CN209725144U - 混合锥齿差速减速机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种混合锥齿差速减速机构，其涉及一种减速机构，包括输入轴部件、行星支架部件、固定筒部件、混合锥齿轮部件。所述减速机构不包括柔性齿轮，并且具有同时啮合齿数多的结构特点，所述减速机构的少齿差差速发生器使混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度不相等，并且混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度之差较小，所述减速机构运行过程中，由少齿差差速发生器驱动混合锥齿行星齿轮减速器，所述减速机构的输出轴转速与混合锥齿轮一和混合锥齿轮二的转速差相关，具有传动比大、输出转矩大、使用寿命长的优点。所述减速机构具备反向自锁功能。

Description

混合锥齿差速减速机构

技术领域

本发明是一种混合锥齿差速减速机构，其涉及一种减速机构，特别是涉及一种采用一个电动机驱动混合锥齿行星齿轮减速器时的速度差，获得低转速输出的混合锥齿差速减速机构。

背景技术

关节机器人的减速器主要采用RV减速器。RV减速器具有传动比大、输出转矩大的优点。RV减速器结构复杂、成本高的缺点，也制约了RV减速器的普及应用。在关节机器人的应用中，RV减速器逐渐取代谐波减速器。谐波减速器的柔性齿轮强度低，导致谐波减速器的输出转矩小、使用寿命短。RV减速器用于负载转矩大的关节机器人，谐波减速器用于负载转矩小的关节机器人。普通行星齿轮减速器是一种通用减速器。与RV减速器或者谐波减速器相比，行星齿轮减速器的传动比小，无法满足关节机器人对传动比的要求。

目前，只有涡轮蜗杆减速器具备反向自锁功能，普通RV减速器在一定条件下能够反向自锁，普通谐波减速器不具备反向自锁功能。应用于关节机器人的减速器若具备反向自锁功能，电动机断电后关节机器人的负载重量不能反向驱动减速器产生位移，避免因不可控的位移造成碰撞及其他事故。另外，普通RV减速器和普通谐波减速器具有的同时啮合齿数多的结构特点，能够传递更大的输出转矩。

普通谐波减速器包括内齿刚轮、柔性齿轮、波发生器，一般情况下，内齿刚轮比柔性齿轮多两个齿，波发生器旋转一周，内齿刚轮与柔性齿轮之间相对旋转两个齿的角度，内齿刚轮与柔性齿轮的齿数越多，内齿刚轮与柔性齿轮之间相对旋转两个齿时的角度越小，该谐波减速器的传动比越大，但是齿数越多齿厚越小，内齿刚轮和柔性齿轮的轮齿机械强度越小，谐波减速器传递的转矩越小。

若有一种减速机构具有传动比大、输出转矩大的优点，该减速机构没有柔性齿轮，并且该减速机构具有同时啮合齿数多的结构特点，该减速机构具备反向自锁功能，则该减速机构能够替代普通谐波减速器应用于关节机器人领域和普通减速器领域。

发明内容

本发明的目的是克服普通谐波减速器包括柔性齿轮、输出转矩小、使用寿命短的缺点，提供一种具有传动比大、输出转矩大优点的混合锥齿差速减速机构。本发明的实施方案如下：

所述减速机构包括输入轴部件、行星支架部件、固定筒部件、混合锥齿轮部件，输入轴部件包括输入轴、输入锥齿轮，行星支架部件包括输出轴、行星锥齿轮、行星轴、行星支架、轴套三，固定筒部件包括固定筒、固定环二、销四、轴套五、轴套四、销三、固定环一，混合锥齿轮部件包括混合锥齿轮三、混合锥齿轮一、轴套一、挡圈一、销一、混合锥齿轮四、混合锥齿轮二、销二、挡圈二、轴套二，或者在上述部件中采用轴承分别替换轴套一、轴套二、轴套三、轴套四、轴套五，该轴承承载径向负荷和轴向负荷。输入轴部件安装在行星支架部件径向外侧，行星支架部件安装在固定筒部件径向内侧，混合锥齿轮部件把输入轴部件与行星支架部件连接在一起。

所述减速机构在应用时，输入轴与电动机的输出轴连接在一起，输出轴轴向两端与所述减速机构驱动的负载装置连接在一起。所述减速机构运行时，电动机驱动输入轴沿着输入轴正向减速旋转方向旋转时，所述减速机构处于正向减速运行状态，电动机驱动输入轴沿着输入轴正向减速旋转方向的相反方向旋转时，所述减速机构处于反向减速运行状态。所述减速机构停止运行，负载装置产生的反向力矩不能反向驱动输入轴旋转时，所述减速机构处于反向自锁状态。

所述减速机构的混合锥齿轮三、混合锥齿轮四与固定筒同心，混合锥齿轮一、混合锥齿轮二与输出轴同心，固定筒轴线与输出轴轴线之间有偏心距离Δh。混合锥齿轮一、混合锥齿轮二、混合锥齿轮三、混合锥齿轮四分别有一个圆柱形轮齿和一个圆锥形轮齿，混合锥齿轮一的内侧轮齿一是圆锥形轮齿，混合锥齿轮一的外侧轮齿一是圆柱形轮齿，混合锥齿轮二的内侧轮齿二是圆锥形轮齿，混合锥齿轮二的外侧轮齿二是圆柱形轮齿，混合锥齿轮三的内侧轮齿三是圆柱形轮齿，并且内侧轮齿三是内齿轮，混合锥齿轮三的外侧轮齿三是圆锥形轮齿，混合锥齿轮四的内侧轮齿四是圆柱形轮齿，并且内侧轮齿四是内齿轮，混合锥齿轮四的外侧轮齿四是圆锥形轮齿。

混合锥齿轮四的外侧轮齿四齿数与混合锥齿轮三的外侧轮齿三齿数相等，混合锥齿轮二的内侧轮齿二齿数与混合锥齿轮一的内侧轮齿一齿数相等。混合锥齿轮四的内侧轮齿四齿数与混合锥齿轮三的内侧轮齿三齿数是少齿差对应关系，内侧轮齿四齿数与内侧轮齿三齿数之差定义为少齿差二，少齿差二不小于一个齿数，并且，少齿差二小于内侧轮齿四齿数的四分之一，或者少齿差二小于内侧轮齿三齿数的四分之一。混合锥齿轮二的外侧轮齿二齿数与混合锥齿轮一的外侧轮齿一齿数是少齿差对应关系，外侧轮齿二齿数与外侧轮齿一齿数之差定义为少齿差一，少齿差一不小于一个齿数，并且，少齿差一小于外侧轮齿二齿数的四分之一，或者少齿差一小于外侧轮齿一齿数的四分之一。

混合锥齿轮四的内侧轮齿四齿数与混合锥齿轮二的外侧轮齿二齿数之差定义为偏心距离齿差二，偏心距离齿差二使内侧轮齿四分度圆直径与外侧轮齿二分度圆直径之差等于两倍的偏心距离Δh。混合锥齿轮三的内侧轮齿三齿数与混合锥齿轮一的外侧轮齿一齿数之差定义为偏心距离齿差一，偏心距离齿差一使内侧轮齿三分度圆直径与外侧轮齿一分度圆直径之差等于两倍的偏心距离Δh。

所述减速机构运行时，电动机驱动输入轴沿着输入轴正向减速旋转方向旋转，或者电动机驱动输入轴沿着输入轴正向减速旋转方向的相反方向旋转，输入轴通过输入锥齿轮分别驱动混合锥齿轮三和混合锥齿轮四旋转，混合锥齿轮三旋转方向与混合锥齿轮四旋转方向相反，混合锥齿轮三旋转速度与混合锥齿轮四旋转速度相等，混合锥齿轮三驱动混合锥齿轮一同方向旋转，混合锥齿轮四驱动混合锥齿轮二同方向旋转，混合锥齿轮一旋转方向与混合锥齿轮二旋转方向相反，少齿差一和少齿差二的因素使混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度不相等，混合锥齿轮一和混合锥齿轮二共同驱动行星锥齿轮旋转，行星锥齿轮在围绕行星轴轴线自转的同时，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架通过行星轴驱动输出轴低转速同向旋转。

轴套一、轴套二、轴套三呈圆筒形，其径向中间是轴套轴孔，轴向一端是轴套止推轴肩。行星轴呈圆柱形。行星锥齿轮径向中间是锥齿轮轴孔，径向外侧是轮齿，其轴向一端是齿轮前端面，轴向另一端是齿轮后端面。行星支架呈环形，行星支架径向内侧是支架内腔，行星支架径向内表面均布若干个支架安装平面，每一个支架安装平面中心有一个支架固定轴孔。

输出轴呈圆柱形，输出轴从轴向一端至另一端依次是轴段一、轴颈一、固定轴肩、轴颈二、轴段二，固定轴肩径向外表面均布若干个径向的固定轴孔，轴段一靠近轴颈一一端径向外表面有径向的定位销孔一，轴段二靠近轴颈二一端径向外表面有径向的定位销孔二。

行星支架部件在装配时，把若干个行星锥齿轮安装在输出轴的固定轴肩径向外侧，把每一个行星锥齿轮的锥齿轮轴孔与输出轴的固定轴孔对齐，使每一个行星锥齿轮的齿轮后端面位于径向外侧，把若干个轴套三分别安装在行星锥齿轮的锥齿轮轴孔中，把轴套三的轴套止推轴肩与行星锥齿轮的齿轮后端面接触安装在一起，把行星支架安装在若干个轴套三径向外侧，把行星支架的支架安装平面与轴套三的轴套止推轴肩接触安装在一起，把行星支架的支架固定轴孔与轴套三的轴套轴孔对齐，把若干个行星轴分别依次插入行星支架的支架固定轴孔、轴套三的轴套轴孔、输出轴的固定轴孔中，使行星锥齿轮能够围绕行星轴轴线旋转。

输入轴呈圆柱形，其轴向一端是输入锥齿轮，输入锥齿轮的齿轮前端面位于输入轴轴向外侧一端。挡圈一呈圆筒形，挡圈一径向中心是挡圈轴孔，挡圈一径向外表面有径向的挡圈销孔。挡圈二呈圆筒形，挡圈二径向中心是挡圈轴孔，挡圈二径向外表面有径向的挡圈销孔。

固定筒呈圆筒形，固定筒径向内表面沿着轴向排列有一个定位环一和一个定位环二，定位环一和定位环二之间的固定筒径向内侧是中段内腔，固定筒右端至定位环一之间的固定筒径向内侧是右段内腔，固定筒左端至定位环二之间的固定筒径向内侧是左段内腔，固定筒轴向中间的径向外表面有一个固定筒安装孔，固定筒安装孔与固定筒的中段内腔相连通，固定筒右端的径向外表面均布若干个固定筒销孔一，固定筒销孔一与固定筒的右段内腔相连通，固定筒左端的径向外表面均布若干个固定筒销孔二，固定筒销孔二与固定筒的左段内腔相连通。

固定环一呈环形，固定环一径向外表面均布若干个径向的固定环销孔。固定环二呈环形，固定环二径向外表面均布若干个径向的固定环销孔。轴套四呈环形，轴套四轴向一端的径向内表面有一个呈环形的轴套定位轴肩。轴套五呈环形，轴套五轴向一端的径向内表面有一个呈环形的轴套定位轴肩。销一、销二、销三、销四呈圆柱形。

混合锥齿轮三呈环形，混合锥齿轮三径向内侧是内侧轮齿三，混合锥齿轮三径向外侧轴向左端是外侧轮齿三，混合锥齿轮三径向外表面是轮齿轴颈。混合锥齿轮四呈环形，混合锥齿轮四径向内侧是内侧轮齿四，混合锥齿轮四径向外侧轴向右端是外侧轮齿四，混合锥齿轮四径向外表面是轮齿轴颈。混合锥齿轮一径向中间是混合锥齿轮轴孔一，混合锥齿轮一径向内侧轴向左端是内侧轮齿一，混合锥齿轮一径向外侧是外侧轮齿一。混合锥齿轮二径向中间是混合锥齿轮轴孔二，混合锥齿轮二径向内侧轴向右端是内侧轮齿二，混合锥齿轮二径向外侧是外侧轮齿二。

所述减速机构在装配时，把行星支架部件安装在固定筒的径向内侧，把混合锥齿轮一安装在行星支架部件的轴向右侧，使混合锥齿轮一的混合锥齿轮轴孔一安装在行星支架部件的输出轴的轴颈一径向外侧，使混合锥齿轮一的内侧轮齿一与行星支架部件的行星锥齿轮啮合，把轴套一安装在输出轴的轴颈一径向外表面，使轴套一径向外表面与混合锥齿轮一的混合锥齿轮轴孔一径向内表面接触安装在一起，使轴套一的轴套止推轴肩与混合锥齿轮一没有内侧轮齿一的一端接触安装在一起，把挡圈一安装在输出轴的轴段一径向外表面，把销一安装在挡圈一的挡圈销孔中和输出轴的定位销孔一中。

把混合锥齿轮二安装在行星支架部件的轴向左侧，使混合锥齿轮二的混合锥齿轮轴孔二安装在行星支架部件的输出轴的轴颈二径向外侧，使混合锥齿轮二的内侧轮齿二与行星支架部件的行星锥齿轮啮合，把轴套二安装在输出轴的轴颈二径向外表面，使轴套二径向外表面与混合锥齿轮二的混合锥齿轮轴孔二径向内表面接触安装在一起，使轴套二的轴套止推轴肩与混合锥齿轮二没有内侧轮齿二的一端接触安装在一起，把挡圈二安装在输出轴的轴段二径向外表面，把销二安装在挡圈二的挡圈销孔中和输出轴的定位销孔二中。

把混合锥齿轮三安装在混合锥齿轮一径向外侧，使混合锥齿轮三的内侧轮齿三与混合锥齿轮一的外侧轮齿一啮合。把轴套四安装在固定筒的右段内腔径向内表面，使轴套四径向内表面与混合锥齿轮三的轮齿轴颈接触安装在一起，使轴套四的轴套定位轴肩与混合锥齿轮三没有外侧轮齿三的一端接触安装在一起，把固定环一安装在固定筒的右段内腔径向内表面，使固定环一位于轴套四轴向右侧，把若干个销三分别依次插入固定筒的固定筒销孔一和固定环一的固定环销孔中。

把混合锥齿轮四安装在混合锥齿轮二径向外侧，使混合锥齿轮四的内侧轮齿四与混合锥齿轮二的外侧轮齿二啮合。把轴套五安装在固定筒的左段内腔径向内表面，使轴套五径向内表面与混合锥齿轮四的轮齿轴颈接触安装在一起，使轴套五的轴套定位轴肩与混合锥齿轮四没有外侧轮齿四的一端接触安装在一起，把固定环二安装在固定筒的左段内腔径向内表面，使固定环二位于轴套五轴向左侧，把若干个销四分别依次插入固定筒的固定筒销孔二和固定环二的固定环销孔中。

把输入轴部件穿过固定筒的固定筒安装孔安装在行星支架部件的径向外侧，并且，输入轴部件安装在混合锥齿轮三与混合锥齿轮四轴向之间的位置，输入轴部件的输入锥齿轮分别与混合锥齿轮三的外侧轮齿三以及混合锥齿轮四的外侧轮齿四啮合。所述减速机构装配后固定筒部件固定不动，输入轴部件的输入轴和输入锥齿轮只有围绕输入轴轴线旋转的一个自由度。行星支架部件的输出轴以及混合锥齿轮部件的混合锥齿轮一和混合锥齿轮二只有围绕输出轴轴线旋转的一个自由度。混合锥齿轮部件的混合锥齿轮三和混合锥齿轮四只有围绕固定筒轴线旋转的一个自由度。

所述减速机构装配后，混合锥齿轮一若干个外侧轮齿一与混合锥齿轮三若干个内侧轮齿三相互啮合的位置定义为啮合端一，从混合锥齿轮一的啮合端一穿过输出轴轴线至对面的外侧轮齿一位置定义为分离端一，混合锥齿轮一的外侧轮齿一的分离端一与混合锥齿轮三的内侧轮齿三之间有空隙，该空隙最大长度等于两倍的偏心距离Δh与两倍的齿顶高之差。并且，混合锥齿轮二若干个外侧轮齿二与混合锥齿轮四若干个内侧轮齿四相互啮合的位置定义为啮合端二，从混合锥齿轮二的啮合端二穿过输出轴轴线至对面的外侧轮齿二位置定义为分离端二，混合锥齿轮二的外侧轮齿二的分离端二与混合锥齿轮四的内侧轮齿四之间有空隙，该空隙最大长度等于两倍的偏心距离Δh与两倍的齿顶高之差。

所述减速机构的混合锥齿轮二、行星锥齿轮、行星轴、行星支架、混合锥齿轮一组成混合锥齿行星齿轮减速器，混合锥齿行星齿轮减速器的主动件一是混合锥齿轮一，主动件二是混合锥齿轮二，从动件是行星支架。混合锥齿行星齿轮减速器做减速传动。混合锥齿轮一旋转方向与混合锥齿轮二旋转方向相反。混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度不相等时，行星锥齿轮在围绕行星轴轴线自转的同时，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架旋转速度等于混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度之差的绝对值。若混合锥齿轮一旋转速度大于混合锥齿轮二旋转速度，行星支架旋转方向与混合锥齿轮一旋转方向相同。若混合锥齿轮二旋转速度大于混合锥齿轮一旋转速度，行星支架旋转方向与混合锥齿轮二旋转方向相同。

所述减速机构的输入轴部件的输入锥齿轮与混合锥齿轮三的外侧轮齿三组成一个第一级减速器，输入轴部件的输入锥齿轮与混合锥齿轮四的外侧轮齿四组成另一个第一级减速器。混合锥齿轮三的内侧轮齿三与混合锥齿轮一的外侧轮齿一以及混合锥齿轮四的内侧轮齿四与混合锥齿轮二的外侧轮齿二共同组成一个少齿差差速发生器，由少齿差差速发生器驱动混合锥齿行星齿轮减速器组成所述减速机构的第二级减速器。

所述减速机构运行过程是：

所述减速机构正向减速运行状态时，电动机通过输入轴驱动输入锥齿轮围绕输入轴轴线沿着输入轴正向减速旋转方向旋转，输入锥齿轮驱动混合锥齿轮三围绕固定筒轴线沿着混合锥齿轮三正向减速旋转方向旋转，与此同时，输入锥齿轮驱动混合锥齿轮四围绕固定筒轴线沿着混合锥齿轮四正向减速旋转方向旋转，此时，混合锥齿轮三旋转方向与混合锥齿轮四旋转方向相反，混合锥齿轮三旋转速度与混合锥齿轮四旋转速度相等，混合锥齿轮三驱动混合锥齿轮一围绕输出轴轴线沿着混合锥齿轮一正向减速旋转方向旋转，与此同时，混合锥齿轮四驱动混合锥齿轮二围绕输出轴轴线沿着混合锥齿轮二正向减速旋转方向旋转，此时，混合锥齿轮一旋转方向与混合锥齿轮二旋转方向相反，并且少齿差一和少齿差二的因素使混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度不相等，若混合锥齿轮一旋转速度大于混合锥齿轮二旋转速度，混合锥齿轮一和混合锥齿轮二共同驱动行星锥齿轮围绕行星轴轴线沿着行星锥齿轮正向减速旋转方向自转，为了抵消该速度差，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架旋转速度等于混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度之差。行星支架正向减速旋转方向与混合锥齿轮一正向减速旋转方向相同，行星支架通过行星轴驱动输出轴低转速同向旋转。

所述减速机构反向减速运行状态时，电动机通过输入轴驱动输入锥齿轮围绕输入轴轴线沿着输入轴正向减速旋转方向相反方向旋转，输入锥齿轮驱动混合锥齿轮三围绕固定筒轴线沿着混合锥齿轮三正向减速旋转方向相反方向旋转，与此同时，输入锥齿轮驱动混合锥齿轮四围绕固定筒轴线沿着混合锥齿轮四正向减速旋转方向相反方向旋转，此时，混合锥齿轮三旋转方向与混合锥齿轮四旋转方向相反，混合锥齿轮三旋转速度与混合锥齿轮四旋转速度相等，混合锥齿轮三驱动混合锥齿轮一围绕输出轴轴线沿着混合锥齿轮一反向减速旋转方向旋转，与此同时，混合锥齿轮四驱动混合锥齿轮二围绕输出轴轴线沿着混合锥齿轮二反向减速旋转方向旋转，此时，混合锥齿轮一旋转方向与混合锥齿轮二旋转方向相反，并且少齿差一和少齿差二的因素使混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度不相等，若混合锥齿轮一旋转速度大于混合锥齿轮二旋转速度，混合锥齿轮一和混合锥齿轮二共同驱动行星锥齿轮围绕行星轴轴线沿着行星锥齿轮反向减速旋转方向自转，为了抵消该速度差，行星锥齿轮还会围绕输出轴轴线公转，行星锥齿轮驱动行星支架低转速旋转，行星支架旋转速度等于混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度之差。行星支架反向减速旋转方向与混合锥齿轮一反向减速旋转方向相同，行星支架通过行星轴驱动输出轴低转速同向旋转。

所述减速机构反向自锁状态时，电动机断电，负载装置产生的反向力矩使输出轴有旋转趋势，反向力矩依次通过输出轴、行星轴、行星支架、行星锥齿轮分别驱动混合锥齿轮一和混合锥齿轮二，反向力矩通过混合锥齿轮一驱动混合锥齿轮三的反向自锁时转矩方向一与反向力矩通过混合锥齿轮二驱动混合锥齿轮四的反向自锁时转矩方向二相同，混合锥齿轮三与混合锥齿轮四共同驱动输入轴部件的输入轴和输入锥齿轮围绕固定筒轴线旋转，由于输入轴部件的输入轴和输入锥齿轮只有围绕输入轴轴线旋转的一个自由度，输入轴和输入锥齿轮阻止反向力矩驱动所述减速机构旋转，实现所述减速机构反向自锁。

所述减速机构不包括柔性齿轮，并且具有同时啮合齿数多的结构特点，所述减速机构的少齿差差速发生器使混合锥齿轮一旋转速度与混合锥齿轮二旋转速度不相等，所述减速机构运行过程中，由少齿差差速发生器驱动混合锥齿行星齿轮减速器，所述减速机构的输出轴转速与混合锥齿轮一和混合锥齿轮二的转速差相关，具有传动比大、输出转矩大、使用寿命长的优点。所述减速机构具备反向自锁功能。

附图说明

图1是所述减速机构的轴测图。

图2是所述减速机构的轴测剖视图。

图3是行星支架部件的轴测剖视图。

图4是输出轴的轴测图。

图5是行星支架的轴测图。

图6是行星锥齿轮的轴测图。

图7是行星轴的轴测图。

图8是轴套一或轴套二或轴套三的轴测图。

图9是输入轴部件的轴测图。

图10是挡圈一或挡圈二的轴测图。

图11是固定筒的轴测剖视图。

图12是固定环一或固定环二的轴测剖视图。

图13是轴套四或轴套五的轴测剖视图。

图14是输入轴部件驱动混合锥齿轮三和混合锥齿轮四旋转的示意图。

图15是混合锥齿轮三的轴测剖视图。

图16是混合锥齿轮四的轴测剖视图。

图17是混合锥齿轮一的轴测剖视图。

图18是混合锥齿轮二的轴测剖视图。

图19是所述减速机构正向减速运行状态时，输入轴部件通过混合锥齿轮部件驱动行星支架部件旋转的示意图。

图20是所述减速机构反向自锁状态时，输入轴部件、混合锥齿轮部件、行星支架部件之间力矩关系的示意图。

图21是混合锥齿轮三驱动混合锥齿轮一旋转的示意图。

图22是混合锥齿轮四驱动混合锥齿轮二旋转的示意图。

图23是所述减速机构正向减速运行状态时，混合锥齿轮一和混合锥齿轮二驱动行星支架部件旋转的示意图。图中UⅠ大于UⅡ，则UⅢ与UⅠ旋转方向相同。

图24是所述减速机构反向减速运行状态时，混合锥齿轮一和混合锥齿轮二驱动行星支架部件旋转的示意图。图中UⅠ大于UⅡ，则UⅢ与UⅠ旋转方向相同。

图25是所述减速机构的沿着轴线剖切示意图。

图26是混合锥齿轮三和混合锥齿轮一之间的偏心距离和具有同时啮合齿数多的结构特点的示意图。

图27是混合锥齿轮四和混合锥齿轮二之间的偏心距离和具有同时啮合齿数多的结构特点的示意图。

图中UⅠ是混合锥齿轮一的内侧轮齿一分度圆位置旋转的线速度，UⅡ是混合锥齿轮二的内侧轮齿二分度圆位置旋转的线速度，UⅢ是行星支架上与混合锥齿轮一的内侧轮齿一分度圆半径相等或者与混合锥齿轮二的内侧轮齿二分度圆半径相等的位置旋转的线速度。

图中Δh是输出轴轴线与固定筒轴线之间的偏心距离，也是混合锥齿轮三和混合锥齿轮一之间的偏心距离，也是混合锥齿轮四和混合锥齿轮二之间的偏心距离。2Δh数值是2倍的Δh数值。2Δh是混合锥齿轮三的内侧轮齿三分度圆直径与混合锥齿轮一的外侧轮齿一分度圆直径之差，2Δh也是混合锥齿轮四的内侧轮齿四分度圆直径与混合锥齿轮二的外侧轮齿二分度圆直径之差。

图中标注有混合锥齿轮二1、输出轴轴线2、固定筒轴线3、销二4、挡圈二5、轴套二6、行星轴7、固定环二8、销四9、轴套五10、输入轴11、输入锥齿轮12、轴套四13、销三14、固定环一15、行星支架16、轴套一17、挡圈一18、输出轴19、销一20、行星锥齿轮21、轴套三22、混合锥齿轮一23、混合锥齿轮三24、固定筒25、混合锥齿轮四26、输入轴轴线27、输入轴正向减速旋转方向28、输入轴旋转轨迹29、轴段一30、定位销孔一31、轴颈一32、固定轴孔33、固定轴肩34、轴颈二35、定位销孔二36、轴段二37、支架安装平面38、支架内腔39、支架固定轴孔40、锥齿轮轴孔41、齿轮后端面42、轴套止推轴肩43、轴套轴孔44、挡圈销孔45、挡圈轴孔46、固定筒销孔二47、定位环二48、左段内腔49、中段内腔50、右段内腔51、固定筒安装孔52、定位环一53、固定筒销孔一54、固定环销孔55、轴套定位轴肩56、混合锥齿轮四正向减速旋转方向57、混合锥齿轮四旋转轨迹58、混合锥齿轮三旋转轨迹59、混合锥齿轮三正向减速旋转方向60、内侧轮齿三61、外侧轮齿三62、轮齿轴颈63、内侧轮齿四64、外侧轮齿四65、混合锥齿轮轴孔一66、内侧轮齿一67、外侧轮齿一68、混合锥齿轮轴孔二69、内侧轮齿二70、外侧轮齿二71、混合锥齿轮二正向减速旋转方向72、混合锥齿轮二旋转轨迹73、混合锥齿轮一旋转轨迹74、混合锥齿轮一正向减速旋转方向75、反向自锁时转矩方向二76、反向自锁时转矩方向一77、行星支架正向减速旋转方向78、行星支架旋转轨迹79、行星锥齿轮正向减速旋转方向80、行星轴轴线81、行星锥齿轮旋转轨迹82、行星支架反向减速旋转方向83、混合锥齿轮二反向减速旋转方向84、行星锥齿轮反向减速旋转方向85、混合锥齿轮一反向减速旋转方向86。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步叙述。

参照图1、图2、图25，所述减速机构包括输入轴部件、行星支架部件、固定筒部件、混合锥齿轮部件，输入轴部件包括输入轴11、输入锥齿轮12，行星支架部件包括输出轴19、行星锥齿轮21、行星轴7、行星支架16、轴套三22，固定筒部件包括固定筒25、固定环二8、销四9、轴套五10、轴套四13、销三14、固定环一15，混合锥齿轮部件包括混合锥齿轮三24、混合锥齿轮一23、轴套一17、挡圈一18、销一20、混合锥齿轮四26、混合锥齿轮二1、销二4、挡圈二5、轴套二6，或者在上述部件中采用轴承分别替换轴套一17、轴套二6、轴套三22、轴套四13、轴套五10，该轴承承载径向负荷和轴向负荷。输入轴部件安装在行星支架部件径向外侧，行星支架部件安装在固定筒部件径向内侧，混合锥齿轮部件把输入轴部件与行星支架部件连接在一起。

所述减速机构在应用时，输入轴11与电动机的输出轴连接在一起，输出轴19轴向两端与所述减速机构驱动的负载装置连接在一起。所述减速机构运行时，电动机驱动输入轴11沿着输入轴正向减速旋转方向28旋转时，所述减速机构处于正向减速运行状态，电动机驱动输入轴11沿着输入轴正向减速旋转方向28的相反方向旋转时，所述减速机构处于反向减速运行状态。所述减速机构停止运行，负载装置产生的反向力矩不能反向驱动输入轴11旋转时，所述减速机构处于反向自锁状态。

所述减速机构的混合锥齿轮三24、混合锥齿轮四26与固定筒25同心，混合锥齿轮一23、混合锥齿轮二1与输出轴19同心，固定筒轴线3与输出轴轴线2之间有偏心距离Δh。混合锥齿轮一23、混合锥齿轮二1、混合锥齿轮三24、混合锥齿轮四26分别有一个圆柱形轮齿和一个圆锥形轮齿，混合锥齿轮一23的内侧轮齿一67是圆锥形轮齿，混合锥齿轮一23的外侧轮齿一68是圆柱形轮齿，混合锥齿轮二1的内侧轮齿二70是圆锥形轮齿，混合锥齿轮二1的外侧轮齿二71是圆柱形轮齿，混合锥齿轮三24的内侧轮齿三61是圆柱形轮齿，并且内侧轮齿三61是内齿轮，混合锥齿轮三24的外侧轮齿三62是圆锥形轮齿，混合锥齿轮四26的内侧轮齿四64是圆柱形轮齿，并且内侧轮齿四64是内齿轮，混合锥齿轮四26的外侧轮齿四65是圆锥形轮齿。

混合锥齿轮四26的外侧轮齿四65齿数与混合锥齿轮三24的外侧轮齿三62齿数相等，混合锥齿轮二1的内侧轮齿二70齿数与混合锥齿轮一23的内侧轮齿一67齿数相等。混合锥齿轮四26的内侧轮齿四64齿数与混合锥齿轮三24的内侧轮齿三61齿数是少齿差对应关系，内侧轮齿四64齿数与内侧轮齿三61齿数之差定义为少齿差二，少齿差二不小于一个齿数，并且，少齿差二小于内侧轮齿四64齿数的四分之一，或者少齿差二小于内侧轮齿三61齿数的四分之一。混合锥齿轮二1的外侧轮齿二71齿数与混合锥齿轮一23的外侧轮齿一68齿数是少齿差对应关系，外侧轮齿二71齿数与外侧轮齿一68齿数之差定义为少齿差一，少齿差一不小于一个齿数，并且，少齿差一小于外侧轮齿二71齿数的四分之一，或者少齿差一小于外侧轮齿一68齿数的四分之一。

混合锥齿轮四26的内侧轮齿四64齿数与混合锥齿轮二1的外侧轮齿二71齿数之差定义为偏心距离齿差二，偏心距离齿差二使内侧轮齿四64分度圆直径与外侧轮齿二71分度圆直径之差等于两倍的偏心距离Δh。混合锥齿轮三24的内侧轮齿三61齿数与混合锥齿轮一23的外侧轮齿一68齿数之差定义为偏心距离齿差一，偏心距离齿差一使内侧轮齿三61分度圆直径与外侧轮齿一68分度圆直径之差等于两倍的偏心距离Δh。

所述减速机构运行时，电动机驱动输入轴11沿着输入轴正向减速旋转方向28旋转，或者电动机驱动输入轴11沿着输入轴正向减速旋转方向28的相反方向旋转，输入轴11通过输入锥齿轮12分别驱动混合锥齿轮三24和混合锥齿轮四26旋转，混合锥齿轮三24旋转方向与混合锥齿轮四26旋转方向相反，混合锥齿轮三24旋转速度与混合锥齿轮四26旋转速度相等，混合锥齿轮三24驱动混合锥齿轮一23同方向旋转，混合锥齿轮四26驱动混合锥齿轮二1同方向旋转，混合锥齿轮一23旋转方向与混合锥齿轮二1旋转方向相反，少齿差一和少齿差二的因素使混合锥齿轮一23旋转速度与混合锥齿轮二1旋转速度不相等，混合锥齿轮一23和混合锥齿轮二1共同驱动行星锥齿轮21旋转，行星锥齿轮21在围绕行星轴轴线81自转的同时，行星锥齿轮21还会围绕输出轴轴线2公转，行星锥齿轮21驱动行星支架16低转速旋转，行星支架16通过行星轴7驱动输出轴19低转速同向旋转。

参照图1至图18，轴套一17、轴套二6、轴套三22呈圆筒形，其径向中间是轴套轴孔44，轴向一端是轴套止推轴肩43。行星轴7呈圆柱形。行星锥齿轮21径向中间是锥齿轮轴孔41，径向外侧是轮齿，其轴向一端是齿轮前端面，轴向另一端是齿轮后端面42。行星支架16呈环形，行星支架16径向内侧是支架内腔39，行星支架16径向内表面均布若干个支架安装平面38，每一个支架安装平面38中心有一个支架固定轴孔40。

输出轴19呈圆柱形，输出轴19从轴向一端至另一端依次是轴段一30、轴颈一32、固定轴肩34、轴颈二35、轴段二37，固定轴肩34径向外表面均布若干个径向的固定轴孔33，轴段一30靠近轴颈一32一端径向外表面有径向的定位销孔一31，轴段二37靠近轴颈二35一端径向外表面有径向的定位销孔二36。

行星支架部件在装配时，把若干个行星锥齿轮21安装在输出轴19的固定轴肩34径向外侧，把每一个行星锥齿轮21的锥齿轮轴孔41与输出轴19的固定轴孔33对齐，使每一个行星锥齿轮21的齿轮后端面42位于径向外侧，把若干个轴套三22分别安装在行星锥齿轮21的锥齿轮轴孔41中，把轴套三22的轴套止推轴肩43与行星锥齿轮21的齿轮后端面42接触安装在一起，把行星支架16安装在若干个轴套三22径向外侧，把行星支架16的支架安装平面38与轴套三22的轴套止推轴肩43接触安装在一起，把行星支架16的支架固定轴孔40与轴套三22的轴套轴孔44对齐，把若干个行星轴7分别依次插入行星支架16的支架固定轴孔40、轴套三22的轴套轴孔44、输出轴19的固定轴孔33中，使行星锥齿轮21能够围绕行星轴轴线81旋转。

输入轴11呈圆柱形，其轴向一端是输入锥齿轮12，输入锥齿轮12的齿轮前端面位于输入轴11轴向外侧一端。挡圈一18呈圆筒形，挡圈一18径向中心是挡圈轴孔46，挡圈一18径向外表面有径向的挡圈销孔45。挡圈二5呈圆筒形，挡圈二5径向中心是挡圈轴孔46，挡圈二5径向外表面有径向的挡圈销孔45。

固定筒25呈圆筒形，固定筒25径向内表面沿着轴向排列有一个定位环一53和一个定位环二48，定位环一53和定位环二48之间的固定筒25径向内侧是中段内腔50，固定筒25右端至定位环一53之间的固定筒25径向内侧是右段内腔51，固定筒25左端至定位环二48之间的固定筒25径向内侧是左段内腔49，固定筒25轴向中间的径向外表面有一个固定筒安装孔52，固定筒安装孔52与固定筒25的中段内腔50相连通，固定筒25右端的径向外表面均布若干个固定筒销孔一54，固定筒销孔一54与固定筒25的右段内腔51相连通，固定筒25左端的径向外表面均布若干个固定筒销孔二47，固定筒销孔二47与固定筒25的左段内腔49相连通。

固定环一15呈环形，固定环一15径向外表面均布若干个径向的固定环销孔55。固定环二8呈环形，固定环二8径向外表面均布若干个径向的固定环销孔55。轴套四13呈环形，轴套四13轴向一端的径向内表面有一个呈环形的轴套定位轴肩56。轴套五10呈环形，轴套五10轴向一端的径向内表面有一个呈环形的轴套定位轴肩56。销一20、销二4、销三14、销四9呈圆柱形。

混合锥齿轮三24呈环形，混合锥齿轮三24径向内侧是内侧轮齿三61，混合锥齿轮三24径向外侧轴向左端是外侧轮齿三62，混合锥齿轮三24径向外表面是轮齿轴颈63。混合锥齿轮四26呈环形，混合锥齿轮四26径向内侧是内侧轮齿四64，混合锥齿轮四26径向外侧轴向右端是外侧轮齿四65，混合锥齿轮四26径向外表面是轮齿轴颈63。混合锥齿轮一23径向中间是混合锥齿轮轴孔一66，混合锥齿轮一23径向内侧轴向左端是内侧轮齿一67，混合锥齿轮一23径向外侧是外侧轮齿一68。混合锥齿轮二1径向中间是混合锥齿轮轴孔二69，混合锥齿轮二1径向内侧轴向右端是内侧轮齿二70，混合锥齿轮二1径向外侧是外侧轮齿二71。

所述减速机构在装配时，把行星支架部件安装在固定筒25的径向内侧，把混合锥齿轮一23安装在行星支架部件的轴向右侧，使混合锥齿轮一23的混合锥齿轮轴孔一66安装在行星支架部件的输出轴19的轴颈一32径向外侧，使混合锥齿轮一23的内侧轮齿一67与行星支架部件的行星锥齿轮21啮合，把轴套一17安装在输出轴19的轴颈一32径向外表面，使轴套一17径向外表面与混合锥齿轮一23的混合锥齿轮轴孔一66径向内表面接触安装在一起，使轴套一17的轴套止推轴肩43与混合锥齿轮一23没有内侧轮齿一67的一端接触安装在一起，把挡圈一18安装在输出轴19的轴段一30径向外表面，把销一20安装在挡圈一18的挡圈销孔45中和输出轴19的定位销孔一31中。

把混合锥齿轮二1安装在行星支架部件的轴向左侧，使混合锥齿轮二1的混合锥齿轮轴孔二69安装在行星支架部件的输出轴19的轴颈二35径向外侧，使混合锥齿轮二1的内侧轮齿二70与行星支架部件的行星锥齿轮21啮合，把轴套二6安装在输出轴19的轴颈二35径向外表面，使轴套二6径向外表面与混合锥齿轮二1的混合锥齿轮轴孔二69径向内表面接触安装在一起，使轴套二6的轴套止推轴肩43与混合锥齿轮二1没有内侧轮齿二70的一端接触安装在一起，把挡圈二5安装在输出轴19的轴段二37径向外表面，把销二4安装在挡圈二5的挡圈销孔45中和输出轴19的定位销孔二36中。

把混合锥齿轮三24安装在混合锥齿轮一23径向外侧，使混合锥齿轮三24的内侧轮齿三61与混合锥齿轮一23的外侧轮齿一68啮合。把轴套四13安装在固定筒25的右段内腔51径向内表面，使轴套四13径向内表面与混合锥齿轮三24的轮齿轴颈63接触安装在一起，使轴套四13的轴套定位轴肩56与混合锥齿轮三24没有外侧轮齿三62的一端接触安装在一起，把固定环一15安装在固定筒25的右段内腔51径向内表面，使固定环一15位于轴套四13轴向右侧，把若干个销三14分别依次插入固定筒25的固定筒销孔一54和固定环一15的固定环销孔55中。

把混合锥齿轮四26安装在混合锥齿轮二1径向外侧，使混合锥齿轮四26的内侧轮齿四64与混合锥齿轮二1的外侧轮齿二71啮合。把轴套五10安装在固定筒25的左段内腔49径向内表面，使轴套五10径向内表面与混合锥齿轮四26的轮齿轴颈63接触安装在一起，使轴套五10的轴套定位轴肩56与混合锥齿轮四26没有外侧轮齿四65的一端接触安装在一起，把固定环二8安装在固定筒25的左段内腔49径向内表面，使固定环二8位于轴套五10轴向左侧，把若干个销四9分别依次插入固定筒25的固定筒销孔二47和固定环二8的固定环销孔55中。

把输入轴部件穿过固定筒25的固定筒安装孔52安装在行星支架部件的径向外侧，并且，输入轴部件安装在混合锥齿轮三24与混合锥齿轮四26轴向之间的位置，输入轴部件的输入锥齿轮12分别与混合锥齿轮三24的外侧轮齿三62以及混合锥齿轮四26的外侧轮齿四65啮合。所述减速机构装配后固定筒部件固定不动，输入轴部件的输入轴11和输入锥齿轮12只有围绕输入轴轴线27旋转的一个自由度。行星支架部件的输出轴19以及混合锥齿轮部件的混合锥齿轮一23和混合锥齿轮二1只有围绕输出轴轴线2旋转的一个自由度。混合锥齿轮部件的混合锥齿轮三24和混合锥齿轮四26只有围绕固定筒轴线3旋转的一个自由度。

所述减速机构装配后，混合锥齿轮一23若干个外侧轮齿一68与混合锥齿轮三24若干个内侧轮齿三61相互啮合的位置定义为啮合端一，从混合锥齿轮一23的啮合端一穿过输出轴轴线2至对面的外侧轮齿一68位置定义为分离端一，混合锥齿轮一23的外侧轮齿一68的分离端一与混合锥齿轮三24的内侧轮齿三61之间有空隙，该空隙最大长度等于两倍的偏心距离Δh与两倍的齿顶高之差。并且，混合锥齿轮二1若干个外侧轮齿二71与混合锥齿轮四26若干个内侧轮齿四64相互啮合的位置定义为啮合端二，从混合锥齿轮二1的啮合端二穿过输出轴轴线2至对面的外侧轮齿二71位置定义为分离端二，混合锥齿轮二1的外侧轮齿二71的分离端二与混合锥齿轮四26的内侧轮齿四64之间有空隙，该空隙最大长度等于两倍的偏心距离Δh与两倍的齿顶高之差。

所述减速机构的混合锥齿轮二1、行星锥齿轮21、行星轴7、行星支架16、混合锥齿轮一23组成混合锥齿行星齿轮减速器，混合锥齿行星齿轮减速器的主动件一是混合锥齿轮一23，主动件二是混合锥齿轮二1，从动件是行星支架16。混合锥齿行星齿轮减速器做减速传动。混合锥齿轮一23旋转方向与混合锥齿轮二1旋转方向相反。混合锥齿轮一23旋转速度与混合锥齿轮二1旋转速度不相等时，行星锥齿轮21在围绕行星轴轴线81自转的同时，行星锥齿轮21还会围绕输出轴轴线2公转，行星锥齿轮21驱动行星支架16低转速旋转，行星支架16旋转速度等于混合锥齿轮一23旋转速度与混合锥齿轮二1旋转速度之差的绝对值。若混合锥齿轮一23旋转速度大于混合锥齿轮二1旋转速度，行星支架16旋转方向与混合锥齿轮一23旋转方向相同。若混合锥齿轮二1旋转速度大于混合锥齿轮一23旋转速度，行星支架16旋转方向与混合锥齿轮二1旋转方向相同。

所述减速机构的输入轴部件的输入锥齿轮12与混合锥齿轮三24的外侧轮齿三62组成一个第一级减速器，输入轴部件的输入锥齿轮12与混合锥齿轮四26的外侧轮齿四65组成另一个第一级减速器。混合锥齿轮三24的内侧轮齿三61与混合锥齿轮一23的外侧轮齿一68以及混合锥齿轮四26的内侧轮齿四64与混合锥齿轮二1的外侧轮齿二71共同组成一个少齿差差速发生器，由少齿差差速发生器驱动混合锥齿行星齿轮减速器组成所述减速机构的第二级减速器。

参照图1、图2、图19至图27，所述减速机构运行过程是：

所述减速机构正向减速运行状态时，电动机通过输入轴11驱动输入锥齿轮12围绕输入轴轴线27沿着输入轴正向减速旋转方向28旋转，输入锥齿轮12驱动混合锥齿轮三24围绕固定筒轴线3沿着混合锥齿轮三正向减速旋转方向60旋转，与此同时，输入锥齿轮12驱动混合锥齿轮四26围绕固定筒轴线3沿着混合锥齿轮四正向减速旋转方向57旋转，此时，混合锥齿轮三24旋转方向与混合锥齿轮四26旋转方向相反，混合锥齿轮三24旋转速度与混合锥齿轮四26旋转速度相等，混合锥齿轮三24驱动混合锥齿轮一23围绕输出轴轴线2沿着混合锥齿轮一正向减速旋转方向75旋转，与此同时，混合锥齿轮四26驱动混合锥齿轮二1围绕输出轴轴线2沿着混合锥齿轮二正向减速旋转方向72旋转，此时，混合锥齿轮一23旋转方向与混合锥齿轮二1旋转方向相反，并且少齿差一和少齿差二的因素使混合锥齿轮一23旋转速度与混合锥齿轮二1旋转速度不相等，若混合锥齿轮一23旋转速度大于混合锥齿轮二1旋转速度，混合锥齿轮一23和混合锥齿轮二1共同驱动行星锥齿轮21围绕行星轴轴线81沿着行星锥齿轮正向减速旋转方向80自转，为了抵消该速度差，行星锥齿轮21还会围绕输出轴轴线2公转，行星锥齿轮21驱动行星支架16低转速旋转，行星支架16旋转速度等于混合锥齿轮一23旋转速度与混合锥齿轮二1旋转速度之差。行星支架正向减速旋转方向78与混合锥齿轮一正向减速旋转方向75相同，行星支架16通过行星轴7驱动输出轴19低转速同向旋转。

所述减速机构反向减速运行状态时，电动机通过输入轴11驱动输入锥齿轮12围绕输入轴轴线27沿着输入轴正向减速旋转方向28相反方向旋转，输入锥齿轮12驱动混合锥齿轮三24围绕固定筒轴线3沿着混合锥齿轮三正向减速旋转方向60相反方向旋转，与此同时，输入锥齿轮12驱动混合锥齿轮四26围绕固定筒轴线3沿着混合锥齿轮四正向减速旋转方向57相反方向旋转，此时，混合锥齿轮三24旋转方向与混合锥齿轮四26旋转方向相反，混合锥齿轮三24旋转速度与混合锥齿轮四26旋转速度相等，混合锥齿轮三24驱动混合锥齿轮一23围绕输出轴轴线2沿着混合锥齿轮一反向减速旋转方向86旋转，与此同时，混合锥齿轮四26驱动混合锥齿轮二1围绕输出轴轴线2沿着混合锥齿轮二反向减速旋转方向84旋转，此时，混合锥齿轮一23旋转方向与混合锥齿轮二1旋转方向相反，并且少齿差一和少齿差二的因素使混合锥齿轮一23旋转速度与混合锥齿轮二1旋转速度不相等，若混合锥齿轮一23旋转速度大于混合锥齿轮二1旋转速度，混合锥齿轮一23和混合锥齿轮二1共同驱动行星锥齿轮21围绕行星轴轴线81沿着行星锥齿轮反向减速旋转方向85自转，为了抵消该速度差，行星锥齿轮21还会围绕输出轴轴线2公转，行星锥齿轮21驱动行星支架16低转速旋转，行星支架16旋转速度等于混合锥齿轮一23旋转速度与混合锥齿轮二1旋转速度之差。行星支架反向减速旋转方向83与混合锥齿轮一反向减速旋转方向86相同，行星支架16通过行星轴7驱动输出轴19低转速同向旋转。

所述减速机构反向自锁状态时，电动机断电，负载装置产生的反向力矩使输出轴19有旋转趋势，反向力矩依次通过输出轴19、行星轴7、行星支架16、行星锥齿轮21分别驱动混合锥齿轮一23和混合锥齿轮二1，反向力矩通过混合锥齿轮一23驱动混合锥齿轮三24的反向自锁时转矩方向一77与反向力矩通过混合锥齿轮二1驱动混合锥齿轮四26的反向自锁时转矩方向二76相同，混合锥齿轮三24与混合锥齿轮四26共同驱动输入轴部件的输入轴11和输入锥齿轮12围绕固定筒轴线3旋转，由于输入轴部件的输入轴11和输入锥齿轮12只有围绕输入轴轴线27旋转的一个自由度，输入轴11和输入锥齿轮12阻止反向力矩驱动所述减速机构旋转，实现所述减速机构反向自锁。

以本申请附图中各个齿轮参数为例，不考虑所述减速机构的第一级减速器的传动比，由少齿差差速发生器驱动混合锥齿行星齿轮减速器组成所述减速机构的第二级减速器的传动比计算如下，设所述减速机构的第二级减速器传动比i＇，设行星支架16旋转速度Δn。若少齿差一和少齿差二均为一个齿数，各个齿轮模数m等于2.5，偏心距离Δh等于10毫米，混合锥齿轮三24旋转速度以及混合锥齿轮四26旋转速度都等于基准转速n＇，外侧轮齿一68齿数Z1等于44，外侧轮齿二71齿数Z2等于45，内侧轮齿三61齿数Z3等于52，内侧轮齿四64齿数Z4等于53。内侧轮齿三61驱动外侧轮齿一68，内侧轮齿三61旋转速度等于基准转速n＇，设外侧轮齿一68旋转速度X，由于相互啮合的两个齿轮的齿数与转速成反比，则等式是：外侧轮齿一68齿数Z1除以内侧轮齿三61齿数Z3等于内侧轮齿三61的基准转速n＇除以外侧轮齿一68旋转速度X，则外侧轮齿一68旋转速度X等于1.1818倍基准转速n＇。

即等式是Z1÷Z3＝n＇÷X，带入数值44÷52＝n＇÷X，则X=1.1818n＇。

内侧轮齿四64驱动外侧轮齿二71，内侧轮齿四64旋转速度等于基准转速n＇，设外侧轮齿二71旋转速度Y，由于相互啮合的两个齿轮的齿数与转速成反比，则等式是：外侧轮齿二71齿数Z2除以内侧轮齿四64齿数Z4等于内侧轮齿四64的基准转速n＇除以外侧轮齿二71旋转速度Y，则外侧轮齿二71旋转速度Y等于1.1778倍基准转速n＇。

即等式是Z2÷Z4＝n＇÷Y，带入数值45÷53＝n＇÷Y，则Y=1.1778n＇。

外侧轮齿一68旋转速度X大于外侧轮齿二71旋转速度Y，则混合锥齿轮一23旋转速度大于混合锥齿轮二1旋转速度，行星支架16旋转方向与混合锥齿轮一23旋转方向相同，行星支架16旋转速度Δn等于外侧轮齿一68旋转速度X与外侧轮齿二71旋转速度Y之差，行星支架16旋转速度Δn等于0.004倍基准转速n＇。

即等式是Δn＝X-Y，带入数值Δn＝1.1818n＇-1.1778n＇=0.004n＇。

本例所述减速机构的第二级减速器传动比i＇等于基准转速n＇与行星支架16旋转速度Δn之比，则所述减速机构的第二级减速器传动比i＇等于250∶1。

即等式是i＇=n＇∶Δn，带入数值i＇= n＇∶0.004n＇=1∶0.004= 250∶1。

若按照上例同等直径设计普通谐波减速器，采用双波传动，各个齿轮模数m等于2.5，内齿刚轮齿数ZG等于54，柔性齿轮齿数ZR等于52，齿数差U等于内齿刚轮齿数ZG与柔性齿轮齿数ZR之差，设柔性齿轮为固定件，波发生器为主动件，内齿刚轮为从动件，则普通谐波减速器传动比i等于内齿刚轮齿数ZG与齿数差U之比，则普通谐波减速器传动比i等于27∶1。

即等式是i=ZG∶（ZG-ZR），带入数值i=54∶（54-52）= 27∶1。

由上述案例得知，在同等直径前提下，所述减速机构传动比大于普通谐波减速器传动比。

Claims (1)

1.一种混合锥齿差速减速机构，其特征在于：所述减速机构包括输入轴部件、行星支架部件、固定筒部件、混合锥齿轮部件，输入轴部件包括输入轴(11)、输入锥齿轮(12)，行星支架部件包括输出轴(19)、行星锥齿轮(21)、行星轴(7)、行星支架(16)、轴套三(22)，固定筒部件包括固定筒(25)、固定环二(8)、销四(9)、轴套五(10)、轴套四(13)、销三(14)、固定环一(15)，混合锥齿轮部件包括混合锥齿轮三(24)、混合锥齿轮一(23)、轴套一(17)、挡圈一(18)、销一(20)、混合锥齿轮四(26)、混合锥齿轮二(1)、销二(4)、挡圈二(5)、轴套二(6)，或者在上述部件中采用轴承分别替换轴套一(17)、轴套二(6)、轴套三(22)、轴套四(13)、轴套五(10)，该轴承承载径向负荷和轴向负荷；输入轴部件安装在行星支架部件径向外侧，行星支架部件安装在固定筒部件径向内侧，混合锥齿轮部件把输入轴部件与行星支架部件连接在一起；

所述减速机构在应用时，输入轴(11)与电动机的输出轴连接在一起，输出轴(19)轴向两端与所述减速机构驱动的负载装置连接在一起；所述减速机构运行时，电动机驱动输入轴(11)沿着输入轴正向减速旋转方向(28)旋转时，所述减速机构处于正向减速运行状态，电动机驱动输入轴(11)沿着输入轴正向减速旋转方向(28)的相反方向旋转时，所述减速机构处于反向减速运行状态；所述减速机构停止运行，负载装置产生的反向力矩不能反向驱动输入轴(11)旋转时，所述减速机构处于反向自锁状态；

所述减速机构的混合锥齿轮三(24)、混合锥齿轮四(26)与固定筒(25)同心，混合锥齿轮一(23)、混合锥齿轮二(1)与输出轴(19)同心，固定筒轴线(3)与输出轴轴线(2)之间有偏心距离Δh；混合锥齿轮一(23)、混合锥齿轮二(1)、混合锥齿轮三(24)、混合锥齿轮四(26)分别有一个圆柱形轮齿和一个圆锥形轮齿，混合锥齿轮一(23)的内侧轮齿一(67)是圆锥形轮齿，混合锥齿轮一(23)的外侧轮齿一(68)是圆柱形轮齿，混合锥齿轮二(1)的内侧轮齿二(70)是圆锥形轮齿，混合锥齿轮二(1)的外侧轮齿二(71)是圆柱形轮齿，混合锥齿轮三(24)的内侧轮齿三(61)是圆柱形轮齿，并且内侧轮齿三(61)是内齿轮，混合锥齿轮三(24)的外侧轮齿三(62)是圆锥形轮齿，混合锥齿轮四(26)的内侧轮齿四(64)是圆柱形轮齿，并且内侧轮齿四(64)是内齿轮，混合锥齿轮四(26)的外侧轮齿四(65)是圆锥形轮齿；

混合锥齿轮四(26)的外侧轮齿四(65)齿数与混合锥齿轮三(24)的外侧轮齿三(62)齿数相等，混合锥齿轮二(1)的内侧轮齿二(70)齿数与混合锥齿轮一(23)的内侧轮齿一(67)齿数相等；混合锥齿轮四(26)的内侧轮齿四(64)齿数与混合锥齿轮三(24)的内侧轮齿三(61)齿数是少齿差对应关系，内侧轮齿四(64)齿数与内侧轮齿三(61)齿数之差定义为少齿差二，少齿差二不小于一个齿数，并且，少齿差二小于内侧轮齿四(64)齿数的四分之一，或者少齿差二小于内侧轮齿三(61)齿数的四分之一；混合锥齿轮二(1)的外侧轮齿二(71)齿数与混合锥齿轮一(23)的外侧轮齿一(68)齿数是少齿差对应关系，外侧轮齿二(71)齿数与外侧轮齿一(68)齿数之差定义为少齿差一，少齿差一不小于一个齿数，并且，少齿差一小于外侧轮齿二(71)齿数的四分之一，或者少齿差一小于外侧轮齿一(68)齿数的四分之一；

混合锥齿轮四(26)的内侧轮齿四(64)齿数与混合锥齿轮二(1)的外侧轮齿二(71)齿数之差定义为偏心距离齿差二，偏心距离齿差二使内侧轮齿四(64)分度圆直径与外侧轮齿二(71)分度圆直径之差等于两倍的偏心距离Δh；混合锥齿轮三(24)的内侧轮齿三(61)齿数与混合锥齿轮一(23)的外侧轮齿一(68)齿数之差定义为偏心距离齿差一，偏心距离齿差一使内侧轮齿三(61)分度圆直径与外侧轮齿一(68)分度圆直径之差等于两倍的偏心距离Δh；

所述减速机构运行时，电动机驱动输入轴(11)沿着输入轴正向减速旋转方向(28)旋转，或者电动机驱动输入轴(11)沿着输入轴正向减速旋转方向(28)的相反方向旋转，输入轴(11)通过输入锥齿轮(12)分别驱动混合锥齿轮三(24)和混合锥齿轮四(26)旋转，混合锥齿轮三(24)旋转方向与混合锥齿轮四(26)旋转方向相反，混合锥齿轮三(24)旋转速度与混合锥齿轮四(26)旋转速度相等，混合锥齿轮三(24)驱动混合锥齿轮一(23)同方向旋转，混合锥齿轮四(26)驱动混合锥齿轮二(1)同方向旋转，混合锥齿轮一(23)旋转方向与混合锥齿轮二(1)旋转方向相反，少齿差一和少齿差二的因素使混合锥齿轮一(23)旋转速度与混合锥齿轮二(1)旋转速度不相等，混合锥齿轮一(23)和混合锥齿轮二(1)共同驱动行星锥齿轮(21)旋转，行星锥齿轮(21)在围绕行星轴轴线(81)自转的同时，行星锥齿轮(21)还会围绕输出轴轴线(2)公转，行星锥齿轮(21)驱动行星支架(16)低转速旋转，行星支架(16)通过行星轴(7)驱动输出轴(19)低转速同向旋转；

轴套一(17)、轴套二(6)、轴套三(22)呈圆筒形，其径向中间是轴套轴孔(44)，轴向一端是轴套止推轴肩(43)；行星轴(7)呈圆柱形；行星锥齿轮(21)径向中间是锥齿轮轴孔(41)，径向外侧是轮齿，其轴向一端是齿轮前端面，轴向另一端是齿轮后端面(42)；行星支架(16)呈环形，行星支架(16)径向内侧是支架内腔(39)，行星支架(16)径向内表面均布若干个支架安装平面(38)，每一个支架安装平面(38)中心有一个支架固定轴孔(40)；

输出轴(19)呈圆柱形，输出轴(19)从轴向一端至另一端依次是轴段一(30)、轴颈一(32)、固定轴肩(34)、轴颈二(35)、轴段二(37)，固定轴肩(34)径向外表面均布若干个径向的固定轴孔(33)，轴段一(30)靠近轴颈一(32)一端径向外表面有径向的定位销孔一(31)，轴段二(37)靠近轴颈二(35)一端径向外表面有径向的定位销孔二(36)；

行星支架部件在装配时，把若干个行星锥齿轮(21)安装在输出轴(19)的固定轴肩(34)径向外侧，把每一个行星锥齿轮(21)的锥齿轮轴孔(41)与输出轴(19)的固定轴孔(33)对齐，使每一个行星锥齿轮(21)的齿轮后端面(42)位于径向外侧，把若干个轴套三(22)分别安装在行星锥齿轮(21)的锥齿轮轴孔(41)中，把轴套三(22)的轴套止推轴肩(43)与行星锥齿轮(21)的齿轮后端面(42)接触安装在一起，把行星支架(16)安装在若干个轴套三(22)径向外侧，把行星支架(16)的支架安装平面(38)与轴套三(22)的轴套止推轴肩(43)接触安装在一起，把行星支架(16)的支架固定轴孔(40)与轴套三(22)的轴套轴孔(44)对齐，把若干个行星轴(7)分别依次插入行星支架(16)的支架固定轴孔(40)、轴套三(22)的轴套轴孔(44)、输出轴(19)的固定轴孔(33)中，使行星锥齿轮(21)能够围绕行星轴轴线(81)旋转；

输入轴(11)呈圆柱形，其轴向一端是输入锥齿轮(12)，输入锥齿轮(12)的齿轮前端面位于输入轴(11)轴向外侧一端；挡圈一(18)呈圆筒形，挡圈一(18)径向中心是挡圈轴孔(46)，挡圈一(18)径向外表面有径向的挡圈销孔(45)；挡圈二(5)呈圆筒形，挡圈二(5)径向中心是挡圈轴孔(46)，挡圈二(5)径向外表面有径向的挡圈销孔(45)；

固定筒(25)呈圆筒形，固定筒(25)径向内表面沿着轴向排列有一个定位环一(53)和一个定位环二(48)，定位环一(53)和定位环二(48)之间的固定筒(25)径向内侧是中段内腔(50)，固定筒(25)右端至定位环一(53)之间的固定筒(25)径向内侧是右段内腔(51)，固定筒(25)左端至定位环二(48)之间的固定筒(25)径向内侧是左段内腔(49)，固定筒(25)轴向中间的径向外表面有一个固定筒安装孔(52)，固定筒安装孔(52)与固定筒(25)的中段内腔(50)相连通，固定筒(25)右端的径向外表面均布若干个固定筒销孔一(54)，固定筒销孔一(54)与固定筒(25)的右段内腔(51)相连通，固定筒(25)左端的径向外表面均布若干个固定筒销孔二(47)，固定筒销孔二(47)与固定筒(25)的左段内腔(49)相连通；

固定环一(15)呈环形，固定环一(15)径向外表面均布若干个径向的固定环销孔(55)；固定环二(8)呈环形，固定环二(8)径向外表面均布若干个径向的固定环销孔(55)；轴套四(13)呈环形，轴套四(13)轴向一端的径向内表面有一个呈环形的轴套定位轴肩(56)；轴套五(10)呈环形，轴套五(10)轴向一端的径向内表面有一个呈环形的轴套定位轴肩(56)；销一(20)、销二(4)、销三(14)、销四(9)呈圆柱形；

混合锥齿轮三(24)呈环形，混合锥齿轮三(24)径向内侧是内侧轮齿三(61)，混合锥齿轮三(24)径向外侧轴向左端是外侧轮齿三(62)，混合锥齿轮三(24)径向外表面是轮齿轴颈(63)；混合锥齿轮四(26)呈环形，混合锥齿轮四(26)径向内侧是内侧轮齿四(64)，混合锥齿轮四(26)径向外侧轴向右端是外侧轮齿四(65)，混合锥齿轮四(26)径向外表面是轮齿轴颈(63)；混合锥齿轮一(23)径向中间是混合锥齿轮轴孔一(66)，混合锥齿轮一(23)径向内侧轴向左端是内侧轮齿一(67)，混合锥齿轮一(23)径向外侧是外侧轮齿一(68)；混合锥齿轮二(1)径向中间是混合锥齿轮轴孔二(69)，混合锥齿轮二(1)径向内侧轴向右端是内侧轮齿二(70)，混合锥齿轮二(1)径向外侧是外侧轮齿二(71)；

所述减速机构在装配时，把行星支架部件安装在固定筒(25)的径向内侧，把混合锥齿轮一(23)安装在行星支架部件的轴向右侧，使混合锥齿轮一(23)的混合锥齿轮轴孔一(66)安装在行星支架部件的输出轴(19)的轴颈一(32)径向外侧，使混合锥齿轮一(23)的内侧轮齿一(67)与行星支架部件的行星锥齿轮(21)啮合，把轴套一(17)安装在输出轴(19)的轴颈一(32)径向外表面，使轴套一(17)径向外表面与混合锥齿轮一(23)的混合锥齿轮轴孔一(66)径向内表面接触安装在一起，使轴套一(17)的轴套止推轴肩(43)与混合锥齿轮一(23)没有内侧轮齿一(67)的一端接触安装在一起，把挡圈一(18)安装在输出轴(19)的轴段一(30)径向外表面，把销一(20)安装在挡圈一(18)的挡圈销孔(45)中和输出轴(19)的定位销孔一(31)中；

把混合锥齿轮二(1)安装在行星支架部件的轴向左侧，使混合锥齿轮二(1)的混合锥齿轮轴孔二(69)安装在行星支架部件的输出轴(19)的轴颈二(35)径向外侧，使混合锥齿轮二(1)的内侧轮齿二(70)与行星支架部件的行星锥齿轮(21)啮合，把轴套二(6)安装在输出轴(19)的轴颈二(35)径向外表面，使轴套二(6)径向外表面与混合锥齿轮二(1)的混合锥齿轮轴孔二(69)径向内表面接触安装在一起，使轴套二(6)的轴套止推轴肩(43)与混合锥齿轮二(1)没有内侧轮齿二(70)的一端接触安装在一起，把挡圈二(5)安装在输出轴(19)的轴段二(37)径向外表面，把销二(4)安装在挡圈二(5)的挡圈销孔(45)中和输出轴(19)的定位销孔二(36)中；

把混合锥齿轮三(24)安装在混合锥齿轮一(23)径向外侧，使混合锥齿轮三(24)的内侧轮齿三(61)与混合锥齿轮一(23)的外侧轮齿一(68)啮合；把轴套四(13)安装在固定筒(25)的右段内腔(51)径向内表面，使轴套四(13)径向内表面与混合锥齿轮三(24)的轮齿轴颈(63)接触安装在一起，使轴套四(13)的轴套定位轴肩(56)与混合锥齿轮三(24)没有外侧轮齿三(62)的一端接触安装在一起，把固定环一(15)安装在固定筒(25)的右段内腔(51)径向内表面，使固定环一(15)位于轴套四(13)轴向右侧，把若干个销三(14)分别依次插入固定筒(25)的固定筒销孔一(54)和固定环一(15)的固定环销孔(55)中；

把混合锥齿轮四(26)安装在混合锥齿轮二(1)径向外侧，使混合锥齿轮四(26)的内侧轮齿四(64)与混合锥齿轮二(1)的外侧轮齿二(71)啮合；把轴套五(10)安装在固定筒(25)的左段内腔(49)径向内表面，使轴套五(10)径向内表面与混合锥齿轮四(26)的轮齿轴颈(63)接触安装在一起，使轴套五(10)的轴套定位轴肩(56)与混合锥齿轮四(26)没有外侧轮齿四(65)的一端接触安装在一起，把固定环二(8)安装在固定筒(25)的左段内腔(49)径向内表面，使固定环二(8)位于轴套五(10)轴向左侧，把若干个销四(9)分别依次插入固定筒(25)的固定筒销孔二(47)和固定环二(8)的固定环销孔(55)中；

把输入轴部件穿过固定筒(25)的固定筒安装孔(52)安装在行星支架部件的径向外侧，并且，输入轴部件安装在混合锥齿轮三(24)与混合锥齿轮四(26)轴向之间的位置，输入轴部件的输入锥齿轮(12)分别与混合锥齿轮三(24)的外侧轮齿三(62)以及混合锥齿轮四(26)的外侧轮齿四(65)啮合；所述减速机构装配后固定筒部件固定不动，输入轴部件的输入轴(11)和输入锥齿轮(12)只有围绕输入轴轴线(27)旋转的一个自由度；行星支架部件的输出轴(19)以及混合锥齿轮部件的混合锥齿轮一(23)和混合锥齿轮二(1)只有围绕输出轴轴线(2)旋转的一个自由度；混合锥齿轮部件的混合锥齿轮三(24)和混合锥齿轮四(26)只有围绕固定筒轴线(3)旋转的一个自由度；

所述减速机构装配后，混合锥齿轮一(23)若干个外侧轮齿一(68)与混合锥齿轮三(24)若干个内侧轮齿三(61)相互啮合的位置定义为啮合端一，从混合锥齿轮一(23)的啮合端一穿过输出轴轴线(2)至对面的外侧轮齿一(68)位置定义为分离端一，混合锥齿轮一(23)的外侧轮齿一(68)的分离端一与混合锥齿轮三(24)的内侧轮齿三(61)之间有空隙，该空隙最大长度等于两倍的偏心距离Δh与两倍的齿顶高之差；并且，混合锥齿轮二(1)若干个外侧轮齿二(71)与混合锥齿轮四(26)若干个内侧轮齿四(64)相互啮合的位置定义为啮合端二，从混合锥齿轮二(1)的啮合端二穿过输出轴轴线(2)至对面的外侧轮齿二(71)位置定义为分离端二，混合锥齿轮二(1)的外侧轮齿二(71)的分离端二与混合锥齿轮四(26)的内侧轮齿四(64)之间有空隙，该空隙最大长度等于两倍的偏心距离Δh与两倍的齿顶高之差；

所述减速机构的混合锥齿轮二(1)、行星锥齿轮(21)、行星轴(7)、行星支架(16)、混合锥齿轮一(23)组成混合锥齿行星齿轮减速器，混合锥齿行星齿轮减速器的主动件一是混合锥齿轮一(23)，主动件二是混合锥齿轮二(1)，从动件是行星支架(16)；混合锥齿行星齿轮减速器做减速传动；混合锥齿轮一(23)旋转方向与混合锥齿轮二(1)旋转方向相反；混合锥齿轮一(23)旋转速度与混合锥齿轮二(1)旋转速度不相等时，行星锥齿轮(21)在围绕行星轴轴线(81)自转的同时，行星锥齿轮(21)还会围绕输出轴轴线(2)公转，行星锥齿轮(21)驱动行星支架(16)低转速旋转，行星支架(16)旋转速度等于混合锥齿轮一(23)旋转速度与混合锥齿轮二(1)旋转速度之差的绝对值；若混合锥齿轮一(23)旋转速度大于混合锥齿轮二(1)旋转速度，行星支架(16)旋转方向与混合锥齿轮一(23)旋转方向相同；若混合锥齿轮二(1)旋转速度大于混合锥齿轮一(23)旋转速度，行星支架(16)旋转方向与混合锥齿轮二(1)旋转方向相同；

所述减速机构的输入轴部件的输入锥齿轮(12)与混合锥齿轮三(24)的外侧轮齿三(62)组成一个第一级减速器，输入轴部件的输入锥齿轮(12)与混合锥齿轮四(26)的外侧轮齿四(65)组成另一个第一级减速器；混合锥齿轮三(24)的内侧轮齿三(61)与混合锥齿轮一(23)的外侧轮齿一(68)以及混合锥齿轮四(26)的内侧轮齿四(64)与混合锥齿轮二(1)的外侧轮齿二(71)共同组成一个少齿差差速发生器，由少齿差差速发生器驱动混合锥齿行星齿轮减速器组成所述减速机构的第二级减速器。