CN104074930A - 一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器，输入轴通过键与三个偏心套错位相连，构成三个偏心位相错120°的转臂曲柄。三个转臂曲柄通过圆柱滚子轴承分别连接左置摆线轮、中间摆线轮和右置摆线轮。三个摆线轮具有不同摆线齿数并开设有多个均匀分布且同时贯穿有柱销的柱销孔。三个摆线轮与对应针齿壳上的针齿销相啮合。外输出针齿壳通过外支撑轴承连接固定针齿壳且采用螺钉连接外输出套筒轴，通过内支撑轴承连接内输出针齿壳。内输出针齿壳采用螺钉连接内输出轴。输入轴采用支撑轴承连接左侧箱盖和内输出轴。本发明通过上述多级摆线复合传动结构设计，实现单输入同侧双输出传动，特别适合于搅拌机、飞行器、船舶以及潜水器的双桨共轴传动中。

Description

一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器

技术领域

本发明涉及一种摆线减速器，尤其涉及一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器。

背景技术

摆线减速器具有传动比大、传动效率高、传动精度高、扭转刚性高以及寿命长等诸多优点，因此广泛应用于精密机械传动领域。摆线减速器由于采用行星传动结构，所以结构紧凑，与同功率的齿轮减速器相比，体积和重量均可以减少1/2～1/3。现有摆线减速器单级传动比可达11～87，二级传动比可达121～5133。此外，摆线减速器运转平稳、无噪音，且具有较大的过载和承受较强冲击的能力。

现有摆线减速器主要实现单输入单输出的同轴传动技术，无法实现单输入同侧双输出传动。例如，公开号为CN102252062A，公开日为2011年11月23日的中国发明专利公开了一种复式精密摆线减速器，公开号为CN102242795A，公开日为2011年11月16日的中国发明专利公开了一种精密摆线减速器，上述两项专利所披露的摆线减速器均是通过两级摆线复合传动结构设计，仅能实现同轴单输入单输出传动。

现有同轴单输入同侧双输出减速器主要借助复杂齿轮***传动实现，传动比，传动精度以及传动效率很难进一步提高。不仅如此，现有同轴单输入同侧双输出减速器主要实现两根输出轴相对正反向旋转，很难通过减速器内部结构改动实现两根输出轴相对同向旋转或相对正反向旋转，且两个输出很难实现传动比独立设计。

发明内容

为克服现有技术上的缺陷，本发明提供一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器。该减速器同时具有高精度、高效率、高刚性、高承载和使用寿命长等优点。特别适合于搅拌机、飞行器、船舶以及潜水器的双桨共轴传动中。

为了解决上述技术问题，本发明一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器的技术方案是，该减速器包括输入轴、左侧箱盖和右侧箱盖，所述左侧箱盖和右侧箱盖之间固定有固定针齿壳，所述输入轴的一端通过支撑轴承与所述左侧箱盖连接，所述输入轴的另一端通过支撑轴承连接有内输出轴，所述输入轴上键连接有轴向并列布置的三个偏心套，所述三个偏心套具有不同偏心距且偏心相位相错120°，从而构成具有三个偏心相位相错120°的转臂曲柄；三个偏心套上均分别各自通过一圆柱滚子轴承连接具有不同摆线齿数的左置摆线轮、中间摆线轮和右置摆线轮；所述左置摆线轮、中间摆线轮和右置摆线轮上分别均布有数量相同的柱销孔，还包括有与柱销孔数量相同的柱销，每个柱销同时贯穿于所述左置摆线轮、中间摆线轮和右置摆线轮上的一柱销孔；所述内输出轴上套装有外输出套筒轴，所述右侧箱盖套装在所述外输出套筒轴，所述外输出套筒轴与所述内输出轴之间、所述右侧箱盖与所述外输出套筒轴之间均为间隙配合；所述内输出轴上固定有内输出针齿壳，所述外输出套筒轴上固定有外输出针齿壳；所述外输出针齿壳与所述固定针齿壳之间采用外支撑轴承连接与定位，所述外输出针齿壳与所述内输出针齿壳之间采用内支撑轴承连接与定位；所述左置摆线轮与镶嵌在所述固定针齿壳上的针齿销相啮合；所述中间摆线轮与镶嵌在所述外输出针齿壳上的针齿销相啮合；所述右置摆线轮与镶嵌在所述内输出针齿壳上的针齿销相啮合。

本发明一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器，其中，并列布置的三个偏心套，在轴向上采用间隔环分离。

所述固定针齿壳、外输出针齿壳和内输出针齿壳上分别镶嵌的针齿销采用弹性挡圈固定。

所述左置摆线轮与固定针齿壳上的针齿销之间、所述中间摆线轮与外输出针齿壳上的针齿销之间及所述右置摆线轮与内输出针齿壳上的针齿销之间均分别具有一齿差时，该减速器具有如下两个输出传动比：

$i_1=\begin{array}{cc}\frac{Z_1{Z}_4}{Z_1-Z_3}& \left(\begin{array}{cc}{Z}_1>Z_3& \&Prime;+\&Prime;\\ Z_1<Z_3& \&Prime;-\&Prime;\end{array}\right)\end{array}---\left(1\right)$

$i_2=\begin{array}{cc}\frac{Z_1{Z}_6}{Z_1-Z_5}& \left(\begin{array}{cc}{Z}_1>Z_5& \&Prime;+\&Prime;\\ Z_1<Z_5& \&Prime;-\&Prime;\end{array}\right)\end{array}---\left(2\right)$

式(1)和式(2)中，i₁为外输出套筒轴(18)与输入轴之间的输出传动比，i₂为内输出轴与输入轴之间的输出传动比，Z₁为左置摆线轮的齿数；Z₂为固定针齿壳上针齿销的数目；Z₃为中间摆线轮的齿数；Z₄为外输出针齿壳上的针齿销的数目；Z₅为右置摆线轮的齿数；Z₆为内输出针齿壳上的针齿销的数目；"+"表示外输出套筒轴或内输出轴的转向与输入轴转向相同；"-"表示外输出套筒轴或内输出轴的转向与输入轴转向相反。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过上述多级摆线针轮复合传动结构的设计，可以实现减速器单输入同侧双输出传动，且具备传动比大、精度高、效率高、刚性高、承载高和使用寿命长的优点，特别适合于搅拌机、飞行器、船舶以及潜水器的双桨共轴传动中。

附图说明

图1是本发明一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器的结构示意图；

图2是图1中所示摆线减速器的A-A剖面图；

图3是图1中所示摆线减速器的B-B剖面图；

图4是图1中所示摆线减速器的C-C剖面图。

图中：1-输入轴，2-键，31、32、33-偏心套，4-圆柱滚子轴承，5-左置摆线轮，6-中间摆线轮，7-右置摆线轮，8-柱销孔，9-柱销，10-固定针齿壳，11-外输出针齿壳，12-内输出针齿壳，131、132、133-针齿销，14-外支撑轴承，15-内支撑轴承，16-支撑轴承，17-螺钉，18-外输出套筒轴，19-内输出轴，20-左侧箱盖，21-右侧箱盖，22-间隔环，23-弹性挡圈。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述。

本发明一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器，包括输入轴1、左侧箱盖20和右侧箱盖21，所述左侧箱盖20和右侧箱盖21之间通过螺钉固定有固定针齿壳10，即，左侧箱盖20、固定针齿壳10和右侧箱盖21构成了该减速器的壳体。所述输入轴1的一端通过支撑轴承与所述左侧箱盖20连接，在输入轴1的输入端设有与左侧箱盖20固定的轴承盖，所述输入轴1的另一端通过支撑轴承16连接有内输出轴19。

所述输入轴1上通过键2连接有轴向并列(图1中自左向右的依次)布置的三个偏心套31、32、33，并列布置的三个偏心套，在轴向上采用间隔环22分离。所述三个偏心套31、32、33之间的偏心相位相错120°，从而构成具有三个偏心相位相错120°的转臂曲柄；三个偏心套31、32、33(即三个转臂曲柄)上分别各自装有一圆柱滚子轴承4，用于支撑三个摆线轮，三个摆线轮是具有不同摆线齿数的左置摆线轮5、中间摆线轮6和右置摆线轮7，所述左置摆线轮5、中间摆线轮6和右置摆线轮7上分别均布有数量相同的柱销孔，如图1所示，由于每个摆线轮上柱销孔的数量相同，均布的角度位置一致，从而，可以用一根柱销9同时贯穿与所述左置摆线轮5、中间摆线轮6和右置摆线轮7上的一柱销孔中，为实现柱销9与柱销孔8的顺畅接触而不发生干涉卡死现象，因此左置摆线轮5、中间摆线轮6和右置摆线轮7上的柱销孔是分布在相同半径分度圆上具有不同直径大小的圆孔，摆线轮上柱销孔的直径与摆线轮所在偏心套的偏心距有关，至于如何计算摆线轮上柱销孔的直径属于本技术领域的公知常识，在此不再赘述。

所述内输出轴19上套装有外输出套筒轴18，所述外输出套筒轴18与所述内输出轴19之间为间隙配合，并设有密封圈；所述右侧箱盖21套装在所述外输出套筒轴18上，所述右侧箱盖21与所述外输出套筒轴18之间为间隙配合，并设有密封圈。所述内输出轴19上通过螺钉固定有内输出针齿壳12，所述外输出套筒轴18上采用螺钉17固定有外输出针齿壳11，所述外输出针齿壳11与所述固定针齿壳10之间采用外支撑轴承14连接与定位，所述外输出针齿壳11与所述内输出针齿壳12之间采用两个内支撑轴承15连接与定位；所述固定针齿壳10上镶嵌有针齿销131，所述外输出针齿壳11上镶嵌有针齿销132，所述内输出针齿壳12上镶嵌有针齿销133，各针齿销的两侧采用弹性挡圈23固定在各自的针齿壳中。

所述左置摆线轮5与镶嵌在所述固定针齿壳10上的针齿销131相啮合，如图2所示；所述中间摆线轮6与镶嵌在所述外输出针齿壳11上的针齿销132相啮合，如图3所示；所述右置摆线轮7与镶嵌在所述内输出针齿壳12上的针齿销133相啮合，如图4所示。

本发明减速器同侧的双输出轴，即内输出轴19和外输出套筒轴18在所述左置摆线轮5与固定针齿壳10上的针齿销131之间、所述中间摆线轮6与外输出针齿壳11上的针齿销132之间及所述右置摆线轮7与内输出针齿壳12上的针齿销133之间均分别具有一齿差时，具有如下两个输出传动比：

$i_1=\begin{array}{cc}\frac{Z_1{Z}_4}{Z_1-Z_3}& \left(\begin{array}{cc}{Z}_1>Z_3& \&Prime;+\&Prime;\\ Z_1<Z_3& \&Prime;-\&Prime;\end{array}\right)\end{array}$

$i_2=\begin{array}{cc}\frac{Z_1{Z}_6}{Z_1-Z_5}& \left(\begin{array}{cc}{Z}_1>Z_5& \&Prime;+\&Prime;\\ Z_1<Z_5& \&Prime;-\&Prime;\end{array}\right)\end{array}$

i₁为外输出套筒轴18与输入轴1之间的输出传动比，i₂为内输出轴19与输入轴1之间的输出传动比，Z₁为左置摆线轮5的齿数；Z₂为固定针齿壳10上针齿销131的数目；Z₃为中间摆线轮6的齿数；Z₄为外输出针齿壳11上的针齿销132的数目；Z₅为右置摆线轮7的齿数；Z₆为内输出针齿壳12上的针齿销133的数目；"+"表示外输出套筒轴18或内输出轴19的转向与输入轴1转向相同；"-"表示外输出套筒轴18或内输出轴19的转向与输入轴1转向相反。

本发明减速器中，具体到双输出轴的转向与输入轴转向相同或相反，或两根输出轴传动比的大小可进行独立设计。例如，取左置摆线轮齿数为19，固定针齿壳上针齿销的数目为20，中间摆线轮齿数为17，外输出针齿壳上的针齿销的数目为18，右置摆线轮齿数为21，内输出针齿壳上的针齿销的数目为22。利用本发明中输出传动比的计算可得，该减速器的外输出套筒轴的输出传动比为+171，转向与输入轴相同，内输出轴的输出传动比为-209，转向与输入轴相反。

本发明减速器传动时，动力由输入轴1输入，输入轴1通过键连接将动力传递给由三个偏心相位相错120°的偏心套构成的三个转臂曲柄，三个转臂曲柄带动左置摆线轮5、中间摆线轮6和右置摆线轮7同时转动。左置摆线轮5通过与固定针齿壳10上的针齿销131的啮合带动柱销9转动，由于柱销9是贯穿于左置摆线轮5、中间摆线轮6和右置摆线轮7上的，柱销9可以同时拨动中间摆线轮6和右置摆线轮7转动。在输入轴1和柱销9的驱动下，中间摆线轮6拨动外输出针齿壳11转动，右置摆线轮7拨动内输出针齿壳12转动，从而实现输入轴1带动同侧的外输出套筒轴18和内输出轴19的转动运动，并通过设计摆线轮和与之啮合的针齿销的数目实现该减速器具有2个不同的输出传动比。

尽管上面结合附图对本发明减速器的优选实施方式进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器，包括输入轴(1)、左侧箱盖(20)和右侧箱盖(21)，所述左侧箱盖(20)和右侧箱盖(21)之间固定有固定针齿壳(10)，所述输入轴(1)的一端通过支撑轴承(16)与所述左侧箱盖(20)连接，所述输入轴(1)的另一端通过支撑轴承(16)连接有内输出轴(19)，其特征在于，

所述输入轴(1)上键(2)连接有轴向并列布置的三个偏心套(31、32、33)，所述三个偏心套(31、32、33)具有不同偏心距且偏心相位相错120°，从而构成具有三个偏心相位相错120°的转臂曲柄；

三个偏心套(31、32、33)上均分别各自通过一圆柱滚子轴承(4)连接具有不同摆线齿数的左置摆线轮(5)、中间摆线轮(6)和右置摆线轮(7)；所述左置摆线轮(5)、中间摆线轮(6)和右置摆线轮(7)上分别均布有数量相同的柱销孔，还包括有与柱销孔数量相同的柱销，每个柱销同时贯穿于所述左置摆线轮(5)、中间摆线轮(6)和右置摆线轮(7)上的一柱销孔；

所述内输出轴(19)上套装有外输出套筒轴(18)，所述右侧箱盖(21)套装在所述外输出套筒轴(18)，所述外输出套筒轴(18)与所述内输出轴(19)之间、所述右侧箱盖(21)与所述外输出套筒轴(18)之间均为间隙配合；

所述内输出轴(19)上固定有内输出针齿壳(12)，所述外输出套筒轴(18)上固定有外输出针齿壳(11)；

所述外输出针齿壳(11)与所述固定针齿壳(10)之间采用外支撑轴承(14)连接与定位，所述外输出针齿壳(11)与所述内输出针齿壳(12)之间采用内支撑轴承(15)连接与定位；

所述左置摆线轮(5)与镶嵌在所述固定针齿壳(10)上的针齿销(131)相啮合；所述中间摆线轮(6)与镶嵌在所述外输出针齿壳(11)上的针齿销(132)相啮合；所述右置摆线轮(7)与镶嵌在所述内输出针齿壳(12)上的针齿销(133)相啮合。

2.根据权利要求1所述的一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器，其特征在于，并列布置的三个偏心套，在轴向上采用间隔环(22)分离。

3.根据权利要求2所述的一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器，其特征在于，所述固定针齿壳(10)、外输出针齿壳(11)和内输出针齿壳(12)上分别镶嵌的针齿销采用弹性挡圈(23)固定。

4.根据权利要求1-3中任何一种同轴单输入同侧双输出摆线减速器，其特征在于，所述左置摆线轮(5)与固定针齿壳(10)上的针齿销(131)之间、所述中间摆线轮(6)与外输出针齿壳(11)上的针齿销(132)之间及所述右置摆线轮(7)与内输出针齿壳(12)上的针齿销(133)之间均分别具有一齿差时，该减速器具有如下两个输出传动比：

$i_1=\begin{array}{cc}\frac{Z_1{Z}_4}{Z_1-Z_3}& \left(\begin{array}{cc}{Z}_1>Z_3& \&Prime;+\&Prime;\\ Z_1<Z_3& \&Prime;-\&Prime;\end{array}\right)\end{array}---\left(1\right)$

$i_2=\begin{array}{cc}\frac{Z_1{Z}_6}{Z_1-Z_5}& \left(\begin{array}{cc}{Z}_1>Z_5& \&Prime;+\&Prime;\\ Z_1<Z_5& \&Prime;-\&Prime;\end{array}\right)\end{array}---\left(2\right)$

式(1)和式(2)中，i₁为外输出套筒轴(18)与输入轴(1)之间的输出传动比，i₂为内输出轴(19)与输入轴(1)之间的输出传动比，Z₁为左置摆线轮(5)的齿数；Z₂为固定针齿壳(10)上针齿销(131)的数目；Z₃为中间摆线轮(6)的齿数；Z₄为外输出针齿壳(11)上的针齿销(132)的数目；Z₅为右置摆线轮(7)的齿数；Z₆为内输出针齿壳(12)上的针齿销(133)的数目；"+"表示外输出套筒轴(18)或内输出轴(19)的转向与输入轴(1)转向相同；"-"表示外输出套筒轴(18)或内输出轴(19)的转向与输入轴(1)转向相反。