CN2535610Y - 滚动接触式摆动活齿行星减速器 - Google Patents

滚动接触式摆动活齿行星减速器 Download PDF

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Abstract

本实用新型提出了一种新型结构的摆动活齿行星减速器,主要由输入轴、凸缘激波器、复合式活齿、浮动活齿架、带槽内齿圈和输出轴构成。其中,凸缘激波器与输入轴键联接,激波器由偏心套、滚动轴承和凸缘激波外环组成;复合式活齿偏心安装在活齿架的柱销上构成转动副,活齿的外圆面沿轴向为三段结构,中间段外圆面与激波器接触啮合,其余两段与内齿圈滚动接触啮合,滚动轴承采用截断的无内圈滚针轴承,为保证活齿中间段不与内齿圈接触,内齿圈与活齿中间段相对应的部位沿圆周方向加工有环形槽。本实用新型所揭示的减速机构具有承载能力大、传动效率高等优点。

Description

滚动接触式摆动活齿行星减速器
一、技术领域本实用新型属于机械传动领域,特别涉及一种滚动接触式摆动活齿行星传动减速器,用于传递两同轴间的回转运动。
二、背景技术
活齿少齿差行星传动是一种用于传递两同轴间运动的新型传动,它与一般少齿差渐开线行星传动和摆线针轮行星传动比较,省去了W运动输出机构,使传动链显著缩短,克服了在一般少齿差行星齿轮传动中行星齿轮轴承寿命短的问题。在活齿传动中,研究较早的是推杆活齿传动和滚子活齿传动。推杆活齿传动不足的地方是,由于推杆与内齿轮间为点接触,压应力大,存在着推杆与导槽间摩擦力大,磨损严重,传递功率受到限制,寿命短等问题。而在滚子活齿传动中,由于滚子作往复移动,存在着导槽磨损严重,功率损失较大,传动效率低等问题。
摆动活齿传动是继推杆活齿传动和滚子活齿传动之后提出的另一种新型活齿少齿差行星齿轮传动,它的突出特点是把在活齿槽内受力强迫滑动的活齿,改为绕活齿架上均布柱销转动的摆动活齿,从而克服了活齿在活齿槽内的滑动磨损,提高了传动效率。但是摆动活齿传动也存在一些问题。摆动活齿是一个组合件,由活齿体、外活齿和内活齿组成。其中活齿体上可以设置活齿,也可以不设置活齿。当活齿体上设置活齿时,会使活齿传动的径向和轴向尺寸大大增加;当活齿体上不设置活齿时,活齿与内齿圈之间存在滑滚摩擦,从而存在摩擦发热和磨损问题,使减速器寿命降低,传动效率也要降低。
三、发明内容
本实用新型的目的是提供一种既借鉴上述各种活齿传动的优点,又克服了已有技术的不足之处,具有传动比范围广、承载能力大、结构简单而紧凑、寿命长、传动效率更高、工艺简单的新型摆动活齿行星减速器传动机构。这种传动机构,当内齿圈、活齿轮两者中任一者固定时,可以获得大减(增)速比传动,当激波器固定时,可获得速比微小的增(减)速传动,这种机构还可做运动合成。
本实用新型设计的滚动接触式摆动活齿行星减速器,主要由输入轴、偏心安装在输入轴上的凸缘激波器、活齿、活齿架、内齿圈和输出轴构成,活齿架与输出轴固定联接,活齿偏心安装在活齿架柱销上且位于凸缘激波器与内齿圈之间。所述活齿接触啮合外圆面沿活齿轴向为分段结构,其不同段位分别与凸缘激波器和内齿圈为滚动接触啮合。滚动接触啮合可通过活齿上设置的滚动轴承来实现,也可通过设置在凸缘激波器上的滚动轴承来实现。当输入轴转动时,凸缘激波器与活齿对应段位的滚动接触啮合,驱动活齿绕活齿架上的柱销摆动,以及内齿圈对活齿对应段位的滚动接触啮合作用,使活齿推动与输出轴固联的活齿架转动,从而实现运动和动力的传递。
上述所述的活齿为复合式活齿,即活齿轴向至少可以设计成二段,且至少一段安置有滚动轴承。活齿的各段位,其接触啮合外圆面的直径可以是相同的,也可以是不相同的。活齿的不同段位分别与凸缘激波器和内齿圈滚动接触啮合。复合式活齿的通常结构是沿活齿轴向设计成二至三段,最好为三段。三段结构的复合式活齿,最好中间段为活齿基体一部分,与含有滚动轴承的凸缘激波器接触啮合,位于中间段两侧的段位上安装有用于与内齿圈滚动接触啮合的滚动轴承。滚动轴承可以是滚针轴承,也可以是滚珠轴承,活齿上加工有用于将其偏心安装在活齿架柱销上的偏心孔。
上述所述凸缘激波器可只由偏心套构成,也可由偏心套和滚动轴承构成,最好是由偏心套、滚动轴承和外环构成。偏心套安装于输入轴上,滚动轴承又安装在偏心套外,滚动轴承外再安置激波环。凸缘激波器所对应的活齿接触啮合部位可为活齿基体的一部分,也可为滚动轴承。滚动轴承可以是滚针轴承或滚珠轴承。
上述所述内齿圈,其接触啮合面为活齿在一系列啮合位置的包络曲面。内齿圈的接触啮合面也可以是其他曲面,如摆线曲面。为了避免干扰凸缘激波器与活齿间的啮合运动,可在内齿圈内沿周向设计加工环形槽,使活齿上与凸缘激波器接触啮合的部位不与内齿圈接触。内齿圈与激波器对应,可以是单个,也可以是两个。每个内齿圈齿宽中部沿周向都设计加工有一个环形槽,若采用两段式活齿,则内齿圈中部无需开槽。内齿圈可以单独制造,也可以直接在机体上加工出来。内齿圈的齿数ZQ和活齿齿数Z1的关系为:ZQ=Z1±1或ZQ=Z1±2,用抽齿技术可使活齿实际齿数Z1′比理论齿数Z1少。
所述活齿架可为浮动式活齿架,由输出轴盘、若干柱销和浮动盘构成,柱销的两端分别与输出轴盘和浮动盘固定联接,联接的方式采用压配合。柱销均匀布置。其中输出轴盘与输出轴可以为整体构件,也可以由两个单独的构件组装成为一体。新增设的浮动盘,可大大增加活齿架的刚度。
在本实用新型中,由凸缘激波器、活齿和内齿圈构成的运动传动链可为一排或两排,当为两排时,两排的凸缘激波器的偏心方向对称设置,两排的活齿可安装在同一个活齿架柱销上,分别与其相配置的凸缘激波器和内齿圈对应啮合。活齿可通过滑动轴承或滚动轴承安装在柱销上。
四、附图说明
图1为滚动接触式摆动活齿行星减速器的剖视结构示意图;图2为滚动接触式摆动活齿行星减速器的传动原理图;图3是内齿圈的一种结构示意图;图4是图3的A-A向剖视图;图5是活齿架的一种结构示意图;图6是激波器外环的一种结构示意图;图7~图10是活齿的几种结构示意图。
五、具体实施方式
附图1给出本实用新型的一个实施例。减速器由两排并联的由激波器、行星活齿和内齿圈构成的传动链构成。输入轴1右端用球轴承支承在右端盖上,左端用球轴承支承在输出轴10上。输出轴10通过球轴承9安装在机架上。凸缘激波器由偏心套2、滚针轴承3和外环构成。两个结构相同的偏心套2相错180°对称布置安装在输入轴1上,两偏心套外各安装一个同型号的滚针轴承3,两滚针轴承外又分别安装结构相同的凸缘激波外环4,从而得到两个180°对称布置的激波器。复合式活齿为三段结构,由活齿基体5和两个滚针轴承6组成,活齿的中间段为活齿基体的一部分,其外圆表面与凸缘激波器外环4相啮合,两个滚针轴承安装在中间段的两侧,两个滚针轴承为截断式无内圈滚针轴承,其外圆面与内齿圈相啮合,使活齿与内齿圈之间为纯滚动。活齿基体5通过其偏心装配孔可转动地安装在活齿架柱销8上。活齿柱销8的左端压配在输出轴盘10的均布孔中,输出轴盘与输出轴为一体,柱销的右端压配在浮动盘11的装配孔中。输出轴盘、柱销和浮动盘构成了浮动式活齿架。两个内齿圈7与机体装配成为一体,通过止口和圆柱定位销以及螺栓联接固定两个内齿圈的相对位置,以及它们同左右机架的相对位置。每个内齿圈的齿宽中部沿周向都加工了一个环形槽,以避免活齿齿宽中段外圆面与内齿圈接触,干扰激波器与活齿之间的啮合运动。复合式活齿的活齿数Z1和内齿圈的齿数ZQ的关系为:ZQ=Z1+1。
本传动装置,当内齿圈或活齿架固定时,可以获得大减(增)速比传动,当激波器固定时,可获得速比微小的减(增)速传动,当内齿圈、活齿架、激波器都不固定时,则获得差速传动。
本传动装置作减速器时,动力由输入轴1输入,驱使两个偏心套2及与偏心套装配在一起的滚针轴承3和凸缘激波器外环4转动,激波器外环与活齿中段啮合,使活齿(基体)绕活齿架柱销8转动,活齿其余两段受内齿圈反作用力,使活齿推动活齿架柱销即活齿架转动,从而实现减速。
本传动装置作增速器时,先驱动转轴10转动,再由转轴10驱动活齿架转动,复合式活齿一方面随活齿架转动,另一方面,其两侧的滚针轴承又与内齿圈相啮合,使活齿绕柱销转动,推动凸缘激波环4、滚针轴承3、偏心套2带动转轴1转动,从而实现增速传动。
本实用新型具有以下特点:1、复合式活齿的基体与活齿柱销之间可通过滑动轴承或滚动轴承联接,构成滑动或纯滚动接触。活齿的中间段与凸缘激波器之间为纯滚动接触啮合,活齿的其余两段通过滚针轴承与内齿圈之间形成纯滚动接触啮合,所以这种传动机构的各处啮合副几乎全是纯滚动结构,克服了推杆活齿传动等现有活齿传动啮合副的磨损失效问题,包括摆动活齿与内齿圈之间的滑滚磨损问题,摩擦损失小,传动效率很高。
2、凸缘激波器和活齿体上安装的滚动轴承为截断式滚针轴承,因而可以大大缩小活齿传动的轴向、径向尺寸,节约材料,减轻重量。
3、采用浮动盘提高了活齿架刚度,可提高承载能力,减小柱销直径,减小整个机器的体积和重量。
4、把在活齿槽内受力强迫滑动的活齿改为绕活齿架上均布柱销摆动的活齿,这不仅克服了活齿在活齿槽内的滑动磨损,而且解决了活齿架导槽加工困难、精度不易保证的问题,有利于保证多齿啮合,提高了承载能力。
5、结构简单、紧凑,而且滚针轴承等为标准件,其余零件也多为圆柱体,所以加工工艺简单、制造成本低。
滚动接触式摆动活齿行星减速器(增速器)在轻工机械、食品机械、纺织、冶金和建筑等各个部门具有广阔的应用前景。

Claims (10)

1.一种滚动接触式摆动活齿行星减速器,主要由输入转轴、凸缘激波器、活齿、活齿架、内齿圈和输出轴构成,凸缘激波器偏心安装在输入轴上,活齿偏心安装在活齿架柱销上,活齿架与输出轴固联,活齿位于凸缘激波器与内齿圈之间,分别与凸缘激波器和内齿圈接触啮合,其特征在于活齿的外圆面沿活齿轴向为分段结构,其不同段位的活齿外圆面分别与凸缘激波器和内齿圈滚动接触啮合。
2.如权利要求1所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于活齿外圆面沿活齿轴向至少设计成二段,且至少有一段设置滚动轴承。
3.如权利要求2所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于凸缘激波器至少由偏心安装在输入轴上的偏心套构成。
4.如权利要求3所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于凸缘激波器还含有滚动轴承,滚动轴承安装在偏心套外。
5.如权利要求4所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于凸缘激波器还含有外环,外环安装在滚动轴承外。
6.如权利要求2所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于活齿外圆面沿活齿轴向设计成三段,中间段为与凸缘激波器接触啮合的活齿基体一部分,其余两段分别安置有用于与内齿圈滚动接触啮合的滚动轴承。
7.如权利要求1或2或3或4或5或6所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于内齿圈与活齿接触的啮合面为活齿在一系列啮合位置的包络曲面。
8.如权利要求6所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于内齿圈设计加工有用于避免干扰凸缘激波器与活齿相啮合运动的环形槽。
9.如权利要求1所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于活齿架由与输出轴固定联接的输出轴盘,若干个用于安装活齿的柱销和浮动盘构成,柱销的两端分别与输出轴盘和浮动盘固定联接,柱销均匀布置。
10.如权利要求1所述的滚动接触式摆动活齿行星减速器,其特征在于由凸缘激波器、活齿和内齿圈构成的传动链为一排或两排,当为两排时,两排的凸缘激波器偏心方向均匀对称设置。
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