CN213298713U - 多行星轮式少齿差渐开线减速机构 - Google Patents

Abstract

一种多行星轮式少齿差渐开线减速机构，包括设有内齿圈、输入轴齿轮、三个第二少齿差行星轮以及至少三个第一行星轮和偏心轴；偏心轴包括三段角度相差120°的偏心结构和渐开线外花键齿；三个第二少齿差行星轮与内齿圈啮合；输入轴齿轮依次穿过三个第二少齿差行星轮的中心位置，输入轴齿轮与三个第一行星轮啮合；偏心轴上的三段偏心结构同时穿过三个第二少齿差行星轮；渐开线外花键齿与第一行星轮固联。由于将第二少齿差行星轮的数量设置为三个，就使得每个偏心轴承受的载荷大大降低。同时提升第二少齿差行星轮所承受的齿部应力，从而解决偏心轴承载能力和寿命问题，整体提高了减速机构的承载能力、输入转速、运动平稳性、精度保持性和使用寿命。

Description

多行星轮式少齿差渐开线减速机构

技术领域

本实用新型属于一种减速机构，具体为一种多行星轮式少齿差渐开线减速机构。

背景技术

少齿差行星齿轮传动是行星齿轮传动中的一种，由外齿轮与内齿轮组成一对内啮合齿轮副，它采用的是渐开线齿形，内外齿轮的齿数差很小，通常齿数差为1～5，外齿通过轴承和偏心套安装在减速器的输入轴上，内齿轮大多固定不动。输出机构将外齿轮的转动通过销轴传到输出轴上，并保证它的角速度不变。

但是现有少齿差减速机构为了平衡部分惯性力和提高承载能力，通常采用两个相位相差180°的行星轮进行减速传动。这样存在的问题是：在不改变外形体积的情况下，整个减速机构的传动功率、运动精度无法得到进一步提升。并且以目前180°相位的行星轮，偏心轴所承受较大的剪切力会对承载能力和寿命造成影响，进而影响到整个减速机构运行的平稳性和精度保持性。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供一种多行星轮式少齿差渐开线减速机构，以提高整个减速机构的承载能力和使用寿命，保证机构运行的平稳性和精度保持性。

本实用新型的技术方案是：一种多行星轮式少齿差渐开线减速机构，包括设有内齿圈的外壳、左行星架、第二少齿差行星轮、第一行星轮、右行星架、偏心轴和输入轴齿轮，其特征在于：所述第二少齿差行星轮为三个；所述第一行星轮和偏心轴的数量相同且至少为三个；所述偏心轴包括三段偏心结构和一段渐开线外花键齿，三段偏心结构的角度相差120°；所述三个第二少齿差行星轮均设有中心孔，并绕中心孔等角度设有偏心轴贯通孔，偏心轴贯通孔的数量与偏心轴数量一致；所述左行星架和右行星架分别设置在内齿圈的两侧，并通过轴承与外壳连接；所述三个第二少齿差行星轮同时与内齿圈啮合；所述输入轴齿轮依次穿过左行星架、三个第二少齿差行星轮和右行星架的中心位置，输入轴齿轮右段的外齿轮与三个均布的第一行星轮啮合；所述偏心轴上的三段偏心结构同时穿过三个第二少齿差行星轮上同一位置的偏心轴贯通孔通过轴承连接；偏心轴的两端分别通过轴承与左行星架和右行星架连接；偏心轴的渐开线外花键齿穿过右行星架与第一行星轮的中心位置固联。

进一步，所述偏心轴位于最左边的偏心结构和左端的偏心轴的中心连线与右端的渐开线外花键齿中心重合，重合度不大于±2′。

本实用新型的有益效果在于，由于将第一行星轮和偏心轴、第二少齿差行星轮的数量设置为三个，就使得每个偏心轴承受的载荷大大降低。同时提升第二少齿差行星轮所承受的齿部应力，从而解决偏心轴承载能力和寿命问题，整体提高了减速机构的承载能力、输入转速、运动平稳性、精度保持性和使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的左视图。

图3为图1的右视图。

图4为第二少齿差行星轮在本实用新型中的安装示意图。

图5为第一行星轮与输入轴齿轮啮合的结构示意图。

图6为第一行星轮的结构示意图。

图7为第二少齿差行星轮的结构示意图。

图8为偏心轴的结构示意图。

图9为输入轴齿轮的结构示意图。

图10为左行星架的结构示意图。

图11为图10的左视图。

图12为右行星架的结构示意图。

图13为图12的左视图。

图中：1、孔用挡圈，2、左行星架，3、深沟球轴承，4、第二少齿差行星轮，5、滚针轴承，6、垫片，7、内齿圈，8、轴承，9、右行星架，10、第一行星轮，10-1、圆柱齿，10-2、渐开线内花键齿，11、轴用挡圈，12、偏心轴，12-1、渐开线外花键齿，13、输入轴齿轮，14、中心孔，15、偏心轴贯通孔。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

需要说明的是，本实用新型中所提到的左、右方位用语，仅作为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考，不应该认为是具有限制性的。

如图1所示，一种多行星轮式少齿差渐开线减速机构，包括设有内齿圈7的外壳，左行星架2、第二少齿差行星轮4、第一行星轮10、右行星架9、偏心轴12和输入轴齿轮13。第二少齿差行星轮4为三个。第一行星轮10和偏心轴12的数量相同且至少为三个。如图7所示，三个第二少齿差行星轮4均设有中心孔14，并绕中心孔14等角度设有偏心轴贯通孔15，偏心轴贯通孔15的数量与偏心轴12数量一致。如图8所示，偏心轴12包括三段偏心结构和一段渐开线外花键齿12-1，三段偏心结构的角度相差120°。如图10至图13所示，左行星架2和右行星架9的中心位置设有通孔，在与第二少齿差行星轮4的偏心轴贯通孔15相对应的位置分别设有通孔。如图9所示，输入轴齿轮13的右段设有外齿轮，用于与第一行星轮10啮合。

现以第一行星轮10和偏心轴12个数均为三个举例，对本实用新型的结构进行详细说明，具体如下：

如图1至图3所示，左行星架2和右行星架9分别设置在内齿圈7的两侧，并通过轴承8与外壳连接。轴承8可以为角接触轴承。三个第二少齿差行星轮4同时与内齿圈7啮合。输入轴齿轮13依次穿过左行星架2、三个第二少齿差行星轮4和右行星架9中心的通孔。如图1和图6所示，位于输入轴齿轮13右段的外齿轮分别与三个第一行星轮10的圆柱齿10-1啮合。如图5所示，三个第一行星轮10均布在输入轴齿轮13的圆周上。需要说明的是，输入轴齿轮13的轴径小于第二少齿差行星轮4中心孔14的孔径。

偏心轴12上的三段偏心结构同时穿过三个第二少齿差行星轮4上同一位置的偏心轴贯通孔15，并通过滚针轴承5连接。偏心轴12的两端分别通过深沟球轴承3与左行星架2和右行星架9连接。左行星架2和右行星架9分别在安装深沟球轴承3的外侧位置处设有孔用挡圈1，用于限制偏心轴12在左行星架2和右行星架9之间的轴向位移。在深沟球轴承3的内侧位置处设有垫片6，用于在深沟球轴承3与偏心轴12之间进行阻隔缓冲。如图1和图6所示，偏心轴12的渐开线外花键齿12-1穿过右行星架9与第一行星轮10的渐开线内花键齿10-2啮合固联。在偏心轴12的渐开线外花键齿12-1两侧设置有轴用挡圈11，以此限制第一行星轮10在偏心轴12上的轴向位移。

如图4所示，由于三个偏心轴12上的三段偏心结构相差120°，所以套装在三个偏心轴12上的三个第二少齿差行星轮4的相位差为120°。

为了保证输入轴齿轮13与第一行星轮10以及三个第二少齿差行星轮4与内齿圈7很好啮合，达到最佳的功率分流及均载、重合度等要求，需要保证最左端的偏心结构和左端的偏心轴的中心连线与右端的渐开线外花键齿12-1中心重合，重合度不大于±2′。

本实用新型的工作原理如图1所示：输入轴齿轮13带动与三个第一行星轮10转动。三个第一行星轮10会带动偏心轴12进行转动。在偏心轴12的驱动下，三个与内齿圈7啮合的第二少齿差行星轮4在绕输入轴齿轮13轴线进行公转的同时，还会绕自身的轴线进行自转。又因为三个第二少齿差行星轮4的自转，所以带动了三个偏心轴12绕输入轴齿轮13的轴线进行公转，也就是三个第一行星轮10绕输入轴齿轮13的轴线进行公转。由于三个偏心轴12通过轴承8与左行星架2和右行星架9连接，所以三个偏心轴12绕输入轴齿轮13轴线的公转，带动了左行星架2和右行星架9绕输入轴齿轮13轴线的转动。最终实现了其自转矢量以1:1的速比由左行星架9向外传递。

在本实用新型中，第一行星轮10将输入的动力分流每一根偏心轴12上。由于三个第二少齿差行星轮4的相位差为120°，对动力再次进行了平均分流，每个第二少齿差行星轮4分流到的动力更小且承载的动力相等。由于三个第二少齿差行星轮4同时与内齿圈7相啮合。在啮合线附近的相邻工作齿对间齿廓间隙非常小，在载荷的作用下两接触齿对产生弹性变形，使得相邻工作齿对的齿廓间隙消失，产生多齿弹性啮合效应。每个第二少齿差行星轮4与内齿圈7同时啮合的齿对数能达 3~5 对。当第二少齿差行星轮4为三个的情况下，同时啮合的齿对数将达到12~16对。在减速机构工作时，随着转矩的增加，虽然单个轮齿上的法向接触力是在增大，但齿轮副主齿对的多齿弹性啮合效应系数是在不断地减小，在啮合齿数不变的情况下其他接触齿对的多齿弹性啮合效应系数则在增大。使得同时承载的啮合齿数增加，既而减小了齿对承担的应力，提高了减速机构的承载能力，在不增加减速机构外径尺寸的情况下，承载能力相比少齿差渐开线减速机构提高20%左右，回程误差和运动精度可达1′以内，运动更加平稳，刚性更高，精度保持性更稳定。

本实用新型将第二少齿差行星轮4数量设计为三个为最优选择，当数量增加到三个以上时，对减速机构的性能再次提升空间非常有限。

第一行星轮10，偏心轴12、第二少齿差行星轮4数量均为三个，使每个偏心轴12承受的载荷大大降低。同时提升第二少齿差行星轮4所承受的齿部应力，从而解决偏心轴12承载能力和寿命问题，整体提高了减速机构的承载能力、输入转速、运动平稳性、精度保持性和使用寿命。

Claims (2)

1.一种多行星轮式少齿差渐开线减速机构，包括设有内齿圈的外壳、左行星架、第二少齿差行星轮、第一行星轮、右行星架、偏心轴和输入轴齿轮，其特征在于：所述第二少齿差行星轮为三个；所述第一行星轮和偏心轴的数量相同且至少为三个；所述偏心轴包括三段偏心结构和一段渐开线外花键齿，三段偏心结构的角度相差120°；所述三个第二少齿差行星轮均设有中心孔，并绕中心孔等角度设有偏心轴贯通孔，偏心轴贯通孔的数量与偏心轴数量一致；所述左行星架和右行星架分别设置在内齿圈的两侧，并通过轴承与外壳连接；所述三个第二少齿差行星轮同时与内齿圈啮合；所述输入轴齿轮依次穿过左行星架、三个第二少齿差行星轮和右行星架的中心位置，输入轴齿轮右段的外齿轮与三个均布的第一行星轮啮合；所述偏心轴上的三段偏心结构同时穿过三个第二少齿差行星轮上同一位置的偏心轴贯通孔通过轴承连接；偏心轴的两端分别通过轴承与左行星架和右行星架连接；偏心轴的渐开线外花键齿穿过右行星架与第一行星轮的中心位置固联。

2.如权利要求1所述的一种多行星轮式少齿差渐开线减速机构，其特征在于：所述偏心轴位于最左边的偏心结构和左端的偏心轴的中心连线与右端的渐开线外花键齿中心重合，重合度不大于±2′。

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