CN214274393U - 一种差动减速器 - Google Patents

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本实用新型公开了一种差动减速器,包括壳体、输入轴、输出轴、由主动轮一、行星轮一、一级行星架、内齿圈一组成的一级行星齿轮系、以及由主动轮二、行星轮二、二级行星架、内齿圈二组成的二级行星齿轮系;主动轮二与主动轮一共轴并固定连接,内齿圈二与内齿圈一连接,一级行星架与壳体连接,二级行星架与输出轴连接;主动轮一与输入轴连接,一级行星齿轮系和与二级行星齿轮系齿数存在少量齿差,从而内齿圈二和主动轮二与行星轮二形成切向旋转且线速度存在差值。该减速器中主动轮二和内齿圈二与行星轮二形成差动减速,可以实现二级行星减速比数量级增加,同时大幅度减小减速器的体积和重量,因轮系结构简单,可实现高效减速传动。

Description

一种差动减速器
技术领域
本实用新型涉及行星减速设备技术领域,具体涉及一种差动减速器。
背景技术
减速器是国民经济诸多领域的广泛应用,涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、工程机械及石化等行业。
减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动所组成的独立部件,常用作原动件与工作机之间的减速传动装置,以降低转速提高转矩,也可用来传递运动。
产品类别包括各类齿轮减速机、行星齿轮减速机及蜗杆减速机,也包括了各种专用传动装置,如增速装置、调速装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等。
目前常规齿轮减速器技术成熟、结构简单,但是普遍存在以下问题:(1)二级行星减速比最大一般不超过100,难以实现大减速比;(2)多级直齿轮或行星齿轮减速器体积庞大、效率低下。
实用新型内容
为克服现有技术的缺陷,本实用新型的目的在于提供一种差动减速器,以解决直齿轮减速器和常规行星减速器难以实现大减速比的问题。
为此,本实用新型提出了一种差动减速器,包括壳体、输入轴、输出轴、由主动轮一、行星轮一、一级行星架、内齿圈一组成的一级行星齿轮系、以及由主动轮二、行星轮二、二级行星架、内齿圈二组成的二级行星齿轮系;所述主动轮二与所述主动轮一共轴并同步转动,再与所述输入轴连接;所述内齿圈二与所述内齿圈一固定连接,形成一整体部件,所述一级行星架与所述壳体固定连接,所述二级行星架与所述输出轴连接,用于实现动力输出,一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比不相等,从而内齿圈二和主动轮二与行星轮二形成差动切向旋转,使得所述行星轮二绕所述主动轮二转动,进而行星架二驱动所述输出轴转动,实现减速功能;其中,通过改变所述主动轮一、内齿圈一、主动轮二、内齿圈二的齿数,可以使差动减速器的减速比范围调整为个位数至数千量级,并可通过调整齿差正负值实现输出正反转。
进一步地,将一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比的比值设置成接近于1,提高内齿圈和主动轮的齿差倍率,可以使差动减速器的达到高传动比。
进一步地,所述主动轮一的齿数与所述主动轮二的齿数均为25,所述内齿圈二的齿数为301,所述内齿圈一为299,此时差动减速器的传动比为1/1949.48。
进一步地,所述主动轮一的齿数与所述主动轮二的齿数均为25,所述内齿圈二的齿数为51,所述内齿圈一为49,此时差动减速器的传动比为1/74.48。
进一步地,所述主动轮一的齿数为49,所述主动轮二的齿数为50,所述内齿圈二的齿数为200,所述内齿圈一为199,此时差动减速器的传动比为1/331.67。
进一步地,将一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比的比值设置成远离于1,以使差动减速器的达到低传动比。
进一步地,所述主动轮一的齿数为21,所述主动轮二的齿数为50,所述内齿圈二的齿数为100,所述内齿圈一为201,此时差动减速器的传动比为1/3.78。
进一步地,所述内齿圈二和所述内齿圈一的内侧设置有回转支架,所述回转支架与主动轮一所在的中心轴转动连接。
进一步地,所述行星轮一设置有两个至四个,且多个所述行星轮一分别与所述一级行星架转动连接。
进一步地,所述行星轮二设置有两个至四个,且多个所述行星轮二分别与所述二级行星架转动连接。
与现有技术相比,本实用新型的差动减速器具有以下有益效果:通过将一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比设计成接近但是不相等,使得齿圈二和主动轮二与行星轮二形成切向旋转且线速度存在差值,并使二级行星架与输出轴连接,从而实现二级行星减速比数量级增加,达到高减速比目的;通过采用行星齿轮差动减速机构,可以减少传动元件提高传动效率,并大幅度减小整个减速器的体积和重量;因轮系结构简单,可实现高效减速传动。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外,本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图,对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解,本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型的差动减速器的结构示意简图。
附图标记说明
1、主动轮一;2、行星轮一;3、内齿圈一;4、内齿圈二;5、行星轮二;6、主动轮二;7、一级行星架;8、二级行星架;9、壳体:10、回转支架。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
图1-示出了根据本实用新型的一些实施例。
如图1所示,一种差动减速器,包括壳体9、输入轴n1、输出轴n8、以及设置在壳体内部的两级行星减速机构,两级行星减速机构包括一级行星齿轮系和二级行星齿轮系,一级行星齿轮系包括主动轮一1、行星轮一2、一级行星架7、以及内齿圈一3;二级行星齿轮系包括主动轮二6、行星轮二5、二级行星架8、以及内齿圈二4。
其中,如图1所示,主动轮一1、内齿圈一3分别与行星轮一2啮合,行星轮一2与一级行星架7转动连接,而一级行星架7与壳体9固定连接;主动轮一1与输入轴连接,从而可以带动内齿圈一3转动,实现一级减速功能。
如图1所示,主动轮二6与主动轮一1共轴且固定连接;内齿圈二4与内齿圈一3固定连接,并且两者内侧设置有回转支架10,而回转支架10与主动轮一1所在的中心轴转动连接;其中,主动轮二6、内齿圈二4分别与行星轮二5啮合,而行星轮二5转动设置在二级行星架8上。
其中,所述行星轮一2设置有两个至四个,且多个所述行星轮一2分别与所述一级行星架7转动连接;所述行星轮二5设置有两个至四个,且多个所述行星轮二5分别与所述二级行星架8转动连接;设置多个所述行星轮一2和多个所述行星轮二5,可以提高两级行星减速机构运转时的平稳性。
在两级行星减速机构中齿轮齿数设计过程中,为了达到大减速比,将一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比的比值设置成接近于1,并提高内齿圈和主动轮的齿差倍率,以使差动减速器的达到高传动比。
具体将主动轮一1的齿数与主动轮二6的齿数设计成相同,将内齿圈二4与内齿圈一3的齿数设计成相差两齿,或者将主动轮一1的齿数与主动轮二6的齿数设计成相差一齿,将内齿圈二4与内齿圈一3的齿数设计成也相差一齿,并保证所述主动轮一1与所述内齿圈一3的齿数差为偶数,所述主动轮二6与所述内齿圈二4的齿数差也为偶数。
由于两级行星减速机构中多个齿轮的差齿设置,一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比接近但是不相等,使得主动轮二6与内齿圈二4的线速度存在少量差值,从而内齿圈二4和主动轮二6形成差动切向旋转,进而可以驱动行星轮二5做缓慢自转并绕主动轮二6周向转动,行星轮二5再带动二级行星架8绕主动轮二6公转,二级行星架8与输出轴相连,形成减速力矩输出,并可通过调整齿差正负值实现输出正反转。
通过已经公开的行星轮系的传动比计算公式,经推导,两级行星差动减速机构的传动比的计算公式为:
n8/n1=(1-(Z1*Z4)/(Z3*Z6))/(1+Z4/Z6)。
在一实施例中,在两级行星减速机构中齿轮齿数设计时,将主动轮一1和主动轮二6的齿数均设置为25,将内齿圈二4的齿数设置成51,将内齿圈一3的齿数设置成49;我们可以计算出整个两级行星减速机构的传动比可以达到1/74.48,即主动轮一1和主动轮二6周向转动74圈,行星轮二5和二级行星架8才旋转一周,即输入轴转速约等于输出轴转速的74倍。
在一实施例中,将主动轮一1的齿数设置成49,主动轮二6的齿数均设置为50,将内齿圈二4的齿数设置成200,将内齿圈一3的齿数设置成199;此时,整个两级星星减速机构的传动比可以达到1/331.67,即输入轴转速约等于输出轴转速的332倍,达到非常大的传动比。
在一实施例中,当主动轮一1的齿数设置成25,主动轮二6的齿数均设置为25,将内齿圈二4的齿数设置成301,将内齿圈一3的齿数设置成299;此时,整个两级星星减速机构的传动比可以达到1/1949.48,即输入轴转速约等于输出轴转速的1949倍,此类行星减速器已经远远超过绝大部分三级减速箱的传动比。
在一实施例中,在两级行星减速机构中齿轮齿数设计时,将一级行星齿轮系的传动比与二级行星齿轮系的传动比的比值远离于1,以使差动减速器的达到低传动比。
具体的,将主动轮一1的齿数设置成21,主动轮二6的齿数均设置为50,将内齿圈二4的齿数设置成50,将内齿圈一3的齿数设置成201;此时,整个两级星星减速机构的传动比可以达到1/3.78,即输入轴转速约等于输出轴转速的4倍,此时达到非常低的传动比,不具有使用价值,可以直接使用一级行星轮系完成。
本实用新型的差动减速器的工作过程如下:
通过输入轴带动主动轮一1和主动轮二6正转,主动轮一1再带动行星轮一2和内齿圈一3反转,内齿圈一3再带动内齿圈二4同步反转,由于一级行星齿轮系和二级行星齿轮系中各齿轮齿数存在少量齿差,使得内齿圈二4与主动轮二6线速度存在少量差值,进而驱动行星轮二5绕主动轮二6轴向转动,行星轮二5再带动二级行星架8绕主动轮二6转动,二级行星架8再带动输出轴将减速力矩向外输出。
本实用新型的差动减速器除了上述有益效果还具有如下优点:
1、结构紧凑,与传统三级直齿轮减速器相比,体积与重量均可比传统减速器减少一半左右,体积小,重量轻。
2、传动比大,传统三级直齿轮减速器减速比一般在100左右,传统二级行星减速器一般传动比在50~100左右,而本差动减速器传动比可达1000以上,轻易实现1000量级的大减速比。
3、传动平稳精准,由于行星齿轮传动回差小,齿侧间隙可调,传动平稳,精度高冲击小;同时轮系啮合比例大,齿面相对滑速低,可实现重载传动。
4、运行安全高效,整体传动效率高,高速转动件均内置,结构安全运行可靠,运行噪音小。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种差动减速器,其特征在于,包括:
壳体(9)、输入轴、输出轴、由主动轮一(1)、行星轮一(2)、一级行星架(7)、内齿圈一(3)组成的一级行星齿轮系、以及由主动轮二(6)、行星轮二(5)、二级行星架(8)、内齿圈二(4)组成的二级行星齿轮系;
所述主动轮二(6)与所述主动轮一(1)共轴并同步转动,再与所述输入轴连接;所述内齿圈二(4)与所述内齿圈一(3)固定连接,形成一整体部件,所述一级行星架(7)与所述壳体(9)固定连接,所述二级行星架(8)与所述输出轴连接,用于实现动力输出,
一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比不相等,从而内齿圈二(4)和主动轮二(6)与行星轮二(5)形成差动切向旋转,使得所述行星轮二(5)围绕所述主动轮二(6)做公转运动,进而驱动所述输出轴转动,实现减速功能;其中,通过改变所述主动轮一(1)、内齿圈一(3)、主动轮二(6)、内齿圈二(4)的齿数,可以使差动减速器的减速比范围调整为个位数至数千量级,并可通过调整齿差正负值实现输出正反转。
2.根据权利要求1所述的差动减速器,其特征在于,将一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比的比值设置成接近于1,并提高内齿圈和主动轮的齿差倍率,以使差动减速器的达到高传动比。
3.根据权利要求2所述的差动减速器,其特征在于,所述主动轮一(1)的齿数与所述主动轮二(6)的齿数均为25,所述内齿圈二(4)的齿数为301,所述内齿圈一(3)为299,此时差动减速器的传动比为1/1949.48。
4.根据权利要求2所述的差动减速器,其特征在于,所述主动轮一(1)的齿数为49,所述主动轮二(6)的齿数为50,所述内齿圈二(4)的齿数为200,所述内齿圈一(3)为199,此时差动减速器的传动比为1/331.67。
5.根据权利要求2所述的差动减速器,其特征在于,所述主动轮一(1)的齿数与所述主动轮二(6)的齿数均为25,所述内齿圈二(4)的齿数为51,所述内齿圈一(3)为49,此时差动减速器的传动比为1/74.48。
6.根据权利要求1所述的差动减速器,其特征在于,将一级行星齿轮系的齿数比与二级行星齿轮系的齿数比的比值设置成远离于1,以使差动减速器的达到低传动比。
7.根据权利要求6所述的差动减速器,其特征在于,所述主动轮一(1)的齿数为21,所述主动轮二(6)的齿数为50,所述内齿圈二(4)的齿数为100,所述内齿圈一(3)为201,此时差动减速器的传动比为1/3.78。
8.根据权利要求1所述的差动减速器,其特征在于,所述内齿圈二(4)和所述内齿圈一(3)的内侧设置有回转支架(10),所述回转支架(10)与主动轮一(1)所在的中心轴转动连接。
9.根据权利要求1所述的差动减速器,其特征在于,所述行星轮一(2)设置有两个至四个,且多个所述行星轮一(2)分别与所述一级行星架(7)转动连接。
10.根据权利要求1所述的差动减速器,其特征在于,所述行星轮二(5)设置有两个至四个,且多个所述行星轮二(5)分别与所述二级行星架(8)转动连接。
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