CN202170990U - 一种背隙可调行星齿轮减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种背隙可调行星齿轮减速器，减速器中的内齿圈为固定不旋转，行星轮齿分别与太阳轮的外齿和内齿圈的内齿相啮合，其特征是：在一个传动级内分别设置有第一行星轮组和第二行星轮组，在第一行星轮架组件与下锁块的接触面和第二行星轮架组件与上锁块的接触面上分别设有相互咬合的端面齿。本实用新型通过同时消除顺时针和逆时针方向的齿侧间隙、轴与行星轮内孔的间隙，由差齿调整获得减速器所要求的背隙。

Description

一种背隙可调行星齿轮减速器

技术领域

本实用新型涉及机械传动中的行星齿轮传动，特别是背隙可调行星齿轮减速器。

背景技术

行星齿轮传动装置中，通常采用数个行星轮同时传递载荷、使功率分流并合理地采用了内啮合，因而具有一系列的优点：如结构紧凑、体积小、重量轻、传动比范围大，传动效率高、运转平稳、噪音小、可进行运动的合成与分解等等，因而广泛应用于多种机械上，作为减速、增速和变速传动装置。

有一类行星传动，要求行星传动的输出转轴有逆时针和顺时针两种工作状态，同时要求两种工作状态转换的角度回差非常小，又称小背隙、零背隙传动。背隙定义为：将输入端固定，输出端顺时针和逆时针方向旋转，使输出端产生额定扭矩±2％扭矩时，减速机输出端有一个微小的角位移，此角位移就是回程间隙.单位是″分″，就是一度的六十分之一。如伺服电机、步进电机用减速器，主要应用于CNC数控机床，制袋机械，塑料机械，印刷机械等。一股渐开线行星传动减速器每一级减速的背隙不作要求，如果有背隙要求而且不小于0.5°，则不做任何处理，仅仅是减小齿轮啮合侧隙并验证其啮合侧隙即可；但如果是高精度要求的很小背隙的减速器(如10′或者是5′)，则齿轮的加工精度和行星轮架的加工精度必须很高，否则无法保证在极小啮合间隙下的装配和运转的良好性。其存在的不足之处是：

1、高精度齿轮的磨齿加工，高精度行星轮架的加工中心加工，加工周期时间长，成本大幅上升。

2、齿轮磨损造成的啮合侧隙和行星轮与销轴配合间隙的加大，根本无法解决背隙变大的问题，只有报废。

实用新型内容

本实用新型是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种背隙可调行星齿轮减速器，通过采用两组行星轮组和行星轮架组件，同时消除顺时针和逆时针方向的齿侧间隙、轴与行星轮内孔的间隙，再通过差齿调整获得减速器所要求的背隙。

本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是：

本实用新型背隙可调行星齿轮减速器，所述减速器中的内齿圈为固定不旋转，行星轮齿分别与太阳轮的外齿和内齿圈的内齿相啮合，其结构特点是：在一个传动级内分别设置有第一行星轮组和第二行星轮组，在第一行星轮架组件与下锁块的接触面和第二行星轮架组件与上锁块的接触面上分别设有相互咬合的端面齿，所述下锁块与上锁块由锁块销钉锁定；向心球轴承装在轴承座孔内，用孔用弹性挡圈限定向心球轴承轴向位移；螺钉将轴承座紧固在所述内齿圈的内孔输出端；轴用弹性挡圈限定向心球轴承在第一行星轮架组件轴向上的位置；锁紧螺钉将第二行星轮架组件、下锁块、上锁块与所述第一行星轮架组件紧固在一起。

本实用新型背隙可调行星齿轮减速器的结构特点也在于：

在所述接触面有相互咬合的端面齿的第一行星轮架组件和下锁块上设置的端面齿齿数均为N；在所述接触面有相互咬合的端面齿的第二行星轮架组件和上锁块上设置的端面齿齿数均为N+1。

所述减速器为二级减速或多级减速。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、本实用新型减速器可以使用常规精度等级(7级)的齿轮组装整机；这是因为每一级有两组齿轮，装配时通过调整两组齿轮组，保证一组齿轮组在顺势针方向消除啮合侧隙，另一组齿轮组在逆时针方向消除啮合侧隙，这样安装后的齿轮消除掉了全部的啮合侧隙，即背隙为“0”；齿轮的啮合侧隙为“0”的减速器是不能运转的，再通过差齿调整获得所需要的背隙。

2、本实用新型减速器在齿轮因磨损造成的啮合间隙加大而产生背隙的增加时，可以通过差齿调整啮合侧隙，重新得到很小的背隙，即可以恢复甚至于提高背隙精度。

附图说明

图1为本实用新型结构剖视总图；

图2为本实用新型逆时针方向消除间隙示意图；

图3为本实用新型顺时针方向消除间隙示意图；

图4为本实用新型中第二行星轮架组件左视图；

图5为本实用新型中第二行星轮架组件主视图；

图6为本实用新型中第二行星轮架组件俯视图；

图7为本实用新型中第一行星轮架组件主视图；

图8为本实用新型中第二行星轮架组件右视图；

图9为本实用新型中上锁块、下锁块及锁块销钉组件主视图；

图10为本实用新型中上锁块、下锁块及锁块销钉组件右视图；

图11为本实用新型中上锁块、下锁块及锁块销钉组件左视图。

图12为本实用新型二级减速背隙可调行星齿轮减速器示意图。

图中标号：1下锁块；2锁块销钉；3上锁块；4第二行星轮组；5太阳轮；6内齿圈；7第一行星轮组；8第二行星轮架组件；9锁紧螺钉；10第一行星轮架组件；11向心球轴承；12孔用弹性挡圈；13螺钉；14轴承座；15轴用弹性挡圈。

具体实施方式

参见图1，本实施例是一种太阳光自动跟踪装置用减速器。

具体实施中，本实施例中背隙可调行星齿轮减速器，内齿圈6固定不旋转，行星轮齿分别与太阳轮5的外齿和内齿圈6的内齿相啮合，在一个传动级内设有两组行星轮组，即第一行星轮组7和第二行星轮组4，在第一行星轮架组件10与下锁块1的接触面和第二行星轮架组件8与上锁块3的接触面上分别设有相互咬合的端面齿，下锁块1与上锁块3由锁块销钉2锁定；向心球轴承11装在轴承座14孔内，用孔用弹性挡圈12限定轴向位移；螺钉13将轴承座14紧固在内齿圈6内孔输出端；轴用弹性挡圈15限定向心球轴承11在第一行星轮架组件10轴向上的位置；锁紧螺钉9将第二行星轮架组件8、下锁块1、上锁块3与第一行星轮架组件10紧固在一起。

本实施例中背隙可调行星齿轮减速器，在第一行星轮架组件10与下锁块1接触面有相互咬合的端面齿，齿数相同设为N，取N＝80；则第二行星轮架组件8与上锁块3接触面有相互咬合的端面齿，齿数相同为N+1，80+1＝81；

各零件的设计参数如下：

第一行星轮组7和第二行星轮组4各由三只齿轮组成；齿轮的参数相同，均为：

模数m＝0.9；齿数z＝15；压力角a＝25°；

变位系数x＝0.3106；

公法线长w3＝7(-0.04/-0.08)；

太阳轮5齿轮参数：

模数m＝0.9；齿数z＝8；压力角a＝25°；

变位系数x＝0.3；

公法线长w2＝4.27(-0.04/-0.08)；

内齿圈6(一只)齿轮参数：

模数m＝0.9；齿数z＝40；压力角a＝25°；

变位系数x＝-0.0934；

公法线长w6＝15(0.09/0.04)；

行星轮内孔和销轴之间的间隙为0.04mm(单边)；

中心距10.85mm；

背隙由两部分组成：

第一部分：齿轮之间的啮合侧隙，太阳轮和行星轮之间的啮合侧隙以及行星轮和内齿圈之间的侧隙，经过实际计算，这两部分侧隙造成背隙为0.5385°；

第二部分：行星轮内孔和销轴间隙造成的背隙：经过计算为：

180°*0.04*2/(10.85*π)＝0.2112*2＝0.4224°；

总计背隙＝0.4224°+0.5385°＝0.9610°；

本实施例背隙调整是这样完成的：

动力从太阳轮5输入：太阳轮5和内齿圈6同时与第一行星轮组7相啮合，且消除掉顺时针方向的齿侧间隙所产生的背隙0.41925°；同时消除掉轴与行星轮内孔的间隙所产生的背隙0.2112°，如图3所示。

动力从太阳轮5输入：太阳轮5和内齿圈6同时与第二行星轮组4相啮合，且消除掉逆时针方向的齿侧间隙所产生的背隙0.41925°；同时消除掉轴与行星轮内孔的间隙所产生的背隙0.2112°，如图2所示。

保持间隙消除状态下将下锁块1和上锁块3用三只锁块销钉2销死，如图9、图10和图11所示。

在第一行星轮架组件10与下锁块1接触面有相互咬合的端面齿，如图7和图8所示，图7中的”A”基准面齿数为N＝80，图9中的“C”基准面的齿数为N＝80；而第二行星轮架组件8与上锁块3接触面同样有相互咬合的端面齿，如图4、图5和图6所示，图4中的“B”基准面端面齿齿数为N+1＝81，图9中的“D”基准面的端面齿齿数为N+1＝81；即二者齿数相差一齿。因为第一行星轮架组件10与下锁块1相咬合的齿数相等为80，第二行星轮架组件8与上锁块3相咬合的齿数为81，那么当第二行星轮架组件8在顺时针转过一个端面齿距，相对于上下锁块组合件，即下锁块1、锁块销钉2和上锁块3的转角为360°/81；当第一行星轮架组件10同样也在顺时针转过一个端面齿距，其相对上下锁块组合件，即下锁块1、锁块销钉2和上锁块3的转角为360°/80；二者在顺时针方向的转角之差为360°/(81*80)；这个角度就是微调机构的最小调整单元：360°/(80*81)＝0.0555556°＝3.3′。

消除所有顺时针和逆时针方向间隙后，在第一行星轮架组件10和第二行星轮架组件8的外圆做好标记；将各零件安装进内齿圈6内，将第一行星轮架组件10相对于上锁块3与下锁块1组合件顺时针方向调整一个端面齿距；同时将第二行星轮架组件8相对于上锁块3与下锁块1组合件同样顺时针方向调整一个端面齿距，这样，第一行星轮架组件10和第二行星轮架组件8相对于没有调整一个端面齿距之前二者具有一定的相对转角。此时，第一行星轮组7和第二行星轮组4可以在内齿圈6内运转自如而又保证有最小的背隙约3.33′，也可以同时调整两个端面齿，那么背隙将变成2*3.33′＝6.66′；最后锁死锁紧螺钉9。

当出现齿轮的齿厚磨损以及行星轮与销轴配合磨损而造成背隙变大不能满足使用要求的时候，可以将锁紧螺钉9松开，将第一行星轮架组件10和第二行星轮架组件8再同旋向调整一定的相对转角消除一定量背隙，使其在适合的背隙下运转，延长减速器的使用寿命和提高减速器的工作质量。

图12所示为二级减速背隙可调行星齿轮减速器示意图；相同原理也可以设计成多级减速减速器。

Claims (3)

1.一种背隙可调行星齿轮减速器，所述减速器中的内齿圈(6)为固定不旋转，行星轮齿分别与太阳轮(5)的外齿和内齿圈(6)的内齿相啮合，其特征是：在一个传动级内分别设置有第一行星轮组(7)和第二行星轮组(4)，在第一行星轮架组件(10)与下锁块(1)的接触面和第二行星轮架组件(8)与上锁块(3)的接触面上分别设有相互咬合的端面齿，所述下锁块(1)与上锁块(3)由锁块销钉(2)锁定；向心球轴承(11)装在轴承座孔内，用孔用弹性挡圈(12)限定向心球轴承(11)轴向位移；螺钉(13)将轴承座(14)紧固在所述内齿圈(6)的内孔输出端；轴用弹性挡圈(15)限定向心球轴承(11)在第一行星轮架组件(10)轴向上的位置；锁紧螺钉(9)将第二行星轮架组件(8)、下锁块(1)、上锁块(3)与所述第一行星轮架组件(10)紧固在一起。

2.根据权利要求1所述的背隙可调行星齿轮减速器，其特征是：在所述接触面有相互咬合的端面齿的第一行星轮架组件(10)和下锁块(1)上设置的端面齿齿数均为N；在所述接触面有相互咬合的端面齿的第二行星轮架组件(8)和上锁块(3)上设置的端面齿齿数均为N+1。

3.根据权利要求1或2所述的背隙可调行星齿轮减速器，其特征是所述减速器为二级减速或多级减速。

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