CN1385630A - 少齿差平行传动减速器 - Google Patents

Abstract

一种用于机械传动的少齿差平行传动减速器,由一组传动板输入机构和一组少齿差内啮合齿轮机构两部分组成。当带偏心的输入轴驱动传动板运动时,传动板在两根曲柄的制约下,被迫作公转运动。于是,与传动板固联的内齿轮作公转运动,并迫使与内齿轮啮合的中心齿轮轴自转并直接将运动输出。该发明使平行轴传动减速器实现了大传动比。并且结构简单、承载能力大、运动的平稳性好、体积小、重量轻、噪音低。

Description

少齿差平行传动减速器

本发明属于机械传动的技术领域，尤其是摆线针轮行星传动减速器、渐开线少齿差行星齿轮减速器。

在机械传动中，应用最广泛的二种传动类型是：(1)以渐开线圆柱齿轮为主的平行轴传动(输入轴和输出轴平行，并相隔一段距离)，其主要优点是结构简单，其主要缺点是传动比小。(2)以少齿差行星传动为主的同轴式传动(输入轴和轴出轴同轴线)，其主要优点是传动比大、结构紧凑、体积小、重量轻。其主要缺点是结构复杂。因此，将上述二种传动类型嫁接，即：在平行轴传动中嫁接少齿差行星传动，或将少齿差行星传动简化成平行轴传动，长期以来，是机械传动领域一个很重要的课题。(参见《齿轮手册》上册第一篇第1章  机械工业出版社  1990年11月第一版)

目前，在少齿差行星传动中，普遍应用的有摆线针轮行星传动减速器和渐开线少齿差行星齿轮减速器。它们都是由输入机构、少齿差行星齿轮机构和输出机构三部分组成的。输入机构主要由偏心轴、转臂轴承等零件所组成。少齿差行星齿轮机构主要由针齿轮(或内齿轮)、摆线轮(或行星轮)等零件所组成。输出机构较常用的有：销轴式输出机构、十字滑块式输出机构、零齿差式输出机构、浮动盘式输出机构等。(参见《齿轮手册》上册第八篇第4章和第五章  机械工业出版社  1990年11月第一版)

当原动力带动偏心轴转动时，摆线轮(或行星轮)中心孔内的转臂轴承也随之转动，于是，摆线轮(或行星轮)也随转臂轴承作公转运动。由于行星齿轮机构中的针齿轮(或内齿轮)固定在机座上，又由于摆线轮(或行星轮)的齿数与针齿轮(或内齿轮)的齿数被设计成很小的齿差且保持啮合状态，所以，摆线轮(或行星轮)作公转运动的同时，又被迫沿自身轴线作反向低速自转运动。对于摆线轮(或行星轮)来说，它既公转又自转的运动称之为行星运动。利用一个输出机构将摆线轮(或行星轮)的自转运动分离出来并传递给输出轴，便可以得到输出轴的低速转动。这一完整的过程称为减速运动。

上述摆线针轮行星传动减速器和渐开线少齿差行星齿轮减速器的主要缺点是：

(1)减速器的输入是由输入轴(偏心轴)带动转臂轴承旋转并驱动摆线轮(或行星轮)作行星运动来实现的。因此，输入轴和转臂轴承必需安装在摆线轮(或行星轮)的中心孔内，并实现同轴式传动。当输入轴和输出轴之间有中心距要求时，则必需通过其它机构的转换才能实现，这样会带来结构更加复杂、成本增高、体积增大等许多缺陷。因此，在实际应用中极为少见。在共知的技术中，平行轴传动的减速器主要有渐开线圆柱齿轮减速器和圆弧圆柱齿轮减速器。但是，其单级传动比的最大值一般只有少齿差行星传动减速器的1/14，当传动比要求较大时，必需采用多级传动，于是，减速器成本提高、体积和重量增加。

(2)减速器的输出是通过一个输出机构将摆线轮(或行星轮)的行星运动中的自转运动分离出来再传递给输出轴来完成的。该输出机构制造和装配都较为复杂，并使成本增高，体积增大，也是减速器经常失效的部位。

(3)减速器的输入轴和转臂轴承的径向尺寸受到摆线轮(或行星轮)中心孔直径的限制，成为减速器承载能力受限制的重要因素。

(4)摆线轮(或行星轮)齿根圆的直径受输出机构的影响，不能设计和制造成较小，因此，一对共轭的齿轮不能实现较少的齿数和较小的传动比。

本发明的目的是提供一种少齿差平行传动减速器。与传统的少齿差行星传动减速器相比，它实现了平行轴传动，并简化了结构、降低了成本、提高了承载能力、还可以实现较小的传动比。与传统的平行传动类减速器相比，它体积小、重量轻，并且用单级传动就能实现较大的传动比。

本发明的目的是这样实现的：减速器由一组传动板输入机构和一组少齿差内啮合齿轮机构两部分组成。传动板输入机构由主要零件输入轴(偏心轴)、轴承、传动板和二根(或二根以上)曲柄所组成。二根曲柄的偏心距与输入轴上的偏心距相同。少齿差内啮合齿轮机构由主要零件针齿轮(或内齿轮)、摆线轮(或中心齿轮)、输出轴所组成。在传动板上最少有三个轴承孔，它们之间形成三角形位置关系。将输入轴和滚子轴承安装在传动板上与输入轴相隔一平行距离的一个轴承孔内，将两根曲柄的两端安装在减速器箱体上，其偏心部位和滚子轴承分别安装在传动板的另两个轴承孔内。将针齿轮(或内齿轮)与传动板相固联或制造成整体，摆线轮(或中心齿轮)与输出轴相固联或制造成整体。将针齿轮(或内齿轮)与摆线轮(或中心齿轮)保持内啮合。

当输入轴转动时，传动板在输入轴上滚子轴承的驱动下，在另两个与输入轴形成三角形位置关系的曲柄的制约下，传动板被迫作公转运动，于是，针齿轮(或内齿轮)作公转运动。又由于摆线轮(或中心齿轮)与针齿轮(或内齿轮)保持内啮合，且摆线轮(或中心齿轮)的齿数与针齿轮(或内齿轮)的齿数被设计成很小的齿差，因此，当针齿轮(或内齿轮)公转时，摆线轮(或中心齿轮)以及与其相固联的输出轴被迫作反向低速自转运动，实现减速运动。

由于采用了上述方案，于是：(1)少齿差内啮合齿轮机构通过一块传动板和二根曲柄实现了输入轴和输出轴之间的平行传动关系，且减速器不再需要独立的输出机构，由摆线轮(或中心齿轮)以及与其固联的输出轴直接将自身的低速旋转运动输出。(2)既保留了传统的少齿差行星传动减速器传动比大、结构紧凑的优点，又通过简化结构，降低了制造成本。(3)输入轴和滚子轴承允许选用较大的直径，使承载能力提高。(4)摆线轮(或中心齿轮)上不再需要与输出机构相关的轴销孔，因此，摆线轮(或中心齿轮)允许设计成较少的齿数和较小的齿根圆直径，实现较小的传动比。扩大了少齿差行星传动减速器的传动比范围。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的传动机构简图。

图2是本发明的一个实施例渐开线齿轮少齿差平行传动减速器的剖面结构图。

图3是本发明的一个实施例渐开线齿轮少齿差平行传动减速器的主视图和左视图。

图4是本发明的一个实施例渐开线齿轮少齿差平行传动和一对渐开线圆柱齿轮传动组合成的同轴式渐开线齿轮少齿差减速器的结构示意图。

图5是本发明中的主要零件传动板的零件示意图。

图6是本发明中的主要零件输入轴的零件示意图。

图7是本发明中的主要零件曲柄的零件示意图。

图中1.内齿轮 2.中心齿轮 3.输出轴 4.箱体 5.滚子轴承 6.输入轴7.传动板 8.滚针轴承 9.曲柄 10.曲柄 11.挡圈

在图1、图2和图3中，原动力由输入轴(6)输入，经过滚子轴承(5)驱动传动板(7)运动。由于两根曲柄(9)、(10)与输入轴形成三角形位置关系，它们的偏心距又相同，且都以箱体(4)作为零件两端的支承，因此，在传动板的驱动下，曲柄被迫跟随输入轴作速度和方向完全相同的转动，同时，该两根曲柄也制约了传动板的运动必然是以输入轴上的偏心距为半径的公转运动。于是，内齿轮(1)也随传动板作公转运动。由于内齿轮(1)与中心齿轮(2)始终保持内啮合，且中心齿轮的齿数少于内齿轮的齿数(一般少1～5齿)，所以，当内齿轮公转时，中心齿轮被迫作反向低速旋转运动，并由与其固联的输出轴(3)将运动输出。完成减速运动。

在图4中，原动力由一对渐开线圆柱齿轮输入，再驱动少齿差平行传动中的输入轴转动，将传动板(7)和内齿轮(1)制造成整体，将中心齿轮(2)和输出轴(3)制造成整体，将曲柄(9)设计成二根或三根并且沿内齿轮(1)圆周方向分布，于是，该减速器又成为同轴式传动的渐开线齿轮少齿差减速器。

在图5a中，传动板上的轴承孔是三个，它们之间形成三角形位置关系。在图5b中，传动板上的轴承孔是四个，它们之间形成多边形位置关系。在图5c中，传动板上的轴承孔是五个，其中安装曲柄的四个轴承孔之间形成平行四边形关系。

在图6和图7中，输入轴上的偏心距与曲柄上的偏心距应保持一致。

Claims (4)

1.一种少齿差平行传动减速器，其特征是：由一组传动板输入机构和一组少齿差内啮合齿轮机构两部分组成。传动板输入机构由主要零件输入轴(偏心轴)、轴承、传动板和二根曲柄所组成。二根曲柄的偏心距与输入轴上的偏心距相同。少齿差内啮合齿轮机构由主要零件针齿轮(或内齿轮)、摆线轮(或中心齿轮)、输出轴所组成。在传动板上最少有三个轴承孔，它们之间形成三角形位置关系。将输入轴和滚子轴承安装在传动板上与输入轴相隔一平行距离的一个轴承孔内，将两根曲柄的两端安装在减速器箱体上，其偏心部位和滚子轴承分别安装在传动板的另两个轴承孔内。将针齿轮(或内齿轮)与传动板相固联或制造成整体，摆线轮(或中心齿轮)与输出轴相固联或制造成整体。将针齿轮(或内齿轮)与摆线轮(或中心齿轮)保持内啮合。

2.根据权利要求1所述的少齿差平行传动减速器，其特征是：针齿轮(或内齿轮)和摆线轮(或中心齿轮)组成的共轭齿轮副，当齿形为针齿和摆线的等距线时，构成摆线针轮少齿差平行传动减速器；当齿形为渐开线时，构成渐开线少齿差平行传动减速器。也可以选用其它任意一种共轭齿形。

3.根据权利要求1所述的少齿差平行传动减速器，其特征是：曲柄可以设计成二根，也可以设计成多于二根。

4.根据权利要求1所述的少齿差平行传动减速器，可以与圆柱齿轮、伞齿轮、蜗轮蜗杆等传动机构组合成多级传动的减速器，或者与同机构组合成二级或三级少齿差平行传动减速器。或者设计成二根以上(包括二根)输出轴同时输出。

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