CN203703020U - 电动式机械加载器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动式机械加载器，包括减速器。所述减速器包括两套减速齿轮组：一套为钟形谐波减速齿轮组，包括凸轮和柔性轴承构成的主传动波发生器，带有外齿的从动柔轮与带有内齿的刚轮。凸轮位于柔轮的钟形内环中。所述柔轮的齿数与刚轮的齿数之比为100∶101其减速比为100。另外一套为两级行星减速齿轮组，每级包括一个中心齿轮，一个与其同心的内齿圈和均布在中心齿轮周围的行星齿轮。行星齿轮安装在行星框架上，与中心齿轮和内齿圈同时啮合。两级行星减速齿轮组总减速比为100，减速器从而实现大的减速比。经过优化设计其结构紧凑，体积小，重量轻；内部结构以轴对称，易动平衡，从而能达到高速旋转的要求，同时能够承载相当大的扭矩。电动式机械加载器科技创新的目的是要填补国内2～10万牛米，3000～5000r/min重载高速加载器的空白。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动式机械加载器
背景技术
加载器是产品试验台架上输出扭矩载荷的重要部件之一，在工矿企业、研究所和工科院校的实验室内使用十分广泛。
目前使用的加载器的结构形式有多种多样其中包括液压式加载器，但是都存在着各种各样的不足之处，因此机械加载器以其：1.承载扭矩大，2.无加载行程角的限制，3.运行可靠，不存在松载问题，4.驱动功率小，保载时无需供电，5.能够实现自动控制加载等显著优点脱颖而出，越来越受到用户的青睐。其中，电动式机械加载器由于其使用的减速器结构独特——结构简单，体积小，重量轻，内部结构以轴对称，易动平衡，从而能达到高速旋转的要求，获取了一项实用新型专利。(详见专利200420058389.7)但是该技术目前的承载能力只能达到10000牛米左右，扭矩再大，尚有一定难度。
齿轮行业十二五发展规划大纲提出高铁、风电、核电、船舶等行业越来越需要重载高速的齿轮装置；这些齿轮装置的试验也越来越需要重载高速的试验台。在机械闭式试验台上当然越来越需要重载高速的加载器。目前国内2～10万牛米，3000～5000r/min的重载高速加载器还主要依赖从国外进口。电动式机械加载器的科技创新就是要填补这一国内空白！
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种重载高速的电动式机械加载器。
本实用新型所述的电动式机械加载器，包括减速器。所述减速器为复合式减速器，包括一套钟形谐波减速齿轮组和另一套为两级行星减速齿轮组。
所述一套钟形谐波减速齿轮组，包括凸轮和柔性轴承构成的主传动波发生器，带有外齿的从动柔轮和与电机壳体固定带有内齿的刚轮。
所述凸轮为椭圆形，由刚性轴承支撑安装在柔轮的端部，位于柔轮的钟形内环中；在凸轮内腔刚性轴承的另一侧通过内齿花键与微型电机轴上的花键盘相连。
所述钟形谐波减速齿轮组的柔轮与刚轮的齿数之比为100∶101，其减速比为100。
所述另一套为两级行星减速齿轮组，每级包括一个中心齿轮，一个与其同心的内齿圈和均布在中心齿轮周围的几个行星齿轮，并且安装在行星框架上。
所述两级行星减速齿轮组，其特征每级均为NGW型结构(标准定义：N——代表内齿圈与行星齿轮为内啮合齿轮副；W——代表行星齿轮与中心齿轮为外啮合齿轮副；G——代表行星齿轮为内齿圈与中心齿轮的共用齿轮)
所述的加载器的行星减速齿轮组的每级中心齿轮的齿数分别为9～13个。
所述的加载器的行星减速齿轮组的每级行星齿轮分别为3～5个。
所述两级行星减速齿轮组的每级的内齿圈和中心齿轮的齿数之比分别为9∶1，两级行星减速齿轮组的总减速比为100。
所述钟形谐波减速齿轮组的柔轮端部通过内齿花键与一级行星减速中心齿轮的花键轴相连接。一级行星框架通过内齿花键与二级行星减速齿轮组的中心齿轮的花键轴相连接。二级行星减速齿轮组的行星框架的通过内齿花键与花键轴相连接，花键轴另一端安装有刻度盘。
本实用新型所述的电动式机械加载器减速器的前置级为钟形谐波减速齿轮组，当微电机驱动波发生器连续转动时，柔轮与刚轮啮合与脱开沿圆周方向依次发生，循环不已。由于柔轮与刚轮的齿数之比为100∶101，所以当波发生器转动一周时，柔轮则向相反方向转动齿数差的角度，其减速比达到100。
所述加载器减速器的后两级行星减速齿轮组，由前置级通过内齿花键与花键轴结构驱动一级行星减速齿轮组的中心齿轮转动，中心齿轮带动行星齿轮转动，由于内齿圈固定不动，行星齿轮只能带动行星框架沿内齿圈转动，其减速比等于内齿圈的齿数与中心齿轮的齿数比加1，由于两者齿数比为9∶1，其减速比为10；一级行星减速齿轮组的行星框架通过内齿花键与花键轴结构驱动二级行星减速齿轮组如上述一样转动，从而实现了大的减速比。本加载器充分发挥行星减速结构承载扭矩大的特点，如果驱动电机的驱动扭矩达到10牛米，其加载器的减速器的输出端，就能够获得10万牛米的加载扭矩。同时，经过优化设计其结构紧凑，体积小，重量轻；内部结构以轴对称，易动平衡，从而能达到高速旋转的要求。本加载器除了具有增大扭矩范围的特点外，还继承了本加载器原型的全部特点和优点。
附图说明
图1.是本实用新型所述加载器的减速器结构示意图；
图2.是本实用新型所述加载器的结构原理图；
图3.是本实用新型所述加载器的安装样式示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实用新型所述的电动式机械加载器包括减速器。该减速器为复合式减速器，包括一套钟形谐波减速齿轮组和另一套为两级行星减速 齿轮组。
所述一套钟形谐波减速齿轮组，包括凸轮(2)和柔性轴承(3)构成的主传动波发生器，带有外齿的从动柔轮(5)和与电机壳体固定在一起带有内齿的刚轮(4)。
所述凸轮(2)由刚性轴承(6)支撑安装在柔轮(5)的端部，位于柔轮(5)的钟形内环中；在凸轮(2)内腔中刚性轴承(6)的另一侧的内齿花键与微型电机轴(1)上的花键盘相啮合。
所述凸轮(2)为椭圆形，柔轮(5)在椭圆长轴两端处与刚轮(4)啮合，在椭圆短轴两端处柔轮(5)的轮齿与刚轮(4)的轮齿完全脱开。柔轮在凸轮(2)作用下产生变形，与刚轮(4)啮合、转动，但是刚轮不转动，由于柔轮(5)的齿数与刚轮(4)的齿数之比为100∶101，所以凸轮(2)转动一周，柔轮(5)向相反方向转动齿数差的角度，从而其速度降低了100倍。
所述另一套两级行星减速齿轮组，每级包括一个中心齿轮(7、11)，一个与其同心的内齿圈(9、13)和均布在中心齿轮(7、11)周围的几个行星齿轮(8、12)。所述行星齿轮(8、12)安装在行星框架(10、14)上，与中心齿轮(7、11)和内齿圈(9、13)同时啮合。行星框架(14)的内齿花键与花键轴(15)连接，花键轴(15)另一端安装有刻度盘(16)，刻度盘(16)将动力传出。
所述两级行星减速齿轮组，每级特征均为NGW型结构(标准定义：N——代表内齿圈与行星齿轮为内啮合齿轮副；W——代表行星齿轮与中心齿轮为外啮合齿轮副；G——代表行星齿轮为内齿圈与中心齿轮的共用齿轮)。
所述本加载器的减速器的前置级为谐波减速齿轮组，后两级为行星减速齿 轮组。前置级通过柔轮(5)端部的内齿花键与花键轴结构，驱动一级行星减速齿轮组的中心齿轮(7)转动，中心齿轮(7)带动行星齿轮(8)转动，由于内齿圈(9)固定不动，行星齿轮(8)只能带动行星框架(10)沿内齿圈(9)转动，其减速比等于内齿圈(9)的齿数与中心齿轮(7)的齿数之比加1，由于两者齿数比为9∶1，其减速比为10；一级行星减速齿轮组的行星框架(10)通过内齿花键与花键轴结构驱动二级行星减速齿轮组如上述一样转动，从而实现了大的减速比。所述本加载器的行星减速齿轮组的中心齿轮(7、11)的齿数分别取为9～13个为宜。如果齿数再多，势必增加加载器的旋转半径不利于高速旋转；如果齿数再小已无法实现。
所述本加载器的行星减速齿轮组的行星齿轮(8、12)分别取为3～5个为宜。如果行星齿轮(8、12)的个数再增多，可以进一步增大加载器的承载能力；但是却大大减小了减速比的数值。
本加载器经过充分优化设计既获得较大的扭矩承载能力，又使其结构紧凑，体积小，重量轻；其内部结构以轴对称，易动平衡，从而容易达到高速旋转的要求。
本加载器不仅大大增加了扭矩范围，还继承了本加载器原型的全部特点和优点。
本加载器的使用安装样式与其它机械加载器一样，都有两端输出，水平安装(参见图3.A)和一端输出，凸缘安装(参见图3.B)两种样式。
Claims (8)
1.电动式机械加载器，包括减速器，其特征是所述减速器为复合式减速器，包括一套钟形谐波减速齿轮组和另一套两级行星减速齿轮组，一套钟形谐波减速齿轮组，包括凸轮(2)和柔性轴承(3)构成的主传动波发生器，带有外齿的从动柔轮(5)和与电机壳固定在一起、带有内齿的刚轮(4)，所述凸轮(2)由刚性轴承(6)支撑安装在柔轮(5)的端部，位于柔轮(5)的钟形内环中，在凸轮(2)内腔刚性轴承(6)的另一侧通过内齿花键与微型电机轴(1)上的花键盘相连接；
另一套为两级行星减速齿轮组，每级包括一个中心齿轮(7，11)，一个与其同心的内齿圈(9，13)，几个行星齿轮(8，12)以及安装行星齿轮(8，12)的框架(10，14)。
2.根据权利要求1所述的加载器，其特征是所述凸轮(2)为椭圆形。
3.根据权利要求1所述的加载器，其特征是所述两级行星减速齿轮组均为NGW型结构(标准定义：N——代表内啮合；G——代表共用齿轮；W——代表外啮合)。
4.根据权利要求1所述的加载器，其特征是所述中心齿轮(7，11)的齿数分别为9～13个。
5.根据权利要求1所述的加载器，其特征是所述行星齿轮(8，12)分别为3～5个，且均布安装在框架(10，14)上。
6.根据权利要求1所述的加载器，其特征是所述一套钟形谐波减 速齿轮组的柔轮(5)端部通过内齿花键与一级行星减速齿轮组的中心齿轮(7)的花键轴相连接，一级行星框架(10)通过内齿花键与二级行星减速齿轮组的中心齿轮(11)的花键轴相连接，二级行星减速齿轮组的行星框架(14)的内齿花键与花键轴(15)相连接，花键轴(15)另一端安装有刻度盘(16)。
7.根据权利要求1或2所述的加载器，其特征是所述一套钟形谐波减速齿轮组的柔轮(5)的齿数与刚轮(4)的齿数之比为100∶101，其减速比为100，减速比大小通过齿数可以调整。
8.根据权利要求1或3、4、5所述的加载器，其特征是所述两级行星减速齿轮组的的内齿圈(9，13)和中心齿轮(7，11)的齿数之比分别为9∶1，两级的总减速比为100，减速比大小通过齿数可以调整。
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| CN107202152A (zh) * | 2017-06-01 | 2017-09-26 | 南京理工大学 | 一种双传动比少齿差‑谐波齿轮减速器 |
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