CN117869543A - 复合少齿差行星减速器 - Google Patents

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许军军
徐杰
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Abstract

本发明公开了复合少齿差行星减速器，包括输入偏心轴、行星齿轮、固定内齿圈、输出内齿圈和主壳体；输入偏心轴由支承轴段一、偏心轴段和支承轴段二组成；支承轴段一通过轴承一支承在端盖一内，支承轴段二通过轴承二支承在端盖二内；端盖一与输出内齿圈紧固，端盖二与主壳体紧固；输出内齿圈通过轴承三支承在壳体压盖内；壳体压盖与主壳体紧固；行星齿轮通过轴承四在输入偏心轴的偏心轴段处；行星齿轮设有沿轴向排布且贴合的齿部一和齿部二；齿部一和齿部二仅齿顶高系数不同；齿部一与输出内齿圈啮合，齿部二与主壳体内腔固定的固定内齿圈啮合。本发明实现大扭矩传递、结构紧凑、传动效率高、传动比大、扭转刚度大、动平衡好、可靠性高。

Description

复合少齿差行星减速器
技术领域
本发明属于行星减速器技术领域，具体涉及一种复合少齿差行星减速器。
背景技术
行星齿轮传动由于具有体积小、重量轻、速比大、效率高的特点，在机床、风电行星齿轮箱、汽车变速器、混动汽车动力合成机构及各类自动化机构中都得到了广泛的应用。
现有双内啮合2k-h型行星齿轮传动结构，其优点是传动比大、外形尺寸小，但存在问题是：行星轮为两个齿数不同的双联齿轮，重量及离心力较大，需两个轴承支承，设计制造复杂；偏心轴轴向尺寸仍较大，需专门设置平衡机构平衡双联行星齿轮离心力，结构不够紧凑；输出齿圈及轴承支承结构复杂，进一步增加了减速机的轴向尺寸，不利于机器人等空间有限的应用场合为其提供可靠性传动。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种实现大扭矩传递，并具有结构紧凑、传动效率高、传动比大、扭转刚度大、动平衡好、可靠性高、使用寿命长、传动精度高、制造成本低的机器人用渐开线复合少齿差行星减速器。
本发明所采用的技术方案为：
本发明复合少齿差行星减速器，包括输入偏心轴、行星齿轮、固定内齿圈、输出内齿圈和主壳体；所述的输入偏心轴由支承轴段一、偏心轴段和支承轴段二组成；所述的支承轴段一通过轴承一支承在端盖一内，支承轴段二通过轴承二支承在端盖二内；端盖一与输出内齿圈紧固，端盖二与主壳体紧固；所述的输出内齿圈通过轴承三支承在壳体压盖内；壳体压盖与主壳体紧固；所述的行星齿轮通过轴承四在输入偏心轴的偏心轴段处；行星齿轮设有沿轴向排布且贴合的齿部一和齿部二；所述的齿部一和齿部二仅齿顶高系数不同，其余参数完全相同；齿部一与输出内齿圈啮合，齿部二与主壳体内腔固定的固定内齿圈啮合。
所述的轴承三采用交叉滚子轴承。
所述输入偏心轴的偏心轴段轴肩上开设有沿周向布置的多个减重孔。
设齿部一和齿部二的齿数均为Z1，固定内齿圈的齿数为Z2，输出内齿圈的齿数为Z3，Z2和Z3满足|Z3-Z2|＝1，则根据传动比化简得到传动比i＝Z3。
优选地，所述的轴承一、轴承二和轴承四均采用滚针轴承。
优选地，所述的输入偏心轴开设有腰形中心孔，腰形中心孔的平面侧壁平行于输入偏心轴的偏心方向，且腰形中心孔朝向输入偏心轴偏心方向的圆弧侧壁开设有减重槽。
优选地，所述的端盖一位于轴承一外端位置处设有动密封圈一，端盖二位于轴承二外端位置处也设有动密封圈一，所述动密封圈一的内端由端盖一或端盖二的过渡台阶轴向定位，外端由孔用挡圈轴向定位。
优选地，所述的壳体压盖位于轴承三外端位置处设有动密封圈二，动密封圈二的内端由壳体压盖的过渡台阶轴向定位，外端由孔用挡圈轴向定位。
优选地，所述的轴承四的外圈嵌入行星齿轮内壁开设的支承孔内，内圈两端分别与套置在偏心轴段上的一个挡环内端接触，各挡环外端通过一个轴孔挡圈轴向定位。
本发明具有以下有益效果：
本发明的行星齿轮采用薄壁单一齿数的齿部一和齿部二一体式设计，分别与固定内齿圈和输出内齿圈啮合，具有结构紧凑、传动效率高、扭转刚度大、动平衡好、可靠性高、使用寿命长、传动精度高、制造成本低的优点。而且，输入偏心轴设计考虑了大直径、中空、减重，以保持更好的动平衡，并利用输入偏心轴及单一滚针轴承稳定支承和驱动行星齿轮，使其与固定内齿圈和输出内齿圈啮合，实现大扭矩传递。而两内齿圈的少齿差设计使本发明不经过计算可直接得到传动比，大大简化了设计与计算过程，并且实现了大传动比。另外，轴承一、轴承二和轴承四均采用滚针轴承，减小径向尺寸，轴承三采用交叉滚子轴承，可以承受较大的径向负荷、轴向负荷及力矩负荷。
附图说明
图1为本发明的轴承三采用滚子轴承时的整体结构剖视图。
图2为本发明的轴承三采用交叉滚子轴承时的整体结构剖视图。
图3为本发明的机构运动简图。
图4为本发明中输入偏心轴的结构立体图。
图5为本发明中行星齿轮的结构立体图。
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的一部分实施例，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获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1、图2和图3所示，复合少齿差行星减速器，包括输入偏心轴1、行星齿轮5、固定内齿圈6、输出内齿圈10和主壳体13；输入偏心轴1由支承轴段一、偏心轴段和支承轴段二组成；支承轴段一通过轴承一3支承在端盖一20内，支承轴段二通过轴承二2支承在端盖二12内；端盖一20与输出内齿圈10通过螺栓一19紧固，端盖二12与主壳体13通过螺栓二14紧固；输出内齿圈10通过轴承三16支承在壳体压盖17内；壳体压盖17与主壳体13通过螺栓三15紧固；行星齿轮5通过轴承四4在输入偏心轴1的偏心轴段处；如图5所示，行星齿轮5设有沿轴向排布且贴合的齿部一7和齿部二8；齿部一7和齿部二8仅齿顶高系数不同，其余参数完全相同，即齿部二8的齿顶高于齿部一7的齿顶，且需要特别说明，齿部一7和齿部二8的齿数相等；齿部一7与输出内齿圈10(设有内齿部11)啮合，齿部二8与主壳体13内腔固定的固定内齿圈6啮合。其中，行星齿轮5采用薄壁单一齿数的齿部一7和齿部二8一体式设计，分别与固定内齿圈和输出内齿圈啮合，具有结构紧凑、传动效率高、扭转刚度大、动平衡好、可靠性高、使用寿命长、传动精度高、制造成本低的优点。
作为一个优选实施例，如图1和图2所示，轴承一3、轴承二2和轴承四4均采用滚针轴承，减小径向尺寸。
作为一个优选实施例，如图1所示，轴承三16采用滚子轴承。
作为一个优选实施例，如图2所示，轴承三16采用交叉滚子轴承，可以承受较大的径向负荷、轴向负荷及力矩负荷。
作为一个优选实施例，如图4所示，输入偏心轴1的偏心轴段轴肩上开设有沿周向布置的多个减重孔25，减小输入偏心轴1的不平衡量。
作为一个优选实施例，如图4所示，输入偏心轴1开设有腰形中心孔9，腰形中心孔9的平面侧壁平行于输入偏心轴1的偏心方向，且腰形中心孔朝向输入偏心轴1偏心方向的圆弧侧壁开设有减重槽24，腰形中心孔9和减重槽24进一步减小输入偏心轴1的不平衡量。
作为一个优选实施例，如图1和图2所示，端盖一20位于轴承一3外端位置处设有动密封圈一21，端盖二12位于轴承二2外端位置处也设有动密封圈一21，动密封圈一21的内端由端盖一20或端盖二12的过渡台阶轴向定位，外端由孔用挡圈轴向定位。
作为一个优选实施例，如图1和图2所示，壳体压盖17位于轴承三16外端位置处设有动密封圈二18，动密封圈二18的内端由壳体压盖17的过渡台阶轴向定位，外端由孔用挡圈轴向定位。
作为一个优选实施例，如图1和图2所示，轴承四4的外圈嵌入行星齿轮5内壁开设的支承孔内，内圈两端分别与套置在偏心轴段上的一个挡环22内端接触，各挡环22外端通过一个轴孔挡圈23轴向定位，实现大扭矩传递。
作为一个优选实施例，齿部一7、齿部二8、输出内齿圈10和固定内齿圈6均采用渐开线齿廓。
作为一个优选实施例，如图3所示，设齿部一7和齿部二8的齿数均为Z1，固定内齿圈6的齿数为Z2，输出内齿圈10的齿数为Z3，使Z2和Z3满足|Z3-Z2|＝1，则根据传动比化简得到传动比i＝Z3，例如Z3＝42，Z2＝41，Z1＝40，则传动比i＝42，可见，两内齿圈的少齿差设计使本发明不经过计算可直接得到传动比，大大简化了设计与计算过程，并且实现了大传动比。
该复合少齿差行星减速器使用时，由输入偏心轴1输入动力并带动行星齿轮5公转，使得行星齿轮5的齿部二8与主壳体13内腔固定的固定内齿圈6啮合，行星齿轮5发生自转，同时齿部一7与输出内齿圈10啮合，带动输出内齿圈10和端盖一20一起转动，最终输出内齿圈10输出动力。

Claims (6)

1.复合少齿差行星减速器，包括输入偏心轴、行星齿轮、固定内齿圈、输出内齿圈和主壳体，其特征在于：所述的输入偏心轴由支承轴段一、偏心轴段和支承轴段二组成；所述的支承轴段一通过轴承一支承在端盖一内，支承轴段二通过轴承二支承在端盖二内；端盖一与输出内齿圈紧固，端盖二与主壳体紧固；所述的输出内齿圈通过轴承三支承在壳体压盖内；壳体压盖与主壳体紧固；所述的行星齿轮通过轴承四在输入偏心轴的偏心轴段处；行星齿轮设有沿轴向排布且贴合的齿部一和齿部二；所述的齿部一和齿部二仅齿顶高系数不同，其余参数完全相同；齿部一与输出内齿圈啮合，齿部二与主壳体内腔固定的固定内齿圈啮合；
所述的轴承三采用交叉滚子轴承；
所述输入偏心轴的偏心轴段轴肩上开设有沿周向布置的多个减重孔；
设齿部一和齿部二的齿数均为Z1，固定内齿圈的齿数为Z2，输出内齿圈的齿数为Z3，Z2和Z3满足|Z3-Z2|＝1，则根据传动比化简得到传动比i＝Z3。
2.根据权利要求1所述的复合少齿差行星减速器，其特征在于：所述的轴承一、轴承二和轴承四均采用滚针轴承。
3.根据权利要求1所述的复合少齿差行星减速器，其特征在于：所述的输入偏心轴开设有腰形中心孔，腰形中心孔的平面侧壁平行于输入偏心轴的偏心方向，且腰形中心孔朝向输入偏心轴偏心方向的圆弧侧壁开设有减重槽。
4.根据权利要求1所述的复合少齿差行星减速器，其特征在于：所述的端盖一位于轴承一外端位置处设有动密封圈一，端盖二位于轴承二外端位置处也设有动密封圈一，所述动密封圈一的内端由端盖一或端盖二的过渡台阶轴向定位，外端由孔用挡圈轴向定位。
5.根据权利要求1或4所述的复合少齿差行星减速器，其特征在于：所述的壳体压盖位于轴承三外端位置处设有动密封圈二，动密封圈二的内端由壳体压盖的过渡台阶轴向定位，外端由孔用挡圈轴向定位。
6.根据权利要求1所述的复合少齿差行星减速器，其特征在于：所述的轴承四的外圈嵌入行星齿轮内壁开设的支承孔内，内圈两端分别与套置在偏心轴段上的一个挡环内端接触，各挡环外端通过一个轴孔挡圈轴向定位。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN119641885A (zh) * 2024-11-15 2025-03-18 天津旗领机电科技有限公司 一种大中空薄壁精密减速装置
US12385550B1 (en) * 2024-04-09 2025-08-12 Delta Electronics, Inc. Cycloid speed reducer
US12404927B1 (en) 2024-04-09 2025-09-02 Delta Electronics, Inc. Cycloid speed reducer assembly

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