各类异性，只要不影响使用效果，都可以应用于该类传动装置。

优选的，第一圆盘220和第二圆盘230上的滚动件210数量、滚动件210的直径以及内齿圈110的内齿110a数量不局限在上述案例，可以根据设计要求进行调整，通常取决于速比、外形尺寸以及输出扭矩的要求。

优选的，在确定的速比、外形尺寸以及输出扭矩的要求下，可以通过采用多排行星滚动体200和多排内齿圈110同时啮合的设计方法，可以大幅提升输出扭矩。

具体的，行星滚动体200为单圆环结构，如附图3所示，滚动件210固定在第二圆盘230上，如附图5所示，滚针212上设置滑套211。

具体而言，将滚针212固定安装在第二圆盘230上或与第二圆盘230制作成一整体，在输出扭矩不大的情况下，可以进一步减少轴向尺寸，将传动装置的整体厚度进一步减少。

优选的，如附图2所示，输入轴140上设有14个输入轴外齿140a，如附图9所示，第二圆盘230的周侧设有34个圆盘外齿231，圆盘外齿231与输入轴外齿140a啮合。

具体的，行星滚动体200在传动过程中，需要有旋转动力输入才能达到减速效果，最有效的方法之一就是采用齿轮传动，将第二圆盘230的周边直接加工成齿，与输入轴外齿140a进行啮合，带动行星滚动体200滚动，实现行星传动，这种结构可以进一步减少传动装置的整体厚度。

举例的，如附图1所示，输入轴140的中心线与内齿圈110的中心线重合。

举例说明，3个行星滚动体200围绕内齿圈110的中心线作行星布置，每个行星滚动体200的中心线与内齿圈110的中心线平行，且距离相等，在内齿圈110的中心线的位置设置输入轴140，即输入轴140的中心线与内齿圈110的中心线重合，可以实现输入轴外齿140a与所有行星滚动体200上的圆盘外齿231同时进行啮合。

优选的，传动装置还包括：行星架120上设置有输出轴或输出轴连接孔122，如附图6所示，输出轴连接孔122设于行星架120上，用于连接输出轴。

行星滚动体200的部分滚动件210与内齿圈110啮合，产生齿的啮合传动效果，当内齿圈110固定时，行星滚动体200既实现自转，也围绕内齿圈110的中心线产生公转。同时由于行星滚动体200的靠近内齿圈110中心线的滚动件210始终被行星架120上的圆弧槽121包围支撑，行星滚动体200在圆弧槽121内进行自转和围绕内齿圈110的中心线公转的同时推动行星架120旋转，直接通过行星架120将低速输出。因此在行星架120上直接设置有输出轴或输出轴连接孔122可以省去输出法兰130的引用，达到减少传动装置的整体厚度的目的。

具体的，一种传动装置还包括输出法兰130，如附图10所示，输出法兰130通过轴承150设置在内齿圈110内，行星架120与输出法兰130通过螺钉131固定连接。

具体而言，当传动装置需要实现比较大的扭矩输出，且传动装置上施加有倾覆扭矩，需要采用输出法兰130结构将扭矩输出，行星架120与输出法兰130通过螺钉131固定连接，输出法兰120通过轴承150设置在内齿圈110内，通常采用四点角接触轴承、交叉滚子轴承、圆锥滚子轴承等，使输出法兰130的旋转更稳定，达到抗倾覆扭矩的效果。

优选的，行星架120与输出法兰130也可以制作成一体，能够最大程度地保证行星架120与输出法兰130的同心度，整体强度得到提升。

优选的，滚动轴240上设置有行星齿轮。

行星滚动体200的上的圆盘的尺寸大小取决于行星滚动体200在内齿圈110内的位置，当采用滚动体圆盘上加工出行星齿轮的方案时，传动速比的大小受制于圆盘齿轮的尺寸，为方便调整传动速比的设计，在滚动轴240上单独设置行星齿轮用于与输入轴140的外齿啮合，可以更方便灵活的调整传动速比的设计和改变。

优选的，输入轴140上外齿140a与行星齿轮啮合。

输入轴140上外齿140a与行星齿轮啮合，输入轴140设置在内齿圈110的中心线位置，可以同时与设置在行星位置上所有行星齿轮啮合，进而带动所有行星滚动体200滚动，实现行星传动。

优选的，如附图3和附图4所示，滚动轴240与第一圆盘220、第二圆盘230采用键或花键方式连接成一整体。

为了加工方便和有效保证各个滚动件210的位置精度，将第一圆盘220、第二圆盘230和滚动轴240分体加工，为提升行星滚动体200的整体刚性和滚动件210的有效承载，需要将第一圆盘220、第二圆盘230在安装好滚动件210以后与滚动轴240连接成一整体，采用键或花键连接方式是一种比较简单可靠的连接方式，如附图11所示，滚动轴240上设有外花键241，如附图12所示，第一圆盘220的中间孔设有内花键222，如附图9所示，第二圆盘230的中间孔设有内花键232，将第一圆盘220、第二圆盘230通过花键与滚动轴240连接，使行星滚动体200成为一体件。

优选的，行星滚动体200围绕自身中心线旋转。

行星滚动体200围绕自身轴线转动，即自转。由于滚动件210与内齿圈110的内齿110a啮合，当行星架120固定时，行星滚动体200可以驱动内齿圈110以低速旋转，实现减速。

优选的，行星滚动体200围绕内齿圈110的中心线旋转。

由于行星滚动件210与内齿圈110的内齿110a啮合，行星滚动体200围绕内齿圈110的中心线旋转，即公转，行星滚动体200设置在行星架120的圆弧槽121内，当内齿圈110固定时，即可以推动行星架120以低速旋转，实现减速。

优选的，内齿圈110的内齿110a为摆线齿或次摆线齿。

行星滚动体200作行星运动，滚动件210与内齿圈110的内齿110a进行啮合，内齿110a采用摆线或次摆线。可以实现滚动件210与内齿110a之间的纯滚动啮合，大幅减少摩擦损耗。

优选的，采用多排行星滚动体200和多排内齿110a同时啮合传动。

在滚动体210与内齿110a啮合时，啮合传动力的大小取决于滚针直径大小，而不是滚针212的长度和内齿的厚度，在传动装置的径向尺寸固定，而轴向尺寸可以变化的情况下，内齿圈110的内部空间局限了滚针212直径的大小，因此当需要输出大扭矩时，多排行星滚动体200固定成一体，内齿圈110内同时加工出多排内齿110a，采用多排行星滚动体200和多排内齿110a同时啮合传动，可以实现小体积，大扭矩输出。

优选的，滚动轴240具有中空结构，中空结构内设置行星轴250，行星架120上增加行星架加强盘123。

行星滚动体200在行星架120的圆弧槽121内通过滚动件210旋转，同时驱动行星架120低速旋转，承载能力和使用寿命取决于滚动件210的直径大小和滑套211的耐磨损强度，当传动装置需要增加承载能力和提升使用寿命时，有两种方法可以实现：

第一种，如附图13所示，将滚动轴240的一部分通过轴承252安装在行星架加强盘123上的行星孔内，行星滚动体200进行行星运动时，通过滚动轴240推动行星架加强盘123旋转，这样可以减少滚动件210与圆弧槽121之间的受力，增加传动装置的承载能力和提升使用寿命；

第二种，如附图14所示，将行星轴250通过轴承251设置滚动轴240内，并与行星架加强盘123固定连接。行星滚动体200进行行星运动时，通过行星轴250推动行星架加强盘123旋转，这样可以减少滚动件210与行星架圆弧槽121之间的受力，增加传动装置的承载能力和提升使用寿命。

该实施案例的实施效果如下：通常输入轴140与电机连接(电机未在图中显示)，输入轴140的外齿140a与行星滚动体200上第二圆盘230的圆盘外齿231相互啮合，输入轴140的外齿140a采用渐开线齿，齿数为14个，圆盘外齿231同样采用渐开线齿，齿的模数与输入轴外齿140a相同，齿数为34个，当电机转动时，带动输入轴140旋转，输入轴140驱动第二圆盘230旋转，即行星滚动体200旋转，实现第一次减速，其减速比i₁＝34/14，即i₁＝2.42857，行星滚动体200的旋转速度为电机的1/i₁的转速旋转。行星滚动体200的滚动件210数量为6，内齿圈110的内齿110a的齿数为21个，行星滚动体200在内齿圈110内可以作行星运动，该传动方案可以实现两种输出效果：

第一、当内齿圈110固定时，行星滚动体200在内齿圈110内的公转速比为i₂＝(1+21/6)，即i₂＝4.5，由于行星架120支撑行星滚动体200，行星架120将与行星滚动体200以同样的速度旋转。

传动装置总速比i＝i₁ X i₂，即i＝10.92857。因此该传动装置将以10.92857的传动速比降低电机转速实现减速输出，行星架120的旋转方向与电机方向相同。

第二、当行星架120固定时，行星滚动体200推动内齿圈110以与电机反方向旋转，其内齿圈110的传动速比为i₂＝21/6，即i₂＝3.5，传动装置总速比i＝-i₁ X i₂，即i＝-8.5，内齿圈110的旋转方向与电机旋转方向相反。

行星加强盘123上设有多个连接螺栓孔，用于连接输出件。输出件可以为任一形式的零部件，与连接螺栓孔相互配合，进而输出动力。

综合上述传动效果，有效简单的速比计算方法如下：

输入轴外齿齿数：n₁

圆盘外齿齿数(或行星轮齿数)：n₂

第一级传动速比： i₁＝n₂/n₁

滚动体上滚动件数量： m₁

内齿圈的内齿数量： m₂

第二级传动速比： i₂＝m₂/m₁

当内齿圈固定时，传动装置行星架120输出的传动总速比为：i＝i₁ X(1+i₂)当行星架固定时，传动装置内齿圈110输出的传动总速比为：i＝-i₁ X i₂

该发明的传动原理和结构与传统行星传动原理有很大的不同，但传动速比的设计计算方法相同，内齿圈110的齿形设计根据不同的参数选择，将得出不同的传动效果，摆线和次摆线是一种有效的传动方法，但不局限在该专利申请的范围内，其他齿形同样可以达到类似的传动效果，因此也属于该专利的保护范围。行星滚动体200的设计方法和结构选择有很多途径可以实现，除该案例中提到的具体实施案例，其他实施方法也同样在该发明专利的保护范围内。

采用本发明的技术方案后，可以大幅减少传动装置的整体厚度、减少轴承使用数量、大幅提升行星传动精度、提升传动效率。真正意义上实现了纯滚动传动，因此可以应用于高端精密传动领域，采用同样的结构和原理，通过更多级的串联或并联设计，实现大速比传动，可以应用在工业机器人、协作机器人、高端精密机床等领域。

需要说明的是：该实施方案中的结构图上(如附图10)并没有显示出该传动装置需要的所有部件，如输入端盖、输入轴140的支撑轴承以及油封等设计常识可以简单实施或容易想到的零部件。但不影响该实施案例对发明点的介绍和说明。

同样需要说明的是：输入轴140的外齿140a与其啮合的滚动体第二圆盘230上的齿可以采用渐开线齿形，也可以采用圆弧齿、摆线齿或其他齿形，只要能实现传动，即驱动行星滚动体200旋转即可。

最后应说明的是：以上实施例仅用以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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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精神和范围。

Claims (24)

1.一种传动装置，其特征在于，所述传动装置包括：

内齿圈(110)，所述内齿圈(110)设有多个内齿(110a)；

行星架(120)，所述行星架(120)设于所述内齿圈(110)的中心，并且所述行星架(120)的中心线与所述内齿圈(110)的中心线重合，所述行星架(120)的周边设有多个圆弧槽(121)；

行星滚动体(200)，所述行星滚动体(200)设有多个，所述行星滚动体(200)的周向具有多个均匀布置的滚动件(210)；

其中，所述行星滚动体(200)设于所述内齿圈(110)与所述圆弧槽(121)之间，所述行星滚动体(200)能够围绕所述内齿圈(110)的中心线旋转，使得远离所述内齿圈(110)中心线的滚动件(210)与所述内齿圈(110)啮合，靠近所述内齿圈(110)中心线的滚动件(210)被所述圆弧槽(121)支撑。

2.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述滚动件(210)为滚针(212)。

3.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述滚动件(210)为套设有滑套(211)的滚针(212)。

4.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述行星滚动体(200)的数量与所述圆弧槽(121)的数量一致，并且，所述行星滚动体(200)的中心线与所述圆弧槽(121)的中心线重合。

5.根据权利要求4所述的传动装置，其特征在于，所述行星滚动体(200)为双圆环结构，所述行星滚动体(200)还包括：

第一圆盘(220)，所述第一圆盘(220)设有多个第一安装孔(221)用于安装所述滚动件(210)；

第二圆盘(230)，所述第二圆盘(230)设有多个第二安装孔(233)用于安装所述滚动件(210)；

滚动轴(240)，所述滚动轴(240)用于连接所述第一圆盘(220)和所述第二圆盘(230)，使所述第一圆盘(220)、所述第二圆盘(230)和所述滚动轴(240)为一整体。

6.根据权利要求4所述的传动装置，其特征在于，所述行星滚动体(200)为单圆环结构，所述行星滚动体(200)还包括：

第二圆盘(230)，所述滚动件(210)固定在所述第二圆盘(230)上。

7.根据权利要求5或6所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括：

输入轴(140)，所述输入轴(140)上设有输入轴外齿(140a)；

所述第二圆盘(230)的周侧设有圆盘外齿(231)，所述圆盘外齿(231)与所述输入轴外齿(140a)啮合。

8.根据权利要求7所述的传动装置，其特征在于，所述输入轴(140)的中心线与所述内齿圈(110)的中心线重合。

9.根据权利要求8所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括：

输出法兰(130)，所述输出法兰(130)通过轴承(150)设置在所述内齿圈(110)内，所述行星架(120)与所述输出法兰(130)通过螺钉(131)连接。

10.根据权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述行星滚动体(200)还包括：

所述滚动轴(240)上设置有行星齿轮_。

11.根据权利要求10所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括：

输入轴(140)，所述输入轴(140)设有输入轴外齿(140a)；

所述输入轴外齿(140a)与所述行星齿轮啮合。

12.根据权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括：滚动轴(240)，所述滚动轴(240)与所述第一圆盘(220)、所述第二圆盘(230)采用键的方式连接成一整体。

13.根据权利要求6所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括：滚动轴(240)，所述滚动轴(240)与所述第二圆盘(230)采用键的方式连成一整体。

14.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述行星架(120)上设置有输出轴或输出轴连接孔(122)_。

15.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述行星滚动体(200)围绕自身中心线旋转。

16.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述行星滚动体(200)围绕所述内齿圈(110)的中心线旋转。

17.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，所述内齿圈(110)的内齿(110a)为摆线齿或次摆线齿。

18.根据权利要求1所述的传动装置，其特征在于，采用多排行星滚动体(200)和多排内齿(110a)同时啮合传动。

19.根据权利要求5所述的传动装置，其特征在于，所述滚动轴(240)具有中空结构。

20.根据权利要求19所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括：行星轴(250)，所述行星轴(250)设于所述滚动轴(240)的中空结构内。

21.根据权利要求20所述的传动装置，其特征在于，所述传动装置还包括：行星架加强盘(123)，所述行星架加强盘(123)与所述行星架(120)为一体，或通过螺钉(131)固定连接，所述行星架加强盘(123)上设置多个行星孔。

22.根据权利要求20所述的传动装置，其特征在于，所述行星轴(250)通过第一轴承(251)设置在所述滚动轴(240)内，并与行星架加强盘(123)固定连接。

23.根据权利要求21所述的传动装置，其特征在于，所述滚动轴(240)通过第二轴承(252)设置在所述行星架加强盘(123)的行星孔内。

24.根据权利要求21所述的传动装置，其特征在于，行星架加强盘(123)上设置有多个连接螺栓孔，用于连接输出件。