CN2487918Y - 行星蜗杆传动装置 - Google Patents

Abstract

一种行星蜗杆传动装置,主要由环面中心蜗杆、内齿圈、行星轮及行星架组成,行星轮均布于环面中心蜗杆圆周方向,中心蜗杆与行星轮上滚动体啮合,行星轮上的滚动体同时与内齿圈啮合,行星轮由行星架支撑,环面中心蜗杆和内齿圈与行星架同轴,行星轮的自转轴线与公转轴线在空间垂直交错,内齿圈的齿面是等螺距的螺旋齿面,其齿顶分布在一个圆环面上。本实用新型综合了蜗杆传动与行星传动的优点,可作为大功率、大速比的机械传动装置。

Description

行星蜗杆传动装置

本实用新型涉及一种行星蜗杆传动装置，尤其涉及一种以滚动接触为主的行星蜗杆传动装置，属于机械传动技术领域。

在已有的技术中，有一种超环面传动德国专利，被称为是一种几乎可以超越一切传统传动的新形式，其定子是一种分布在内环面上的非等螺距的螺旋齿面，对加工技术要求高，对误差敏感，而且为了易于装配，一般需要做成对分结构，精度不易控制，难以推广使用。近年来，作为这种优秀传动形式的工艺改进方案——滚动接触行星蜗杆传动装置随即被提了出来(中国专利ZL97213478.6)。这种新型传动装置的突出特点是：由内斜齿轮代替了超环面传动中的定子，使定子与行星轮的滚动齿之间只能实现一种近似的啮合传动。从理论上说，这种新型传动装置的确可以大大缓解技术难度，并且由于近似啮合对加工及装配误差的不敏感性，装置中的内斜齿轮的加工工艺甚至可以通过普通卧式铣床来完成。但实践中同时发现，这种传动装置中由于定子与行星轮之间的近似啮合重合度往往不是很理想，从而影响了承载能力和功率的正常发挥。

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述不足，设计提供一种新型行星蜗杆传动装置，以有效提高传动重合度，增加承载能力。

为实现这样的目的，本实用新型的技术方案中，行星蜗杆传动装置主要由作为中心轮的环面蜗杆、内齿圈、镶嵌有若干个可自由转动的滚动体的行星轮以及支撑行星轮的行星架组成。行星轮作为分担载荷的元件均布于环面中心蜗杆圆周，环面中心蜗杆与行星轮上滚动体啮合，行星轮上的滚动体同时与内齿圈啮合，行星轮由行星架支撑。环面蜗杆和内齿圈与行星架同轴，行星轮的自转轴线与公转轴线在空间垂直交错。运动时，行星轮在行星架和环面蜗杆的共同约束下沿环面运动，行星轮上的滚动体作环面上的螺旋运动。

环面中心蜗杆作为输入轴，通过与行星轮上镶嵌的若干个可自由转动的滚动体啮合，将运动或动力传递给行星轮，行星轮上的滚动体由于同时与内齿圈啮合，所以内齿圈与中心蜗杆一起推动行星轮在沿自身轴线回转的同时，又沿中心蜗杆及内齿圈的轴线在垂直于轴线的平面内做公转运动。支撑行星轮的行星架构成输出轴。其中，内齿圈(一般为定子)的齿面是等螺距的螺旋齿面，但其齿顶分布在一个圆环面上，即齿高是变化的。通常环面中心蜗杆与内齿圈中之一是固定不动的，另一个作为运动和动力的输入构件。中心蜗杆作为输入或输出轴，参加啮合的齿轮部分与输入轴可以是一个整体，也可以是键连接部件。行星架作为最终的运动或动力输出或输入构件。装置中行星轮可根据需要安排若干个，行星轮上的滚动体也可以根据要求安装若干个，滚动体的形状可以是任意廓形或回转曲面。内齿圈作为定子时，与机座通过螺栓连接成一体，也可以焊接成形，机箱可以是整体结构，也可以是剖分结构。

本实用新型的主要特点是内齿圈的齿面并不是行星轮上滚动体的运动轨迹包络，而是与行星轮齿呈近似啮合接触的等螺距螺旋齿面，它是在传统内斜齿轮的基础上，使其齿顶分布在一个圆环面上，并由该环面结构完成增加重合度的任务。由于该环面结构，即作为齿顶本身，并没有增加加工难度，因此本装置提出的将是一种更为合理的新型装置。

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步描述。

图1为本实用新型的结构原理示意图。

如图所示，本实用新型主要由环面中心蜗杆1、内齿圈2、行星轮3以及支撑行星轮3的行星架4组成。行星轮3作为分担载荷的元件均布于环面中心蜗杆1圆周方向，环面中心蜗杆1与行星轮3上滚动体啮合，行星轮3上的滚动体同时与内齿圈2啮合，行星轮3由行星架4支撑。环面中心蜗杆1和内齿圈2与行星架4同轴，行星轮3的自转轴线与公转轴线在空间垂直交错。

环面中心蜗杆1作为输入轴，通过与行星轮3上镶嵌的若干个可自由转动的滚动体啮合，将运动或动力传递给行星轮3，行星轮3上的滚动体由于同时与内齿圈2啮合，如果内齿圈2为定子的话，将提供给行星轮3一个支反力，其与中心蜗杆1一起推动行星轮3在沿自身轴线回转的同时，又沿中心蜗杆1及内齿圈2的轴线在垂直于轴线的平面内做公转运动。行星轮3的运动是一种回转式螺旋前进的复合运动，行星轮3上的滚动体的运动轨迹包络出了环面中心蜗杆1的齿面，内齿圈2的齿面与行星轮3上的滚动体之间由于呈近似的啮合关系，因而内齿圈2的齿面是与滚动体的运动轨迹包络面呈近似啮合关系的曲面。支撑行星轮3的行星架4构成输出轴。

图2为本实用新型的结构工作图。

如图所示，本新型装置主要由环面中心蜗杆1、内齿圈2、镶嵌有若干个可自由转动的滚动体15的行星轮3以及支撑行星轮的行星架4组成。其中，内齿圈2的齿面是等螺距的螺旋齿面，其齿顶分布在一个圆环面上，即齿高是变化的。内齿圈2固定不动，环面中心蜗杆1作为运动和动力的输入构件，行星架4是运动或动力的输出构件。中心蜗杆1安装在机箱盖13中心孔部位，通过键17连接将运动或动力传递过来，中心蜗杆1的齿轮部分位于输入轴10的一侧，中心蜗杆1与输入轴10通过键5连接。中心蜗杆1依靠球轴承11和滚子轴承8在支架14的中心孔中作旋转运动，中心蜗杆1将运动或动力通过中心蜗杆1与行星轮3之间的啮合运动传递出去，而行星轮3同时还要与内齿圈2进行啮合传动，行星架4作为最终的运动或动力输出构件，通过在轴承7中旋转将运动或动力以键9连接的形式传递出去。行星轮3作为分担载荷的元件均布于中心蜗杆1圆周方向。运动时，行星轮3的运动回转平面与中心蜗杆1的回转轴线在空间垂直交错，并且行星轮沿环面的运动受行星架和中心蜗杆约束。行星轮上的滚动体15可以根据要求安装若干个，滚动体15的形状可以是球面、柱面、锥面、环面或其他由直线、曲线为母线所生成的回转面。内齿圈2与机箱座12通过螺栓连接成一体，机座12是整体结构。机箱盖13和机箱盖6分别穿过输入轴10和输出轴4，并加上轴承端盖16完成整机装配。

本实用新型中，为了使所有行星轮均匀承受载荷，可以采用均载机构。均载机构可以是安装在行星轮内孔与轴承相对转动部位的弹性体(橡胶制品或复合物)，也可以是一定形式的机械式均载机构。

行星轮上的滚动体可以是独立的滚动体，也可以是由回转件、滚动体和支撑件共同组成的滚动部件，其形状可以是任意廓形或回转曲面，即滚动齿的回转面可以是球面、柱面、锥面、环面或其他由直线、曲线为母线所生成的回转面。滚动齿的回转元件与支撑元件可以通过滚珠或滚针或其组合形式构成滚动副。

本实用新型可以作为大功率、大速比的机械传动装置，是蜗杆传动与行星传动的有机结合，它将蜗杆传动的噪声低、振动小和同时啮合齿数多的特点与行星传动结构紧凑、功率分流、承载力大、传动比范围大等特点紧密地结合起来，综合了蜗杆传动与行星传动的优点，是一种具有较高功率重量比的新型传动装置。

Claims (4)

1、一种行星蜗杆传动装置，其特征在于主要由环面中心蜗杆(1)、内齿圈(2)、行星轮(3)以及行星架(4)组成，行星轮(3)均布于环面中心蜗杆(1)圆周方向，环面中心蜗杆(1)与行星轮(3)上滚动体啮合，行星轮(3)上的滚动体(15)同时与内齿圈(2)啮合，行星轮(3)由行星架(4)支撑，环面中心蜗杆(1)和内齿圈(2)与行星架(4)同轴，行星轮(3)的自转轴线与其沿中心蜗杆(1)及内齿圈(2)进行公转运动的公转轴线在空间垂直交错。

2、如权利要求1所说的行星蜗杆传动装置，其特征在于内齿圈(2)的齿面是等螺距的螺旋齿面，其齿顶分布在一个圆环面上，齿高是变化的。

3、如权利要求1所说的行星蜗杆传动装置，其特征在于中心蜗杆(1)可以是一个整体，也可以是键连接部件。

4、如权利要求1所说的行星蜗杆传动装置，其特征在于行星轮(3)上滚动体(15)可以是独立的滚动体，也可以是由回转件、滚动体和支撑件共同组成的滚动部件，其形状可以是任意廓形或回转曲面。

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