CN106015501A

CN106015501A - 一种差动齿轮减速器

Info

Publication number: CN106015501A
Application number: CN201610667455.8A
Authority: CN
Inventors: 潘雷
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-15
Filing date: 2016-08-15
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明公开了一种差动齿轮减速器。其特征在于，所述减速器由输入齿轮组和输出齿轮组两组共四个齿轮组成，分别为相互啮合的一组内齿轮和外齿轮。所述输入齿轮组的内齿轮或外齿轮可分别作为动力输入端，相应的输出齿轮组外齿轮或内齿轮作为输出齿轮。所述输入齿轮组一个作为输入端时，另一个则和输出齿轮非输出齿轮相固连。所述输入齿轮组和输出齿轮组节圆直径不同，通过齿轮间配合实现大减速比减速。所述减速器结构简单，布局紧凑，不具有柔性部件，刚度好，且减速比大。

Description

一种差动齿轮减速器

技术领域

本发明涉及机械工程领域，特别涉及机械减速传动领域。

背景技术

减速器是机械传动中常用的组件之一。目前，主要的减速器类型有行星齿轮减速器、RV减速器和谐波减速器等几类减速器。其中，行星齿轮减速器传动稳定，传动力矩大，无柔性部件，可同时实现减速及增速，但减速器体积较大，且减速比提高困难；RV减速器减速比较大，传动稳定，但传动部件较多，***较为复杂；谐波减速器传动比大，结构简单，但具有柔性部件，一方面不利于控制，另一方面***寿命较短。

发明内容

为解决齿轮大减速比、长寿命问题，本发明提供一种不含柔性部件的减速器，该减速器通过控制齿轮节圆直径实现减速比控制。

本发明所述的减速器至少包括一组输入齿轮组、一组输出齿轮组和一个滚珠轴承。

所述输入齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮；输出齿轮组包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮。

所述第一齿轮为外齿轮，第二齿轮为内齿轮，第三齿轮为外齿轮，第四齿轮为内齿轮。

所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，且具有一定的齿数差。

所述第三齿轮与第四齿轮啮合，且具有一定的齿数差。

所述第三齿轮与第四齿轮的节圆直径差和第一齿轮与第二齿轮的节圆直径差相同。

所述第一齿轮或第二齿轮可作为动力输入轴。

所述第一齿轮为动力输入端时，滚珠轴承位于第一齿轮内，与第一齿轮同轴；第二齿轮为固定轴齿轮。

所述第二齿轮为动力输入端时，滚珠轴承位于第二齿轮内，与第二齿轮同轴；第一齿轮为固定轴齿轮。

所述第三齿轮为动力输出端时，第四齿轮与输入齿轮组的固定轴齿轮同轴且相固连。

所述第四齿轮为动力输出端时，第三齿轮与输入齿轮组的固定轴齿轮同轴且相固连。

本发明通过控制第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮的节圆直径实现不同大小的减速比。

本发明具有下述优点：

所述减速器不采用柔性部件，便于传动过程的精确控制，且提高减速器寿命；

所述减速器结构紧凑，体积小；

所述减速器通过控制节圆直径进行减速比控制，设计空间大，且减速比大。

附图说明

图1为根据本发明设计的减速器第一实施例剖面图。

图2为根据本发明设计的减速器第二实施例剖面图。

图3为第一实施例下典型参数下的第一齿轮节圆直径-传动比变化曲线。

图4为第一实施例下典型参数下的第二齿轮节圆直径-传动比变化曲线。

图5为第一实施例下典型参数下的第三齿轮节圆直径-传动比变化曲线。

具体实施方式

图1为本发明的第一个实施例。参考图1，本实施例所述的减速器包括输入轴1、滚珠轴承2、外齿轮3、内齿轮4、固定杆5、内齿轮6和外齿轮7。

其中，输入轴1、滚珠轴承2、外齿轮3、和外齿轮7同轴。输入轴1位于滚珠轴承2内，外齿轮3与滚珠轴承2相连。输入轴1与外部偏心轮相连，在电机驱动下，输入轴1带动外齿轮3转动。通过滚珠轴承2，外齿轮3可自由绕输入轴1转动。

内齿轮4为固定轮，与外齿轮3具有少量的齿差，且两齿轮相啮合。受内齿轮4的限制，输入轴1的偏心运动半径为内齿轮4与外齿轮3的节圆半径差。

在输入电机的驱动下，外齿轮3绕内齿轮4转动。由于两齿轮间具有一定齿差，故外齿轮3在绕内齿轮4的轴线公转的同时，具有一定的自转角速度，自转角速度大小与外齿轮3和内齿轮4间的齿差数有关。

所述固定连杆5具有至少3根，每一根固定连杆5的一端固定在外齿轮3上，另一端固定在外齿轮7上。通过连杆组5，使得外齿轮7与外齿轮3相对位置、姿态固定且两个齿轮同轴。在外齿轮3的带动下，外齿轮7具有与外齿轮3相同的公转角速度和自转角速度。

外齿轮7位于外齿轮3上方，且与外齿轮3具有一定的节圆直径差。

内齿轮6位于外齿轮7外侧，且与内齿轮4同轴。

所述内齿轮6为动力输出轴。

内齿轮6与外齿轮7具有一定的齿差，且两齿轮的齿差数与外齿轮3和内齿轮4的齿差数相同。因此，在外齿轮7绕内齿轮4公转的时候，可保证与外齿轮7相啮合。

由于外齿轮7在公转的同时具有一定自转，通过合理选择齿数差，内齿轮6在外齿轮7的驱动下开始转动，从而输出动力。

参考图1，设齿轮3、齿轮4、齿轮6和齿轮7的直径分别为d ₃ 、d ₄ 、d ₆ 和d ₇ 。外齿轮3具有公转速度及自转速度，其中为输入转速。外齿轮7具有公转速度及自转速度，内齿轮4为固定齿轮，转速为0，内齿轮6为输出齿轮，仅具有转速为的公转速度。

由于齿轮3、齿轮4相互啮合，模数相同；齿轮6和齿轮7相互啮合，模数相同。但齿轮6与齿轮4的模数可以不同。各相互啮合齿轮的齿数、直径和周长为线性关系。此处用直径代替齿数，则齿轮齿数差直接表现为节圆直径差。

在时间内，外齿轮3绕内齿轮4旋转一周，到达起点，此时有：

(1)

(2)

由于外齿轮7和外齿轮3具有相同的公转及自转角速度，即

(3)

(4)

而此时内齿轮6转速为，有

(5)

又由几何关系有：

(6)

联立上述各式，可求解得：

(7)

此即为本发明减速器减速比计算公式。

按照图1所示的实施方式，取齿轮3节圆直径95，齿轮4节圆直径100，齿轮6节圆直径66，此时减速比为1881；调整齿轮3节圆直径为98时，保持其余齿轮不变，则减速比为4851。极限情况，齿轮6直径与齿轮4相同，则齿轮7不转动，减速比可认为为无穷大。

图2为本发明的第二个实施例。本实施例中，所述的减速器包括固定轴1、滚珠轴承2、外齿轮3、内齿轮4、内齿轮5、外齿轮6和法兰盘。

输入轴1和滚珠轴承2和内齿轮4同轴。输入轴1位于滚珠轴承2内，内齿轮4与滚珠轴承2相连。

外齿轮3位于内齿轮4的内侧，为固定轮。外齿轮3与内齿轮4具有少量的齿差，且两齿轮相啮合。

内齿轮4为输入轮，通过输入轴1与外部偏心轮相连，在外部电机带动下，内齿轮4绕外齿轮3转动。

通过滚珠轴承2，内齿轮4可自由绕输入轴1转动。受外齿轮3的限制，输入轴1的偏心运动半径为内齿轮4与外齿轮3的半径差。

在输入电机的驱动下，内齿轮4绕外齿轮3转动。由于两齿轮间具有一定齿差，故内齿轮4在绕外齿轮3的轴线公转的同时，具有一定的自转角速度，自转角速度大小与外齿轮3和内齿轮4间的齿差数有关。

所述内齿轮5位于内齿轮4上方，通过法兰盘7固定与内齿轮4上，且与内齿轮4同轴。在内齿轮4的带动下，内齿轮5具有与内齿轮4相同的公转角速度和自转角速度。

所述法兰盘7位于内齿轮4与内齿轮5之间，用于固连内齿轮4和内齿轮5。

所述外齿轮6位于内齿轮5内部，且与内齿轮4同轴。外齿轮6与内齿轮5具有少量的齿差。且两齿轮的齿差数与外齿轮3和内齿轮4的齿差数相同。因此，在外齿轮6绕内齿轮5公转及自转时，可保证与外齿轮6相啮合。在内齿轮5的驱动下，外齿轮6开始旋转，并输出动力。

所述外齿轮6为动力输出轮。

对于图2所示的实施方式，参考实施例1中的求解过程可求得，减速比计算公式为

(8)。

Claims

1.所述减速器至少包括一组输入齿轮组、一组输出齿轮组和一个滚珠轴承。

2.所述输入齿轮组包括相互啮合的第一齿轮和第二齿轮；输出齿轮组包括相互啮合的第三齿轮和第四齿轮。

3.所述第一齿轮为外齿轮，第二齿轮为内齿轮，第三齿轮为外齿轮，第四齿轮为内齿轮。

4.所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，且具有一定的齿数差。

5.所述第三齿轮与第四齿轮啮合，且具有一定的齿数差。

6.所述第三齿轮与第四齿轮的节圆直径差和第一齿轮与第二齿轮的节圆直径差相同。

7.所述第一齿轮或第二齿轮可作为动力输入轴。

8.所述第一齿轮为动力输入端时，滚珠轴承位于第一齿轮内，与第一齿轮同轴；第二齿轮为固定轴齿轮。

9.所述第二齿轮为动力输入端时，滚珠轴承位于第二齿轮内，与第二齿轮同轴；第一齿轮为固定轴齿轮。

10.所述第三齿轮为动力输出端时，第四齿轮与输入齿轮组的输入端齿轮同轴且相固连。

11.所述第四齿轮为动力输出端时，第三齿轮与输入齿轮组的输入端齿轮同轴且相固连。