CN106989143B - 行星减速装置 - Google Patents

Abstract

一种行星减速装置，包括：内齿圈，其具有沿其轴线设置的上游端和下游端，和平行于轴线延伸的内齿；输入轴，其沿内齿圈轴线径向居中地且轴向固定地且可转动地连接至内齿圈的上游端，以用于接收高速旋转运动；输出轴，其沿内齿圈轴线径向居中地且轴向固定地且可转动地连接至内齿圈的下游端，以用于输出低速旋转运动；至少一级行星减速机构，其包括用于装配行星轮的行星轮轴；以及至少一个定心装置，所述定心装置是环形的，且其相对于内齿圈被径向居中地且轴向固定地设置，且分别与所述行星轮轴的一端一直滚动地径向接触，以进行所述行星减速机构的径向定位。

Description

行星减速装置

技术领域

本发明涉及一种行星减速装置，更具体地，涉及一种具有轴向和径向定位功能的行星减速装置。

背景技术

行星减速器在设计中内齿圈或行星架设置为浮动结构，导致包括行星轮和行星架的整体构件在使用中会由于受力不平衡而产生径向浮动，因此运行过程中，尤其是初始启动时，会产生极大的不均匀静摩擦力，而且高速运转时会产生非常明显的噪声，对于行星减速器本身而言会增大摩擦损失，降低效率，同时缩短主要工作部件的使用寿命。

上述的讨论仅仅提供了一般的背景信息并且不试图用于帮助确定请求保护的主题的范围。

发明内容

本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。

在本发明的一个方面中，本发明提供一种行星减速装置，包括：内齿圈，其具有沿其轴线设置的上游端和下游端，和平行于轴线延伸的内齿；输入轴，其沿内齿圈轴线径向居中地且轴向固定地且可转动地连接至内齿圈的上游端，以用于接收高速旋转运动；输出轴(8)，其沿内齿圈轴线径向居中地且轴向固定地且可转动地连接至内齿圈的下游端，以用于输出低速旋转运动；至少一级行星减速机构，其包括用于装配行星轮的行星轮轴；以及至少一个定心装置，所述定心装置是环形的，且其相对于内齿圈被径向居中地且轴向固定地设置，且分别与所述行星轮轴的一端一直滚动地径向接触，以进行所述行星减速机构的径向定位。

在根据本发明的一个实施例中，所述输入轴沿轴向可以具有输入段、过渡段和输出段，其中输入段接收高速旋转运动；每一级行星减速机构还可以包括：太阳轮；两个或以上行星轮轴，其具有沿轴向延伸的长度，且沿轴向具有上游段、中游段和下游段；两个或以上行星轮，其配合在行星轮轴的中游段上且与太阳轮和内齿同时啮合；以及行星架，其沿轴向具有近端部、中间部和远端部，且其近端部紧固至行星轮轴的下游段；其中，第一级定心装置轴向固定地装配于输入轴的过渡段，第二级及以上级定心装置轴向固定地装配于上一级的行星架的中间部；第一级行星减速机构的太阳轮轴向固定地套装在输入轴的输出段，第二级及以上太阳轮轴向固定地套装在上一级的行星架的远端部；最后一级行星架连接至输出轴或者与输出轴一体地形成；所述两个或以上行星轮轴的上游段围绕所述定心装置周向地设置，且与所述定心装置滚动地径向接触，以实现径向定位。

在根据本发明的另一个实施例中，所述行星轮轴的上游段和下游段的外表面可以包括沿轴向延伸的第一弧面和沿轴向延伸的第二平面，以使得所述上游段和下游段的横截面呈“D”形；以及行星轮轴的中游段的横截面呈圆形，以形成相对于行星轮轴的上游段和下游段的径向扩大部，且中游段的沿轴向的厚度等于或大于太阳轮和行星轮的厚度中的较大厚度，上游段和下游段的第一弧面的曲率半径等于中游段的半径。

在根据本发明的另一个实施例中，第二级及以上级定心装置可以分别包括第一径向定位轴承，所述第一径向定位轴承的内圈轴向固定地装配于上一级的行星架的中间部，且第二级及以上级行星轮轴的上游段的第二平面径向地抵接所述定位轴承的外圈，从而多个行星轮轴的上游段紧密地包围所述第一径向定位轴承，以径向地定位所述第二级及以上级行星减速机构。

在根据本发明的另一个实施例中，所述第一级定心装置可以包括：第二径向定位轴承，所述第二径向定位轴承的内圈轴向固定地装配于输入轴的过渡段；以及定位套环，其内壁与所述第二径向定位轴承的外圈过盈配合，且沿周向设置有多个紧固螺纹孔，且其朝向输出轴的表面设置有圆形凹部。

在根据本发明的另一个实施例中，第一级行星轮轴的中的任一个的上游段与所述圆形凹部的侧壁可以滚动地径向接触，以实现所述第一级行星减速机构的径向定位。

在根据本发明的另一个实施例中，第一级行星轮轴的中的任一个的上游段套装有滚动轴承，所述滚动轴承的外圈的外壁可以与所述圆形凹部的侧壁滚动地径向接触，以径向定位所述第一级行星减速机构，且滚动轴承轴向上能够抵靠所述圆形凹部的底部。

在根据本发明的另一个实施例中，所述内齿圈的上游端沿圆周方向可以设置有与所述紧固螺纹孔对应的配合螺纹孔，从而通过拧入螺钉而将所述内齿圈和所述定位套环紧固在一起。

在根据本发明的另一个实施例中，所述第二级及以上的行星轮轴的中游段的径向扩大部的两个轴向端面可以分别抵靠相应的径向定位轴承的外圈和相应的行星架的近端部，以实现所述第二级及以上级行星减速机构的轴向定位。

在根据本发明的另一个实施例中，所述第一级行星轮轴的中游段的径向扩大部的两个轴向端面可以分别抵接所述滚动轴承和第一级行星架的近端部，以实现所述第一级行星减速机构的轴向定位。

在根据本发明的另一个实施例中，所述输入轴的输入段、过渡段和输出段的直径可以依次减小；以及所述行星架的近端部、中间部和远端部的直径依次减小。

在根据本发明的另一个实施例中，所述第一和第二径向定位轴承可以是深沟球轴承。

在根据本发明的另一个实施例中，所述输出轴和所述内齿圈的下游端之间可以配合有轴承，以将所述输出轴轴向固定地且转动地连接至内齿圈。

附图说明

图1a示出了根据本发明的行星减速器的分解侧视图；

图1b示出了根据本发明的行星减速器的分解立体图；

图2示出了根据本发明的行星减速器的组装立体图，其中内齿圈和定位套环被省略以更好地示出位于其内部的部件；

图3示出了从输触轴侧观察的根据本发明的行星减速器的除内齿圈之外的其他部件的分解立体图；以及

图4A和4B分别示出了根据本发明的行星减速器的第二级及以上级的行星减速机构的端视图和局部剖视图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。

另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种行星减速装置，该行星减速装置具有对其内部的行星减速机构相对于内齿圈进行径向和轴向定位的功能。

具体地，在根据本发明的一个示例性实施例中，参考如图1a和1b所示的分解图，该行星减速装置100包括：内齿圈1，其具有沿其轴线A-A 设置的上游端1a和下游端1b，和平行于轴线延伸的内齿11；该内齿11基本上遍布内齿圈的整个内壁；输入轴2，其沿内齿圈轴线A-A径向居中地且轴向固定地且可转动地连接至内齿圈1的上游端1a，以用于接收高速旋转运动；输出轴3，其沿内齿圈轴线A-A径向居中地且轴向固定地且可转动地连接至内齿圈的下游端1b，以用于输出低速旋转运动，其中本文提及的“轴向固定”意味着输入轴2和输出轴3被固定到内齿圈1，从而在轴向上相对于内齿圈1是不能移动的，从而为下文所述的行星减速机构的轴向定位提供定位基础；至少一级行星减速机构4，其包括用于装配行星轮 41的行星轮轴42；以及至少一个定心装置5，该定心装置5是环形的，所述定心装置5相对于内齿圈1被径向居中地且轴向固定地设置，且分别与所述行星轮轴42的一端滚动地径向接触，以进行所述行星减速机构4的径向定位。这里提及到的“滚动地径向接触”意味着行星轮轴42的径向外周面与定心装置5的径向圆周面滚动地接触，从而在它们之间不存在摩擦，相对于彼此能够滚动。此外，由于定心装置5相对于内齿圈是被径向居中的，因此相对于内齿圈径向上是不能浮动的，并且由于行星轮轴42 的径向外周面与定心装置5的径向圆周面一直保持为径向接触，因此能够保证行星轮轴42以及与行星轮轴42连接的其他部件在径向上位置是固定的，即被径向定位。

具体地，在根据本发明的一个示例性实施例中，如图1a和1b、以及3 以及图4A和4B所示，所述输入轴2沿轴向具有输入段2a、过渡段2b和输出段2c，其中输入段2a接收高速旋转运动。每一级行星减速机构4还包括：太阳轮43；两个或以上行星轮轴42，其具有沿轴向延伸的长度，且沿轴向具有上游段421、中游段422和下游段423；两个或以上行星轮41，其配合在行星轮轴42的中游段422上且与太阳轮43和内齿11同时啮合；以及行星架44，其沿轴向具有近端部441、中间部442和远端部443，且其近端部 441紧固至行星轮轴42的下游段423。在该实施例中，如图3所示，第一级定心装置5轴向固定地装配于输入轴2的过渡段2b，第二级及以上级定心装置5轴向固定地装配于上一级的行星架44的中间部442。第一级行星减速机构4的太阳轮43轴向固定地套装在输入轴2的输出段2c，第二级及以上太阳轮43轴向固定地套装在上一级的行星架44的远端部443，通过这样的连接输入轴的高速旋转运动通过第一级太阳轮43被传递到第一级行星轮41，然后被传递到与行星轮41连接的行星轮轴42，然后被传递至与该行星轮轴42连接的下一级的行星架44，从而将第一级的转动被减速地传动至第二级。此外，最后一级行星架44连接至输出轴3或者与输出轴3一体地形成，以此，输入轴2的旋转运动被传递至输出轴3。最后一级行星架可以作为输出轴3的一部分，从而减少它们之间的连接部件，且行星轮轴被直接安装在输出轴的法兰凸缘上。所述两个或以上行星轮轴42的上游段421围绕所述定心装置5周向地设置，且与所述定心装置5滚动地径向接触，以实现径向定位。以此，通过行星轮轴42的上游段421与径向固定的所述定心装置5的圆周面的径向接触，能够实现行星轮轴42、安装在行星轮轴42上的行星轮41以及与行星轮轴42的下游段423连接的行星架44 的径向定位，因此实现了整个行星减速机构的径向定位。

在根据本发明的一个实施例中，如图4B所示，所述行星轮轴42的上游段421和下游段423的外表面包括沿轴向延伸的第一弧面421a、423a和沿轴向延伸的第二平面421p、423p，以使得所述上游段421和下游段423 的横截面呈“D”形，如图4A的端视图所示。如图4B所示，行星轮轴42 的中游段422的横截面呈圆形，以形成相对于行星轮轴42的上游段421和下游段423的径向扩大部422，且中游段422的沿轴向的厚度等于或大于太阳轮43和行星轮41的厚度中的较大厚度，上游段和下游段的第一弧面的曲率半径等于中游段的半径。在该实施例中，由于该径向扩大部422的存在，如图4B所示，在第二级及以上级的减速机构4中，该径向扩大部的右端面抵靠定向装置5的外周面，并且左端面抵接行星架44的近端部441，以实现所述第二级及以上级行星减速机构4的轴向定位。此外，由于该中游段422的厚度稍大于太阳轮43和行星轮41的厚度中的较大厚度，因此在旋转期间，保证了行星轮或太阳轮不会与定心装置5以及行星架44摩擦地接触。

在根据本发明的一个示例性实施例中，如图4B所示，第二级及以上级定心装置5分别包括第一径向定位轴承51，所述第一径向定位轴承51 的内圈轴向固定地装配于上一级的行星架44的中间部442，且第二级及以上级行星轮轴42的上游段421的第二平面421p径向地抵接所述定位轴承 51的外圈上，从而多个行星轮轴42的上游段421紧密地包围所述第一径向定位轴承5，也就是多个上游段421围绕第一径向定位轴承51的外圈轴向地布置且与外圈紧密地接触，从而多个上游段421相对于第一径向定位轴承51的内圈能够滚动地径向定位，从而径向地定位所述第二级及以上级行星减速机构4，具体如何实现径向定位，在下文中将详细说明。

在根据本发明的一个示例性实施例中，如图3所示，所述第一级定心装置5包括：第二径向定位轴承52，所述第二径向定位轴承52的内圈轴向固定地装配于输入轴2的过渡段2b；以及定位套环53，其内壁与所述第二径向定位轴承52的外圈过盈配合，且沿周向设置有多个紧固螺纹孔53h，且其朝向输出轴3的表面设置有圆形凹部53r，如图3所示。

在根据本发明的一个示例性实施例中，如图3所示，第一级行星轮轴 42的中的任一个的上游段421与所述圆形凹部53r的侧壁53rs滚动地径向接触，以实现所述第一级行星减速机构4的径向定位。

具体地，在根据本发明的一个示例性实施例中，如图3所示，第一级行星轮轴42的中的任一个的上游段421均套装有滚动轴承54，如图2的装配状态所示，所述滚动轴承54的外圈与所述圆形凹部53r的侧壁53rs滚动地径向接触，以径向定位所述第一级行星减速机构4，且滚动轴承54轴向上能够抵靠所述圆形凹部53r的底部53rb。此外，如图1a和1b所示，所述内齿圈1的上游端1a沿圆周方向设置有与所述紧固螺纹孔53h对应的配合螺纹孔1h，从而通过拧入螺钉而将所述内齿圈1和所述定位套环53紧固在一起。在该实施例中，由于内齿圈1和定位套环53的通过螺钉的紧固以及其内圈和第二径向定位轴承52的外圈的过盈配合，该定位套环53的轴向和径向位置都被固定，所以输入轴1和行星轮轴42都能够相对于该定位套环53转动，且由于滚动轴承54的居间作用，行星轮轴42相对于定位套环 53被径向地定位，也就是在径向上不能随意浮动。此外，由于滚动轴承 54轴向上能够抵靠所述圆形凹部53r的底部53rb，所以与滚动轴承54过盈配合的行星轮轴42相对于圆形凹部53r的底部53rb的轴向位置朝向输入侧最远到达圆形凹部53r的底部53rb。此外，所述第一级行星轮轴42的中游段422的径向扩大部的两个轴向端面分别抵接所述滚动轴承54和第一级行星架44的近端部441，以实现所述第一级行星减速机构4的轴向定位，如何实现轴向定位，在下文中将详细说明。

综上所述，如图3和4B所示，多个第一级行星轮轴42的上游段421(例如，三个行星轮轴42以120°的间隔周向地设置为抵靠圆形凹部53r的侧壁)沿周向以一定的角度间隔设置为抵接圆形凹部53r的侧壁，并且圆形凹部53r在径向上是不能浮动的。此外，多个第一级行星轮轴42的下游段 423通过行星架44而被保持为相对于彼此不能相对移动，因此上游段421 相对于彼此的位置也是固定的，因此多个行星轮轴42作为一个整体或一体地只能沿着圆形凹部53r的侧壁滚动，因此限定了行星轮轴42在径向上的浮动。因为第一级行星轮轴42在径向上也不能浮动。因此，与第一级行星轮轴42连接的行星架44也不能在径向上浮动，进而与第一级行星架 44紧密配合的第一径向定位轴承51在径向上的位置也是固定不变的，从而使得一体化的第二级行星轮轴42由于只能沿着第一径向定位轴承51的外圈滚动，因此其径向位置也是固定。以此类推，第二级以上的行星减速装置的径向位置也是固定的。但是本领域的技术人员应该理解，由于制造公差的存在，所有的部件允许在制造公差的范围内在径向上浮动。

综上所述，如图3和4B所示，由于所述第一级行星轮轴42的中游段 422的输入侧端面抵靠进一步接触定位套环53的滚动轴承54，输出侧端面抵靠行第一级行星架42，且第二级的行星轮轴42的中游段422的输入侧端面抵接在固定在第一级行星架44上的第一径向定位轴承51上，且输出侧端面抵接在第二级行星架42上，以此类推，最后一级行星轮轴42的输出侧端面直接地或间接地抵接在输出轴3上。因为定位套环53的轴向位置是固定不变的，且输出轴3的轴向位置也是固定不变，所以由于行星轮轴42 的中游段422的两个端面与相应部件的抵靠，各个部件的轴向位置是固定不变的，因此整个减速机构在轴向上不能随意浮动，但是考虑到制作公差，可以在一定公差范围内浮动。

在根据本发明的优选实施例中，所述输入轴2的输入段2a、过渡段2b 和输出段2c的直径依次减小；以及所述行星架44的近端部441、中间部442 和远端部443的直径依次减小，以此能够更好地设置定心装置和太阳轮。

在根据本发明的优选实施例中，所述第一径向定位轴承51和第二径向定位轴承52是深沟球轴承。该深沟球轴承能够承受一定的轴向力，因此是优选的。

在根据本发明的优选实施例中，所述输出轴3和所述内齿圈1的下游端1b之间配合有轴承32，以将所述输出轴轴向固定地且转动地连接至内齿圈1。该轴承32的内圈与输出轴3过盈配合，外圈与内齿圈1过盈配合，从而保证输出轴3相对于内齿圈1的轴向位置固定，且相对于内齿圈1能够旋转。

在根据本发明的优选实施例中，多级行星减速机构包括三级行星减速机构，每一级行星减速机构包括三个行星轮轴、三个行星轮，一个太阳轮。

本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合。

虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。

虽然本总体发明构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本总体发明构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。

应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (12)

1.一种行星减速装置，包括：

内齿圈，其具有沿其轴线设置的上游端和下游端，和平行于轴线延伸的内齿；

输入轴，其沿内齿圈轴线径向居中地且轴向固定地且可转动地连接至内齿圈的上游端，以用于接收高速旋转运动；

输出轴，其沿内齿圈轴线径向居中地且轴向固定地且可转动地连接至内齿圈的下游端，以用于输出低速旋转运动；

至少一级行星减速机构，其包括用于装配行星轮的行星轮轴；以及

至少一个定心装置，所述定心装置是环形的，且其相对于内齿圈被径向居中地且轴向固定地设置，且分别与所述行星轮轴的一端一直滚动地径向接触，以进行所述行星减速机构的径向定位，

所述输入轴沿轴向具有输入段、过渡段和输出段，其中输入段接收高速旋转运动；

每一级行星减速机构还包括：

太阳轮；

两个或以上行星轮轴，其具有沿轴向延伸的长度，且沿轴向具有上游段、中游段和下游段；

两个或以上行星轮，其配合在行星轮轴的中游段上且与太阳轮和内齿圈同时啮合；以及

行星架，其沿轴向具有近端部、中间部和远端部，且其近端部紧固至行星轮轴的下游段；

其中，第一级定心装置轴向固定地装配于输入轴的过渡段，第二级及以上级定心装置轴向固定地装配于上一级的行星架的中间部；

第一级行星减速机构的太阳轮轴向固定地套装在输入轴的输出段，第二级及以上级太阳轮轴向固定地套装在上一级的行星架的远端部；

最后一级行星架连接至输出轴或者与输出轴一体地形成；

所述两个或以上行星轮轴的上游段围绕所述定心装置周向地设置，且与所述定心装置滚动地径向接触，以实现径向定位，

其中，所述输出轴和所述内齿圈的下游端之间配合有轴承，以将所述输出轴轴向固定地且转动地连接至内齿圈。

2.根据权利要求1所述的行星减速装置，其中，

所述行星轮轴的上游段和下游段的外表面包括沿轴向延伸的第一弧面和沿轴向延伸的第二平面，以使得所述上游段和下游段的横截面呈“D”形；以及

行星轮轴的中游段的横截面呈圆形，以形成相对于行星轮轴的上游段和下游段的径向扩大部，且中游段的沿轴向的厚度等于或大于太阳轮和行星轮的厚度中的较大厚度，上游段和下游段的第一弧面的曲率半径等于中游段的半径。

3.根据权利要求2所述的行星减速装置，其中，第二级及以上级定心装置分别包括第一径向定位轴承，所述第一径向定位轴承的内圈轴向固定地装配于上一级的行星架的中间部，且第二级及以上级行星轮轴的上游段的第二平面径向地抵接所述第一径向定位轴承的外圈，从而多个行星轮轴的上游段紧密地包围所述第一径向定位轴承，以径向地定位所述第二级及以上级行星减速机构。

4.根据权利要求2所述的行星减速装置，其中，所述第一级定心装置包括：

第二径向定位轴承，所述第二径向定位轴承的内圈轴向固定地装配于输入轴的过渡段；以及

定位套环，其内壁与所述第二径向定位轴承的外圈过盈配合，且沿周向设置有多个紧固螺纹孔，且其朝向输出轴的表面设置有圆形凹部。

5.根据权利要求4所述的行星减速装置，其中，第一级行星轮轴中的任一个的上游段与所述圆形凹部的侧壁滚动地径向接触，以实现所述第一级行星减速机构的径向定位。

6.根据权利要求4所述的行星减速装置，其中，第一级行星轮轴中的任一个的上游段套装有滚动轴承，所述滚动轴承的外圈的外壁与所述圆形凹部的侧壁滚动地径向接触，以径向定位所述第一级行星减速机构，且滚动轴承轴向上能够抵靠所述圆形凹部的底部。

7.根据权利要求4所述的行星减速装置，其中，所述内齿圈的上游端沿圆周方向设置有与所述紧固螺纹孔对应的配合螺纹孔，从而通过拧入螺钉而将所述内齿圈和所述定位套环紧固在一起。

8.根据权利要求3所述的行星减速装置，其中，所述第二级及以上级行星轮轴的中游段的径向扩大部的两个轴向端面分别抵靠相应的第一径向定位轴承的外圈和相应的行星架的近端部，以实现所述第二级及以上级行星减速机构的轴向定位。

9.根据权利要求6所述的行星减速装置，其中，所述第一级行星轮轴的中游段的径向扩大部的两个轴向端面分别抵接所述滚动轴承和第一级行星架的近端部，以实现所述第一级行星减速机构的轴向定位。

10.根据权利要求1所述的行星减速装置，其中，所述输入轴的输入段、过渡段和输出段的直径依次减小；以及

所述行星架的近端部、中间部和远端部的直径依次减小。

11.根据权利要求3所述的行星减速装置，其中，所述第一径向定位轴承是深沟球轴承。

12.根据权利要求4所述的行星减速装置，其中，所述第二径向定位轴承是深沟球轴承。