CN2085446U - 内啮合行星传动装置 - Google Patents

Abstract

内啃合行星传动装置用于减速或增速，该装置采 用多曲柄滚动星轮(10)作为转动传递机构，其两轴伸 上装有支承盘(4)、(7)并固紧为整体，又通过输入轴 (3)的多曲柄(6)上装有多个结构、技术参数相同的行 星齿轮(2)交错180°同时与一个内齿轮(1)相啮合 来形成双支承力分流和力均衡，从而使承载能力提高 约1/2、轴承寿命延长、装置运转平稳、噪声小。

Description

本实用新型涉及齿轮传动装置，具体涉及以多曲柄滚动星轮作为转动传递机构的内啮合行星传动装置。

本发明人在专利申请号为88105740.1的文件中公开了以曲拐式滚动星轮作为转动传递机构的少齿差行星传动装置，它明显优于销轴销套作转动传递机构，但是曲拐上的滚动轴承受力状况仍然影响其承受重载时保持高的使用寿命；在US4，656，891号专利文献中叙述了用两个双曲柄的滚动星轮作为转动传递机构，该装置是由输入轴上的中心轮同时与两个外齿轮啮合，外齿轮分别装在双曲柄星轮轴上，通过曲柄上的轴承同时驱动两个行星齿轮，因此该曲柄星轮不仅作转动传递机构承受行星齿轮的径向负荷，同时又要传递扭矩，载荷过于集中，在结构上又难以充分利用行星齿轮的径向面积，故使承载能力受到限制。

本实用新型的目的是提供具有使力分流、力均衡的结构从而实现提高承受重载能力和延长轴承使用寿命的内啮合行星传动装置。

本装置通过转动传递机构——n个星轮曲柄的两端轴伸分别用滚动轴承装于两支承盘上均布的孔中，并用穿过行星齿轮上均布通孔的n个支承轴将其固为整体，同时，输入轴上的曲柄偏心距与星轮曲柄的偏心距相等，用滚动轴承装在输入轴曲柄上的多个行星齿轮之结构和技术参数相同并以偏心交错180°与一个内齿轮相啮合，从而形成双支承、力分流和力均衡来实现提高承受重载的能力和延长滚动轴承寿命的目的。

下面结合附图详述本实用新型：

图1、采用双曲柄滚动星轮作转动传递机构并带有平衡器的内啮合行星传动装置结构原理图；

图2、采用三曲柄的滚动星轮作转动传递机构的内啮合行星传动装置结构原理图；

图3、采用双曲柄滚动星轮作转动传递机构的内啮合行星传动装置结构图；

图4、是图3内啮合行星传动装置的K向剖视图。

图5、采用双曲柄滚动星轮作转动传递机构的侧装式内啮合行星传动装置结构图。

图1所示装置的基本结构主要由内齿轮〔1〕、行星齿轮〔2〕、输入轴〔3〕、右支承盘〔4〕、支承轴〔5〕、曲柄〔6〕、左支承盘〔7〕、平衡器〔8〕、输出轴〔9〕、曲柄星轮〔10〕和机壳〔11〕构成，输入轴〔3〕为带有多个（图1为两个、图2为三个）曲柄〔6〕的轴，多个曲柄〔6〕按偏心交错180°设置，多个曲柄〔6〕的偏心距a相同，输入轴〔3〕与输出轴〔9〕同轴并分别用滚动轴承支承于机壳〔11〕及轴承座的内孔中（参见图3、图5），输入轴〔3〕的多个曲柄〔6〕上分别通过相同规格的滚动轴承（亦称转臂轴承）安装着多个结构和技术参数完全相同的、齿数为偶数的行星齿轮〔2〕，这样便可使多个行星齿轮〔2〕以偏心交错180°对称地与固紧于机壳〔11〕上的、齿数为偶数的一个内齿轮〔1〕同步内啮合，达到输入轴〔3〕上的径向力分流之目的，输入轴〔3〕上、多个行星齿轮〔2〕的两外侧装有两个双向平衡器〔8〕，以使其在运动时产生一对力偶来平衡行星齿轮组件产生的轴向倾覆力矩，设计平衡器〔8〕的计算公式为：

Fo×L＝F×1

式中：Fo——平衡器构件所产生的离心力；

F  ——每个行星齿轮组件所产生的离心力；

L  ——两个平衡器构件重心之距离；

l  ——行星齿轮组件重心轴向距离，

当多个行星齿轮〔2〕为两个以上时（参见图2），两外侧的行星齿轮组件形成双向平衡系统，从而可取消平衡器〔8〕；行星齿轮〔2〕上有分布圆直径为Dz的n个等分孔，n个曲柄星轮〔10〕的多个曲柄分别通过滚动轴承装在多个行星齿轮〔2〕上的n个等分孔中，曲柄星轮〔10〕上的曲柄偏心交错180°设置，其偏心距a₁与输入轴〔3〕上的曲柄〔6〕的偏心距a相等，曲柄星轮〔10〕两端具有轴伸，两轴伸分别通过滚动轴承装于右支承盘〔4〕和左支承盘〔7〕的与行星齿轮〔2〕相同的分布圆直径为Dz的均布之孔中，上述安装曲柄星轮〔10〕之轴承的孔直径相同，行星齿轮〔2〕和右支承盘〔4〕、左支承盘〔7〕上还有与分布圆直径为Dz的孔交错对称设置的分布圆直径为Dx的n个孔，n个支承轴〔5〕分别穿过多个行星齿轮〔2〕上分布圆直径为Dx的n个通孔，而支承轴〔5〕的两端轴颈分别插入右支承盘〔4〕和左支承盘〔7〕上分布圆直径为Dx的孔中，将两个支承盘紧固为整体，行星齿轮〔2〕和右支承盘〔4〕、左支承盘〔7〕上安装n个支承轴〔5〕的孔之分布圆直径Dx大于安装n个曲柄星轮〔10〕的孔之分布圆直径Dz，为避免干涉，行星齿轮〔2〕上分布圆直径为Dx的n个孔之直径D应大于穿过上述孔的支承轴〔5〕之直径d与两倍偏心距a₁之和，即D＞d＋2a₁（参见图4），上述双支承结构使曲柄星轮〔10〕上的轴承受力情况较为均衡。本发明的传动装置工作时，运动从输入轴〔3〕输入，通过偏心曲柄〔6〕和其上的滚动轴承推动行星齿轮〔2〕，行星齿轮〔2〕与内齿轮〔1〕相啮合，使得行星齿轮〔2〕产生公转和自转，行星齿轮〔2〕又带动曲柄星轮〔10〕作自转与公转，它又通过两端轴伸上的滚动轴承将自转运动传递给右支承盘〔4〕和左支承盘〔7〕，当左支承盘〔7〕与输出轴〔9〕固为一体时，内齿轮〔1〕与机壳〔11〕固紧在一起，机壳〔11〕固定，则支承盘上的轴承推动输出轴〔9〕作自转运动，从而将减速后的运动输出，此为行星齿轮输出型式；反之，如果输出轴〔9〕固定，机壳〔11〕不固定，则内齿轮〔1〕带动机壳〔11〕一起转动，此时行星齿轮〔2〕只作公转不作自转，从而形成内齿轮输出型式；本发明传动装置中亦可将内齿轮〔1〕与输出轴〔9〕固为一体，而支承盘〔4〕与固定的机壳〔11〕固紧在一起，则形成内齿轮输出型式。

图2所示是图1的一种变异，取消了平衡器〔8〕，其曲柄星轮〔10〕具有三段曲柄，输入轴〔3〕上亦有三段曲柄，中间一段曲柄装两个行星齿轮〔2〕，左右两段曲柄〔6〕各装一个行星齿轮〔2〕亦可将将四个行星齿轮〔2〕之中间的两个合并为一个宽度等于原两个的行星齿轮，左支承盘〔7〕与右支承盘〔4〕通过支承轴〔5〕紧固成整体并与输出轴〔9〕固为一体，四个行星齿轮〔2〕交错180°同时与固于机壳〔11〕上的一个内齿轮〔1〕相啮合，其余与图1相同。根据使用需要还可以是三个以上曲柄、四个以上行星齿轮的多个曲柄的星轮和多个行星齿轮的结构，其原理同前述。

本装置的内啮合齿轮副可以是渐开线齿轮副，亦可以是摆线齿轮副或圆弧齿轮副。

本传动装置的动力输入轴串联其它构件便可组成各种需要的减速器或增速器，如串联电机则成为电机直联型减速马达；串联小型号星轮减速器则成为双级传动的星轮减速器；串联由太阳轮、行星齿轮和内齿轮组成的NGW行星机构则成为另一种双级传动的星轮减速器；串联一对伞齿轮则变成垂直输出的星轮减速器；串联一对蜗轮副则变成垂直输出且能自锁的星轮减速器；串联一对圆柱齿轮则变成输入输出不同轴的星轮减速器等。

本装置目前已设计了产品中心高从80～1000毫米的21个机型，其传递扭矩最大为100顿·米，传递功率1000瓩以上。

本装置的优点：

1.同类产品中，承受重载的能力关键在于受力的均衡，本装置采用支承盘双支承使转动传递机构的轴承受力较好地均衡，又在输入轴上设置平衡器和利用多个行星齿轮交错180°同时与一个内齿轮啮合来达到力分流和力均衡，从而使得本装置的承载能力比已知技术提高约1／2，轴承使用寿命延长；

2.由于力的均衡，本装置在高速输入时传动平稳、噪声低；

3.行星齿轮与内齿轮为偶数齿，成组加工工艺好，易于保证传动精度；

4.行星齿轮上穿过支承轴的孔与安装曲柄星轮的孔为交错对称设置，充分利用了行星齿轮的面积，使得装置的径向尺寸没有增加，轴向尺寸增加不大。

实施例1：（参见附图3和附图4）

6个双曲柄星轮〔10〕的两曲柄上装有滚动轴承〔20〕，它们分别套入两个行星齿轮〔2〕上的分布圆直径为Dz的6个等分孔中，曲柄星轮〔10〕的两轴端装有滚动轴承〔19〕并分别套入左支承盘〔7〕和右支承盘〔4〕的分布圆直径亦为Dz的等分孔中，然后用挡圈〔17〕、〔21〕挡住轴承外圈使之轴向定位；内齿轮〔1〕用螺栓紧固在机壳〔11〕上；两个行星齿轮〔2〕的中心孔中装有滚动轴承〔22〕并分别安装在两个交错180°的偏心套〔6〕（即曲柄）上，偏心套〔6〕的偏心距为a，用键〔24〕将偏心套〔6〕套装在输入轴〔3〕的轴颈上，输入轴〔3〕的一端用滚动轴承〔23〕支承在轴承座〔26〕的孔中，另一端用滚动轴承〔15〕支承在输出轴〔9〕的内孔中，输入轴〔3〕上行星齿轮〔2〕的外侧还装有平衡器〔8〕；输出轴〔9〕用滚动轴承〔14〕、〔16〕支承在机壳〔11〕的两个内孔中并用挡圈〔18〕对轴承〔16〕外圈进行轴向定位，机壳〔11〕固定，直径为d的六根支承轴〔5〕的左端轴颈分别紧固在左支承盘〔7〕上分布圆直径为Dx的等分孔中，支承轴〔5〕的右端轴颈穿过行星齿轮〔2〕上分布圆直径为Dx的通孔D（Dx＞Dz，D＞d＋2a₁）再用涨套〔27〕与右支承盘〔4〕紧固连接，涨套〔27〕用螺栓〔25〕拧紧，这样两个支承盘〔4〕、〔7〕通过六根支承轴〔5〕紧固成了一个整体，将左支承盘〔7〕用键〔28〕与输出轴紧固联结，本装置就成为行星齿轮输出的型式；本实施例中的两个行星齿轮〔2〕交错180°与一个内齿轮〔1〕同步啮合的齿轮副是渐开线齿轮副。

实施例2：（参见图5）

本实用例为侧装式传动装置，与上例的区别在于：输出轴〔9〕上的一个滚动轴承〔14〕安装在机座〔29〕的内孔中，由于支承盘与输出轴〔9〕紧固成整体，加之机座〔29〕是侧装比较稳固，所以可将输出轴〔9〕上的另一个轴承〔16〕分装在右支承盘〔4〕上位于轴承座〔26〕的内孔中，这样可以较大地缩短轴向尺寸。

Claims (10)

1、用于减速或增速的内啮合行星传动装置主要由内齿轮[1]、行星齿轮[2]、输入轴[3]、右支承盘[4]、支承轴[5]、曲柄[6]、左支承盘[7]、平衡器[8]、输出轴[9]、曲柄星轮[10]和机壳[11]构成，输入轴[3]为带有多个曲柄[6]的轴，输入轴[3]与输出轴[9]同轴并分别用滚动轴承支承于机壳[11]及轴承座的内孔中，多个行星齿轮[2]分别用相同规格的滚动轴承装在输入轴[3]的多个曲柄[6]上，多个行星齿轮[2]的两外侧的输入轴[3]上还装有双向平衡器[8]，多个行星齿轮[2]上有分布圆直径为Dz的n个等分孔，n个曲柄星轮[10]的多个曲柄分别通过滚动轴承装在多个行星齿轮[2]的n个等分孔中，内齿轮[1]与机壳[11]固紧在一起，左支承盘[7]与输出轴[9]固为一体，行星齿轮[2]与内齿轮[1]相啮合，其特征在于：

a  n个曲柄星轮[10]的两端轴伸上分别通过滚动轴承装于右支承盘[4]和左支承盘[7]的分布圆直径为Dz的n个均布的孔中，行星齿轮[2]和左、右支承盘[7]、[4]上还有与上述n个孔交错对称布置的分布圆直径为Dx的n个孔，n个支承轴[5]分别穿过多个行星齿轮[2]上的n个通孔将左、右支承盘[7]、[4]紧固为整体；

b 输入轴[3]上的多个曲柄[6]和n个曲柄星轮[10]上的多个曲柄均按偏心交错180°设置，输入轴[3]上的曲柄[6]的偏心距a与曲柄星轮[10]上的曲柄的偏心距a₁相等；

c  多个行星齿轮[2]的结构和技术参数完全相同，使多个行星齿轮[2]以偏心交错180°对称地与一个内齿轮[1]同步内啮合。

2、根据权利要求1所述的传动装置，其特征是内齿轮〔1〕和行星齿轮〔2〕均采用偶数齿。

3、根据权利要求1所述的传动装置，其特征是行星齿轮〔2〕、右支承盘〔4〕和左支承盘〔7〕上安装n个支承轴〔5〕的孔之分布圆直径Dx大于安装n个曲柄星轮〔10〕的孔之分布圆直径Dz。

4、根据权利要求1所述的传动装置，其特征是行星齿轮〔2〕、右支承盘〔4〕和左支承盘〔7〕上安装曲柄星轮〔10〕之滚动轴承的孔直径相同。

5、根据权利要求1和3所述的传动装置，其特征是在行星齿轮〔2〕上分布圆直径为Dx的n个孔之孔径D大于穿过上述孔的支承轴〔5〕之直径d与两倍偏心距a₁之和，即D＞d＋2a₁。

6、根据权利要求1所述的传动装置，其特征是多个行星齿轮〔2〕为两个以上时，取消平衡器〔8〕。

7、根据权利要求1所述的传动装置，其特征是当内齿轮〔1〕与输出轴〔9〕固为一体时，则右支承盘〔4〕与固定的机壳〔11〕固紧在一起。

8、根据权利要求1所述的传动装置，其特征是相啮合的齿轮副是渐开线齿轮副。

9、根据权利要求1所述的传动装置，其特征是相啮合的齿轮副是摆线齿轮副。

10、根据权利要求1所述的传动装置，其特征是相啮合的齿轮副是圆弧齿轮副

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