CN1721735A - 渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，包括一个与输入轴固连的渐开线中心齿轮、二个或三个均布在行星架上的渐开线行星齿轮、一个双排滚子链环、一个与机座或输出轴固连的，齿数比滚子链环的链节数多二或三齿的少齿差摆线内齿轮、一个与输出轴或机座固连的，齿数与滚子链环的链节数相等的零齿差长幅摆线内齿轮。输入轴的高速回转经渐开线行星齿轮传动和摆线滚子链谐波传动二次减速后，由输出轴低速输出。本发明适用于矿山、冶金、化工、纺织、轻工、制药、起重运输、物流等行业以及各类相关的高科技领域。

Description

渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构
技术领域
本发明涉及一种输入轴与输出轴同轴线的大传动比减速传动机械，特别地，涉及一种渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构。
背景技术
现有的同轴线式大传动比减速传动机械主要可分为三类：渐开线少齿差行星减速机构、摆线针轮减速机构和传统的谐波减速机构。在渐开线少齿差行星减速机构中，为了避免齿顶干涉，必须采用大啮合角传动，径向负荷大。在摆线针轮减速机构中，为了避免摆线齿轮冗切，引入短幅系数，当传动比较大时，摆线齿轮的齿高很小，承载时会出现打滑故障。渐开线少齿差行星减速机构和摆线针轮减速机构均需要通过输出机构将运动和动力输出，结构较复杂，销轴式输出机构的销轴容易折断。在渐开线少齿差行星减速机构和摆线针轮减速机构中采用两个行星轮虽然能实现静态平衡，但不能消除动态不平衡的不良因素。在传统的谐波减速机构中，柔轮的加工工艺复杂，制造成本高，在运行过程中易出现柔轮早期疲劳破裂。由于传统的谐波传动机构是基于柔轮材料的宏观弹性变形而实现啮合传动的，因而制约了谐波减速机构在大功率重负荷领域的开发应用。在本发明人于2003年申报的发明专利《摆线滚子链谐波减速器》(申请号200310121099.2)中，提出了利用长幅摆线内齿轮和双排短节距传动用精密滚子链构成一种新型的谐波减速传动机构，可有效地解决上述技术问题。但是在该发明中所采用的标准双排传动用精密滚子链的节距和滚子半径受标准参数的制约，单级谐波减速的实用传动比不宜太大，未能充分发挥谐波减速机构可实现大传动比的优势。
发明内容
本发明的目的是提供一种渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，在摆线滚子链谐波减速机构的基础上引入渐开线齿轮行星啮合传动，通过渐开线齿轮行星啮合传动的减速功能，降低摆线滚子链谐波减速传动级中的行星架(即谐波发生器)的转速。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，其特征在于，它包括：一输入轴1，一输出轴17，一机座6；一与输入轴1固定联接的渐开线中心齿轮5；一行星架4，行星架4通过滚动轴承与输入轴1构成转动联接；渐开线行星齿轮11，与行星架4构成转动连接；一双排滚子链环10；一少齿差摆线内齿轮9；一零齿差摆线内齿轮12；少齿差摆线内齿轮9与机座6固定联结，零齿差摆线内齿轮12与输出轴17固定联接；或者零齿差摆线内齿轮12与机座6固定联结，少齿差摆线内齿轮9与输出轴17固定联接。
本发明具有以下技术效果：1.继承了传统谐波减速机构单级传动比大的优点；2.避免采用制造工艺较复杂而在实用中易于早期疲劳破损的柔轮，利于谐波减速传动方式在重负荷领域的开发应用；3.所设置的长幅摆线滚子链谐波减速传动机构的啮合副为凹凸面接触，承载时接触应力较小；4.所设置的零齿差长幅摆线滚子链谐波同步输出机构与现有的渐开线零齿差输出机构和销轴式输出机构比较，具有结构紧凑，承载能力大的优点；5.实现了整机动态平衡设计。应用本发明开发的大传动比减速传动机械，适用于矿山、冶金、化工、纺织、轻工、制药、起重运输、物流等行业以及国防和各类相关的高科技领域。
附图说明
图1是本发明实施例1的结构装配轴剖面图；
图2是本发明实施例1的减速部分啮合状态图；
图3是本发明实施例1的同步输出啮合状态图；
图4是本发明实施例2的结构装配轴剖面图；
图5是本发明实施例2的减速部分啮合状态图；
图6是本发明实施例2的同步输出啮合状态图。
图1至图6中：1输入轴，2、3轴承，4行星架，5渐开线中心齿轮，6机座，7行星齿轮销轴，8轴承，9少齿差摆线内齿轮，10双排滚子链环，11渐开线行星齿轮，12零齿差摆线内齿轮，13输出轴的法兰端，14、15、16轴承，17输出轴，18滚子链上的参与谐波同步输出啮合的滚子，19滚子链环上的参与谐波减速传动啮合的滚子，20滚子链环引导弧。
具体实施方式
下面根据附图详细说明本发明的具体实施例。
实施例1：渐开线摆线滚子链行星双谐波复合减速传动机构
图1示出了本发明实施例1的结构装配轴剖面图，图2和图3分别为它的A-A剖视图和B-B剖视图。输入轴1与渐开线中心齿轮5固定联接并通过滚动轴承2与机座6构成转动连接。行星架4通过滚动轴承3和14与输入轴1构成转动联接。渐开线行星齿轮11通过滚动轴承8和销轴7与行星架4构成转动联接。齿数比双排滚子链环10的链节数多二齿的少齿差摆线内齿轮9与机座6固定联接，齿数与双排滚子链环10的链节数相等的零齿差长幅摆线内齿轮12与输出轴17在法兰端13处固定联接，输出轴17通过滚动轴承15、16与机座6构成转动联接，通过滚动轴承与输入轴1构成转动连接。
图2示出了实施例1的复合减速传动机构的啮合状态，其中两个对称分布行星齿轮11在渐开线行星齿轮传动部分与中心齿轮5啮合，在双谐波传动部分则被用作为滚子链环的导轮，使双排滚子链环10产生两个波峰，依次推动双排滚子链上的滚子19与固定在机座6上的少齿差摆线内齿轮9实现谐波啮合。滚子链环上位于非谐波波峰上的滚子受滚子链环引导弧20的引导。
图3示出了滚子链环与零齿差摆线内齿轮12的啮合状态，双排滚子链上的滚子18与零齿差摆线内齿轮12啮合。由于双排滚子链环的链节数与零齿差摆线内齿轮12的齿数相等，两者同步回转。
设中心齿轮5的齿数为Z1，滚子链的链节数为Z2，少齿差摆线内齿轮的齿数Z3，则输入轴1与输出轴17之间的传动比为
i12＝n1/n2＝Z2(1+Z3/Z1)/(Z2-Z3)                                 (1)
式中n1输入轴转速，n2为输出轴转速，两轴的回转方向相反。
若零齿差摆线内齿轮12与机座6固定联接，二齿差摆线内齿轮9与输出轴17固定联接，则输入轴与输出轴之间的传动比为
i12＝n1/n2＝Z3(1+Z2/Z1)/(Z3-Z2)                                  (2)
输出轴与输入轴的回转方向相同。
实施例2：渐开线摆线滚子链行星三谐波复合传动减速机构
图4示出了本发明实施例2的结构装配轴剖面图，图5和图6分别为它的C-C剖视图和D-D剖视图。输入轴1与渐开线中心齿轮5固定联接。输入轴1与行星架4通过滚动轴承2和3与机座6构成转动联接，渐开线行星齿轮11通过滚动轴承8和销轴7与行星架4构成转动联接。齿数比双排滚子链环10的链节数多三齿的少齿差摆线内齿轮9与机座6固定联接。齿数与双排滚子链环10的链节数相等的零齿差摆线内齿轮12与输出轴17在法兰端13处固定联接，输出轴17通过滚动轴承15、16与机座6构成转动联接，通过滚动轴承与输入轴1构成转动连接。
图5示出了实施例2的复合减速传动机构的啮合状态，其中三个均匀分布的行星齿轮11在渐开线行星齿轮传动部分与中心齿轮5啮合，在三谐波传动部分则被用作为双排滚子链环10的导轮，使滚子链环10产生三个波峰，依次推动双排滚子链上的滚子19与固定在机座6上的少齿差摆线内齿轮9实现谐波啮合。
图6示了出滚子链环与零齿差摆线内齿轮12的啮合状态。双排滚子链上的滚子18与零齿差摆线内齿轮12啮合。由于双排滚子链环的链节数与零齿差摆线内齿轮12的齿数相等，两者同步回转。
设中心齿轮5的齿数为Z1，滚子链的链节数为Z2，三齿差摆线内齿轮的齿数Z3，则输入轴1与输出轴17之间的传动比按式(1)计算。
若零齿差摆线内齿轮12与机座6固定联接，三齿差摆线内齿轮9与输出轴17固定联接，则输入轴与输出轴之间的传动比按式(2)计算。
上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，其特征在于，它包括：
一输入轴(1)，一输出轴(17)，一机座(6)。
一与输入轴(1)固定联接的渐开线中心齿轮(5)。
一行星架(4)，行星架(4)通过滚动轴承与输入轴(1)构成转动联接。
渐开线行星齿轮(11)，与行星架(4)构成转动连接。
一双排滚子链环(10)。
一少齿差摆线内齿轮(9)。
一零齿差摆线内齿轮(12)。
少齿差摆线内齿轮(9)与机座(6)固定联结，零齿差摆线内齿轮(12)与输出轴(17)固定联接；或者零齿差摆线内齿轮(12)与机座(6)固定联结，少齿差摆线内齿轮(9)与输出轴(17)固定联接。
2.根据权利要求1所述的渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，其特征在于，输入轴(1)与输出轴(17)之间通过滚动轴承构成转动联接，输入轴(1)与机座(6)之间通过滚动轴承构成转动联接，输出轴(17)与机座(6)之间通过滚动轴承构成转动联接。
3.根据权利要求1所述的渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，其特征在于，渐开线行星齿轮(11)是两个以180°对称分布的行星齿轮或者是三个以120°均匀分布的行星齿轮。
4.根据权利要求1所述的渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，其特征在于，渐开线行星齿轮(11)通过滚动轴承(8)和销轴(7)与行星架(4)构成转动联接。
5.根据权利要求1所述的渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，其特征在于，少齿差摆线内齿轮(9)或零齿差摆线内齿轮(12)与输出轴(17)在法兰端(13)处固定联接。
6.根据权利要求1所述的渐开线摆线滚子链行星谐波复合减速传动机构，其特征在于，还包括滚子链环引导弧(20)。
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