CN112049916B - 一种径向串联双级圆柱活齿减速器 - Google Patents
一种径向串联双级圆柱活齿减速器 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种径向串联双级圆柱活齿减速器,涉及机械传动领域,包括主轴、主轴密封圈、主轴轴承端盖、主轴轴承Ⅰ、保持架Ⅰ、左壳体、中心轮Ⅱ、圆柱活齿系Ⅱ、激波器Ⅱ、保持架Ⅱ、右壳体、保持架轴承Ⅱ、组合轴承、保持架轴承Ⅰ、圆柱活齿系Ⅰ、主轴轴承Ⅱ、激波器Ⅰ和中心轮Ⅰ。本发明汲取了平面钢球活齿减速器优点,在同等外径下,具有更小的轴向尺寸、更轻的重量;一级与二级减速***采用径向串联的方式,进一步提升了空间利用率和结构刚度,同时具有更高的传动精度、更高的传动效率;齿间啮合方式为线接触,克服了钢球活齿减速器承载能力小的缺点,提高了减速器使用寿命;主要传动部件容易加工,可应用于诸多领域。
Description
技术领域
本发明涉及机械传动技术领域,具体而言,尤其涉及一种径向串联双级 圆柱活齿减速器。
背景技术
随着不断深入推进,精密减速器的应用领域和场景不断丰富。现在市场 上应用最多的减速器类型有行星减速器、RV减速器、谐波减速器,通过同 一性分析可以发现,上述三种减速器组成的零部件数目多,制造要求的技术 条件高,且国内精密减速器市场长期以来一直被国外厂商垄断。近年来,活 齿传动作为新的传动形式逐渐地被应用于实际生产活动中,该传动形式兼具 传动平稳、传动比范围广、传动精度高、效率高等优点。如现有技术中,一 种空心活齿架耦合的双级平面活齿减速器,其第一级减速***与第二级减速 ***耦合零件采用空心设计,可减小轴向尺寸,圆弧滚道较梯形滚道可传递 更大的载荷,但是第一级减速***与第二级减速***轴向串联,导致轴向尺 寸过大,不能应用空间尺寸受限的场合,且采用钢球作为活齿,导致承载能 力受限,容易将主要传动零部件压溃变形,进而影响减速器寿命。因此,开 发一种兼具轴向尺寸小,承载能力大,同时又能保证实现活齿传动本身具备 的优点的双级活齿减速器更符合当前发展需求。
发明内容
根据上述提出的现有活齿减速器轴向尺寸过大,不能应用空间尺寸受限 的场合,且采用钢球作为活齿,导致承载能力受限,容易将主要传动零部件 压溃变形,进而影响减速器寿命的技术问题,而提供一种径向串联双级圆柱 活齿减速器。本发明主要利用第一级减速***与第二级减速***采用径向方 式串联,使整机具有更小的轴向尺寸,更大的空间利用率和结构刚度,更轻 的重量;同时也兼具传动平稳、传动比范围广、传动精度高、效率高;克服 了钢球活齿减速器承载能力小的缺点,提高了减速器使用寿命;主要传动部 件容易加工,且可以实现设计参数化和系列化,可应用于诸多领域。
本发明采用的技术手段如下:
一种径向串联双级圆柱活齿减速器,包括:主轴、主轴密封圈、主轴轴 承端盖、主轴轴承Ⅰ、保持架Ⅰ、左壳体、中心轮Ⅱ、圆柱活齿系Ⅱ、激波 器Ⅱ、保持架Ⅱ、右壳体、保持架轴承Ⅱ、组合轴承、保持架轴承Ⅰ、圆柱 活齿系Ⅰ、主轴轴承Ⅱ、激波器Ⅰ和中心轮Ⅰ;所述主轴从左至右依次分为 小径段、左段、偏心段和右段;
所述激波器Ⅰ由两个标准轴承组成,安装于所述主轴的偏心段上;所述 主轴轴承Ⅰ安装于所述主轴的左段,通过所述主轴轴承端盖进行左侧轴向限 制,通过所述主轴左段右侧的轴肩进行右侧轴向限制,所述主轴轴承Ⅰ为整 机的左支撑;所述主轴轴承Ⅱ安装于所述主轴的右段,通过所述保持架Ⅰ右 侧内孔壁进行右侧轴向限制,通过所述主轴右段左侧的轴肩进行左侧轴向限 制;
所述激波器Ⅱ安装于所述组合轴承的外端,所述组合轴承安装于所述中 心轮Ⅰ的外端;所述激波器Ⅱ通过其内偏心圆孔壁与所述组合轴承配合连接 实现轴向定位,所述中心轮Ⅰ通过其外端轴肩与所述组合轴承配合连接实现 轴向定位,所述组合轴承左侧及右侧分别与所述保持架Ⅰ、所述保持架Ⅱ间 存在游隙实现轴向定位;
所述主轴轴承端盖置于所述主轴的小径段,通过至少4个螺栓依次固定 连接所述左壳体的小径端和所述保持架Ⅰ的大径段,所述左壳体的大径端通 过至少4个螺栓在轴向方向上依次固定连接有所述中心轮Ⅱ和所述右壳体;
所述保持架轴承Ⅰ安装于所述保持架Ⅰ的右侧外圆上,通过所述保持架 Ⅰ左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅰ向左轴向窜动,同时通过所述保持架Ⅱ右 侧的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅰ向右轴向窜动;所述保持架轴承Ⅱ安装于 所述保持架Ⅱ的右侧外圆上,通过所述保持架Ⅱ左侧轴肩限制所述保持架轴 承Ⅱ向左轴向窜动,同时通过所述右壳体的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅱ向 右轴向窜动;所述保持架轴承Ⅰ和保持架轴承Ⅱ为整机的右支撑;
所述中心轮Ⅰ的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅰ,所述圆柱活齿系Ⅰ 与所述激波器Ⅰ啮合连接,同时所述中心轮Ⅰ与所述激波器Ⅰ共轭啮合连 接;
所述激波器Ⅰ、圆柱活齿系Ⅰ、中心轮Ⅰ组成第一级减速***;
所述中心轮Ⅱ的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅱ,所述圆柱活齿系Ⅱ 与所述激波器Ⅱ啮合连接,同时所述中心轮Ⅱ与所述激波器Ⅱ共轭啮合连 接;
所述激波器Ⅱ、圆柱活齿系Ⅱ、中心轮Ⅱ组成第二级减速***;
所述第一级减速***和第二级减速***采用径向串联,所述第一级减速 ***的动力由所述中心轮Ⅰ输出,通过所述组合轴承作为中间件,与所述激 波器Ⅱ径向串联耦合,将动力输入第二级减速***,最后由所述保持架Ⅱ输 出。
进一步地,所述保持架Ⅰ的小径圆柱面上周向开有Z1个均匀分布的活齿 槽Ⅰ,且Z1的数值取决于圆柱活齿系Ⅰ中包含活齿单元的数目,所述圆柱活 齿系Ⅰ中的每一个活齿单元置于所述活齿槽Ⅰ内,可径向小范围运动。
进一步地,所述中心轮Ⅰ内端为异形凸轮,其内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ 与所述激波器Ⅰ外圈轮廓共轭啮合,所述圆柱活齿系Ⅰ中的每一个活齿单元 同时与所述中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ及所述激波器Ⅰ外圈轮廓啮 合。
进一步地,所述保持架Ⅱ的大径圆柱面上周向开有Z3个均匀分布的活齿 槽Ⅱ,且Z3的数值取决于圆柱活齿系Ⅱ中包含活齿单元的数目,所述圆柱活 齿系Ⅱ中的每一个活齿单元置于所述活齿槽Ⅱ内,可径向小范围运动。
进一步地,所述激波器Ⅱ为内偏心圆凸轮,所述中心轮Ⅱ内端为异形凸 轮,所述中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ与所述激波器Ⅱ外圆轮廓共轭 啮合,所述圆柱活齿系Ⅱ中的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅱ的内端异 形凸轮正弦轮廓Ⅰ及所述激波器Ⅱ外圆轮廓啮合;
所述激波器Ⅱ通过所述中心轮Ⅰ上所述组合轴承和其外端的环形槽实现 轴向定位。
进一步地,所述圆柱活齿系Ⅰ的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚 针,用于与所述激波器Ⅰ外圈轮廓及所述中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓 Ⅱ高副线接触啮合。
进一步地,所述圆柱活齿系Ⅱ的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚 针;用于与所述激波器Ⅱ外圆轮廓及所述中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓 Ⅰ高副线接触啮合。
进一步地,所述中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ的理论轮廓曲线为 平面正弦曲线,且参数方程为:
式中,a1为主轴偏心段的偏心距;λ1为激波系数,与激波器Ⅰ外圈轮廓 半径有关;Z2为中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ的理论轮廓波动周期 数;θ2为中心轮Ⅰ的转角。
进一步地,所述中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ的理论轮廓曲线为 平面正弦曲线,且参数方程为:
式中,a2为激波器Ⅱ内偏心圆凸轮的偏心距;λ2为激波系数,与激波器 Ⅱ外圆轮廓半径有关;Z4为中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ的理论轮廓 波动周期数;θ4为保持架Ⅱ的转角。
进一步地,所述主轴可采用法兰盘或空心轴结构,以提供不同的动力输 入连接方式,适用更多场合。
较现有技术相比,本发明具有以下优点:
1、本发明提供的径向串联双级圆柱活齿减速器,相比平面钢球活齿减速 器,在同等径向尺寸情况下,本发明具有更小的轴向尺寸,轴向尺寸约为平 面钢球活齿减速器的一半,且较平面钢球活齿减速器的承载能力大幅提升, 使用寿命更长。
2、本发明提供的径向串联双级圆柱活齿减速器,第一级减速***与第二 级减速***间采用径向方式串联,使整机具有更小的轴向尺寸,更大的空间 利用率和结构刚度,无需轴向预紧,具有更轻的重量;同时也兼具传动平稳、 传动比范围广、传动精度高、效率高;克服了钢球活齿减速器承载能力小的 缺点,提高了减速器使用寿命;主要传动部件容易加工,且可以实现设计参 数化和系列化,可应用于诸多领域。
3、本发明提供的径向串联双级圆柱活齿减速器,采用圆柱滚子轴承用标 准圆柱滚针作为活齿,可以保证尺寸精度,且可以承受很大的载荷。
4、本发明提供的径向串联双级圆柱活齿减速器,激波器Ⅰ采用两个标准 轴承作为传动组件,极大地降低了加工制造难度,且一定程度上减轻了整机 的重量。
综上,应用本发明的技术方案能够解决现有技术中活齿减速器轴向尺寸 过大,不能应用空间尺寸受限的场合,且采用钢球作为活齿,导致承载能力 受限,容易将主要传动零部件压溃变形,进而影响减速器寿命的问题。
基于上述理由本发明可在机械传动等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍,显而易见地,下 面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在 不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例总体装配结构示意图。
图2为本发明实施例总体剖视结构示意图。
图3为本发明实施例主轴零件结构示意图。
图4为本发明实施例保持架Ⅰ零件结构示意图。
图5为本发明实施例中心轮Ⅱ零件结构示意图。
图6为本发明实施例激波器Ⅱ零件结构示意图。
图7为本发明实施例保持架Ⅱ零件结构示意图。
图8为本发明实施例激波器Ⅰ组件结构示意图。
图9为本发明实施例中心轮Ⅱ零件结构示意图。
图中:1、主轴;2、主轴密封圈;3、主轴轴承端盖;4、主轴轴承Ⅰ; 5、保持架Ⅰ;6、左壳体;7、中心轮Ⅱ;8、圆柱活齿系Ⅱ;9、激波器 Ⅱ;10、保持架Ⅱ;11、右壳体;12、保持架轴承Ⅱ;13、组合轴承;14、 保持架轴承Ⅰ;15、圆柱活齿系Ⅰ;16、主轴轴承Ⅱ;17、激波器Ⅰ;18、 中心轮Ⅰ;
101、偏心段;501、活齿槽Ⅰ;701、内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ;901、 内偏心圆凸轮;1001、活齿槽Ⅱ;1801、内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发 明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述, 显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。 以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本 发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明 保护的范围。
如图所示,本发明提供了一种径向串联双级圆柱活齿减速器,包括:主 轴1、主轴密封圈2、主轴轴承端盖3、主轴轴承Ⅰ4、保持架Ⅰ5、左壳体 6、中心轮Ⅱ7、圆柱活齿系Ⅱ8、激波器Ⅱ9、保持架Ⅱ10、右壳体11、保持 架轴承Ⅱ12、组合轴承13、保持架轴承Ⅰ14、圆柱活齿系Ⅰ15、主轴轴承Ⅱ 16、激波器Ⅰ17和中心轮Ⅰ18;所述主轴1从左至右依次分为小径段、左段、 偏心段101和右段。其中,所述主轴1可采用法兰盘或者空心轴结构,提供 不同的动力输入连接方式,适用更多场合。
所述激波器Ⅰ17由两个标准轴承组成,安装于所述主轴1的偏心段101 上;所述主轴轴承Ⅰ4安装于所述主轴1的左段,通过所述主轴轴承端盖3 进行左侧轴向限制,通过所述主轴1左段右侧的轴肩进行右侧轴向限制,所 述主轴轴承Ⅰ4为整机的左支撑;所述主轴轴承Ⅱ16安装于所述主轴1的右 段,通过所述保持架Ⅰ5右侧内孔壁进行右侧轴向限制,通过所述主轴1右 段左侧的轴肩进行左侧轴向限制。
所述激波器Ⅱ9安装于所述组合轴承13的外端,所述组合轴承13安装 于所述中心轮Ⅰ18的外端;所述激波器Ⅱ9通过其内偏心圆孔壁与所述组合 轴承13配合连接实现轴向定位,所述中心轮Ⅰ18通过其外端轴肩与所述组 合轴承13配合连接实现轴向定位,所述组合轴承13左侧及右侧分别与所述 保持架Ⅰ5、所述保持架Ⅱ10间存在游隙实现轴向定位。
所述主轴轴承端盖3置于所述主轴1的小径段,通过至少4个螺栓依次 固定连接所述左壳体6的小径端和所述保持架Ⅰ5的大径段,所述左壳体6 的大径端通过至少4个螺栓在轴向方向上依次固定连接有所述中心轮Ⅱ7和 所述右壳体11。
所述保持架轴承Ⅰ14安装于所述保持架Ⅰ5的右侧外圆上,通过所述保 持架Ⅰ5左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅰ14向左轴向窜动,同时通过所述保 持架Ⅱ10右侧的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅰ14向右轴向窜动;所述保持 架轴承Ⅱ12安装于所述保持架Ⅱ10的右侧外圆上,通过所述保持架Ⅱ10左 侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅱ12向左轴向窜动,同时通过所述右壳体11的 内孔壁限制所述保持架轴承Ⅱ12向右轴向窜动;所述保持架轴承Ⅰ14和保持架轴承Ⅱ12为整机的右支撑。
所述中心轮Ⅰ18的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅰ15,所述圆柱活齿 系Ⅰ15与所述激波器Ⅰ17啮合连接,同时所述中心轮Ⅰ18与所述激波器Ⅰ 17共轭啮合连接。
所述激波器Ⅰ17、圆柱活齿系Ⅰ15、中心轮Ⅰ18组成第一级减速***。
所述中心轮Ⅱ7的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅱ8,所述圆柱活齿系 Ⅱ8与所述激波器Ⅱ9啮合连接,同时所述中心轮Ⅱ7与所述激波器Ⅱ9共轭 啮合连接。
所述激波器Ⅱ9、圆柱活齿系Ⅱ8、中心轮Ⅱ7组成第二级减速***。
所述第一级减速***和第二级减速***采用径向串联,所述第一级减速 ***的动力由所述中心轮Ⅰ18输出,通过所述组合轴承13作为中间件,与 所述激波器Ⅱ9径向串联耦合,将动力输入第二级减速***,最后由所述保 持架Ⅱ10输出。
实施例1
一种径向串联双级圆柱活齿减速器,如图1-9所示,主要包括主轴1、主 轴密封圈2、主轴轴承端盖3、主轴轴承Ⅰ4、保持架Ⅰ5、左壳体6、中心轮 Ⅱ7、圆柱活齿系Ⅱ8、激波器Ⅱ9、保持架Ⅱ10、右壳体11、保持架轴承Ⅱ 12、组合轴承13、保持架轴承Ⅰ14、圆柱活齿系Ⅰ15、主轴轴承Ⅱ16、激波 器Ⅰ17和中心轮Ⅰ18等。
所述激波器Ⅰ17由两个标准轴承组成,安装于所述主轴1偏心段101上; 所述主轴轴承Ⅰ4安装于所述主轴1的左段,通过所述主轴轴承端盖3进行 左侧轴向限制,通过所述主轴1左段轴肩进行右侧轴向限制,是整机的左支 撑;所述主轴轴承Ⅱ16安装于所述主轴1的右段,通过所述保持架Ⅰ5右侧 内孔壁进行右侧轴向限制,通过所述主轴1右段轴肩进行左侧轴向限制。所 述激波器Ⅱ9安装于所述组合轴承13外端,所述组合轴承13安装于所述中心轮Ⅰ18外端;所述激波器Ⅱ9通过内偏心圆孔壁与所述组合轴承13配合实 现轴向定位,所述中心轮Ⅰ18通过外端轴肩与所述组合轴承13配合实现轴 向定位,所述组合轴承13左侧及右侧分别与保持架Ⅰ5、保持架Ⅱ10存在游 隙实现轴向定位。所述主轴轴承端盖3一端通过4个螺栓固定连接所述左壳 体6小径端及所述保持架Ⅰ5的大径段,所述左壳体6大径端通过4个螺栓 依次轴向固定连接有中心轮Ⅱ7、右壳体11。
所述保持架轴承Ⅰ14安装于所述保持架Ⅰ5右侧外圆上,通过轴肩限制 向左轴向窜动,通过保持架Ⅱ10右侧内孔壁限制向右轴向窜动;所述保持架 轴承Ⅱ12安装于所述保持架Ⅱ10右侧外圆上,通过轴肩限制向左轴向窜动, 通过右壳体11内孔壁限制向右轴向窜动;所述保持架轴承Ⅰ14和保持架轴 承Ⅱ12是整机的右支撑。
所述保持架Ⅰ5小径圆柱面上周向开有Z1个均匀分布的活齿槽Ⅰ501,所 述圆柱活齿系Ⅰ15中的每一个活齿单元置于所述保持架Ⅰ5的活齿槽Ⅰ501 内,可径向小范围运动,其中,Z1的数值取决于圆柱活齿系Ⅰ15中包含活齿 单元的数目。所述中心轮Ⅰ18内端为异形凸轮,其理论轮廓的波动周期数为 Z2,其内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ1801与所述激波器Ⅰ17外圈轮廓共轭啮合, 所述圆柱活齿系Ⅰ15中的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅰ18的内端异 形凸轮正弦轮廓Ⅱ1801及所述激波器Ⅰ17外圈轮廓保持高副接触进行啮合。 其中,所述激波器Ⅰ17由两个标准轴承作为一个传动组件,安装在所述主轴 1偏心段101上,用于与所述圆柱活齿系Ⅰ15啮合。所述圆柱活齿系Ⅰ15的 活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚针,用于与所述激波器Ⅰ17外圈轮廓 及所述中心轮Ⅰ18的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ1801高副线接触啮合。
所述激波器Ⅰ17、圆柱活齿系Ⅰ15、中心轮Ⅰ18组成第一级减速***。
所述激波器Ⅱ9为内偏心圆凸轮901,所述中心轮Ⅱ7内端为异形凸轮, 其理论轮廓的波动周期数为Z4,所述中心轮Ⅱ7的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ 701与所述激波器Ⅱ9外圆轮廓共轭啮合,所述保持架Ⅱ10大径圆柱面上周 向开有Z3个均匀分布的活齿槽Ⅱ1001,所述圆柱活齿系Ⅱ8中的每一个活齿 单元置于所述保持架Ⅱ10的活齿槽Ⅱ1001内,可径向小范围运动,其中,Z3的数值取决于圆柱活齿系Ⅱ8中包含活齿单元的数目。所述圆柱活齿系Ⅱ8中 的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅱ7的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ701及 所述激波器Ⅱ9外圆轮廓保持高副接触进行啮合。其中,所述激波器Ⅱ9通过 所述中心轮Ⅰ18上所述组合轴承13和其外端的环形槽实现轴向定位。所述 圆柱活齿系Ⅱ8的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚针;用于与所述激 波器Ⅱ9外圆轮廓及所述中心轮Ⅱ7的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ701高副线接 触啮合。
所述激波器Ⅱ9、圆柱活齿系Ⅱ8、中心轮Ⅱ7组成第二级减速***。
第一级减速***的动力由所述中心轮Ⅰ18输出,通过所述组合轴承13 作为中间件,与所述激波器Ⅱ9径向串联耦合,将动力输入第二级减速***, 最后由保持架Ⅱ10输出。在传动比大小相同的情况下,可通过改变Z2与Z1的 相对大小,Z4与Z3的相对大小实现输出端与输入端的转向相同或相反。
所述保持架Ⅰ5、保持架Ⅱ10的活齿槽所在圆壁厚与所述的圆柱活齿半 径均为优选的尺寸参数。
所述中心轮Ⅰ18、中心轮Ⅱ7内端异形凸轮的截面形状均为连续正弦曲 线,凸轮厚度由圆柱滚针的长度确定,为保证啮合过程平稳,优选的,取大 于1-2mm圆柱滚针长度。
所述中心轮Ⅰ18的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ1801的理论轮廓线的参数 方程为:
其中,a1为主轴偏心段的偏心距,单位(mm);
λ1为激波系数;
Z1为中心轮Ⅰ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ的理论轮廓波动周期数;
θ2为中心轮Ⅰ的转角,单位(°);
λ1与激波器Ⅰ外圆轮廓半径有关。
所述中心轮Ⅱ7的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ701的理论轮廓线的参数方 程为:
其中,a2为激波器Ⅱ内偏心圆凸轮的偏心距,单位(mm);
λ2为激波系数;
Z4为中心轮Ⅱ的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ的理论轮廓波动周期数;
θ4为保持架Ⅱ的转角,单位(°);
λ2与激波器Ⅱ外圆轮廓半径有关。
所述第一级减速***的传动比计算公式为:
为实现更大承载能力,取Z2<Z1,则主轴1与中心轮Ⅰ18的转向相反。
所述第二级减速***的传动比计算公式为:
为实现更大承载能力,取Z4<Z3,则激波器Ⅱ9与保持架Ⅱ10的转向相 同。
两级串联的总传动比计算公式为:i=i1·i2。
实施例2
针对某种应用场合设计了一款径向串联双级圆柱活齿减速器,其总体尺 寸为:外径φ120mm,轴向长58.5mm。第一级减速***、第二级减速***的 理论参数见表1。
表1具体实施例参数表
其中,圆柱活齿系Ⅰ15活齿单元的长度为10mm,圆柱活齿系Ⅱ8活齿 单元的长度为12mm;中心轮Ⅰ18、中心轮Ⅱ7内端异形凸轮厚度分别为10mm、13mm,可根据具体实际情况确定。
特别的,表1中的各参数均可根据实际应用场合自行设定,即本发明的 结构参数具有广泛性和一般性,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何 修改、等同替换、改进等,即与本发明机构原理一致、且齿廓特性方程与本 发明一致的所有尺寸规格减速器,均应包含在本发明的保护范围之内。
本发明工作原理:本发明运转时,动力装置与主轴1连接,主轴1转动 的同时带动主轴1偏心段101上的激波器Ⅰ17内圈转动,而激波器Ⅰ17外圈 则会绕着激波器Ⅰ17内圈自转的同时、绕着主轴1中心公转,由于保持架Ⅰ 5固定,此时活齿槽Ⅰ501内均匀分布的圆柱活齿系Ⅰ15活齿单元的质心周 向运动受到限制,活齿单元通过与中心轮Ⅰ18的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ 1801啮合,推动中心轮Ⅰ18转动;中心轮Ⅰ18外端面上的组合轴承1313内 圆柱面随着中心轮Ⅰ18转动而与中心轮Ⅰ18发生相对转动,组合轴承1313 外圆柱面上的激波器Ⅱ9的内偏心圆凸轮901此时随着自转,同时激波器Ⅱ9 外圆绕着组合轴承13中心线公转,由于中心轮Ⅱ7固定,此时活齿槽Ⅱ1001 内均匀分布的圆柱活齿系Ⅱ8活齿单元的质心径向运动受到限制,活齿单元 通过与中心轮Ⅱ7的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ701啮合,推动保持架Ⅱ10转 动。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上 实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本 领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均 会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对 其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通 技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修 改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替 换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,包括:主轴(1)、主轴密封圈(2)、主轴轴承端盖(3)、主轴轴承Ⅰ(4)、保持架Ⅰ(5)、左壳体(6)、中心轮Ⅱ(7)、圆柱活齿系Ⅱ(8)、激波器Ⅱ(9)、保持架Ⅱ(10)、右壳体(11)、保持架轴承Ⅱ(12)、组合轴承(13)、保持架轴承Ⅰ(14)、圆柱活齿系Ⅰ(15)、主轴轴承Ⅱ(16)、激波器Ⅰ(17)和中心轮Ⅰ(18);所述主轴(1)从左至右依次分为小径段、左段、偏心段(101)和右段;
所述激波器Ⅰ(17)由两个标准轴承组成,安装于所述主轴(1)的偏心段(101)上;所述主轴轴承Ⅰ(4)安装于所述主轴(1)的左段,通过所述主轴轴承端盖(3)进行左侧轴向限制,通过所述主轴(1)左段右侧的轴肩进行右侧轴向限制,所述主轴轴承Ⅰ(4)为整机的左支撑;所述主轴轴承Ⅱ(16)安装于所述主轴(1)的右段,通过所述保持架Ⅰ(5)右侧内孔壁进行右侧轴向限制,通过所述主轴(1)右段左侧的轴肩进行左侧轴向限制;
所述激波器Ⅱ(9)安装于所述组合轴承(13)的外端,所述组合轴承(13)安装于所述中心轮Ⅰ(18)的外端;所述激波器Ⅱ(9)通过其内偏心圆孔壁与所述组合轴承(13)配合连接实现轴向定位,所述中心轮Ⅰ(18)通过其外端轴肩与所述组合轴承(13)配合连接实现轴向定位,所述组合轴承(13)左侧及右侧分别与所述保持架Ⅰ(5)、所述保持架Ⅱ(10)间存在游隙实现轴向定位;
所述主轴轴承端盖(3)置于所述主轴(1)的小径段,通过至少4个螺栓依次固定连接所述左壳体(6)的小径端和所述保持架Ⅰ(5)的大径段,所述左壳体(6)的大径端通过至少4个螺栓在轴向方向上依次固定连接有所述中心轮Ⅱ(7)和所述右壳体(11);
所述保持架轴承Ⅰ(14)安装于所述保持架Ⅰ(5)的右侧外圆上,通过所述保持架Ⅰ(5)左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅰ(14)向左轴向窜动,同时通过所述保持架Ⅱ(10)右侧的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅰ(14)向右轴向窜动;所述保持架轴承Ⅱ(12)安装于所述保持架Ⅱ(10)的右侧外圆上,通过所述保持架Ⅱ(10)左侧轴肩限制所述保持架轴承Ⅱ(12)向左轴向窜动,同时通过所述右壳体(11)的内孔壁限制所述保持架轴承Ⅱ(12)向右轴向窜动;所述保持架轴承Ⅰ(14)和保持架轴承Ⅱ(12)为整机的右支撑;
所述中心轮Ⅰ(18)的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅰ(15),所述圆柱活齿系Ⅰ(15)与所述激波器Ⅰ(17)啮合连接,同时所述中心轮Ⅰ(18)与所述激波器Ⅰ(17)共轭啮合连接;
所述激波器Ⅰ(17)、圆柱活齿系Ⅰ(15)、中心轮Ⅰ(18)组成第一级减速***;
所述中心轮Ⅱ(7)的内部啮合连接有所述圆柱活齿系Ⅱ(8),所述圆柱活齿系Ⅱ(8)与所述激波器Ⅱ(9)啮合连接,同时所述中心轮Ⅱ(7)与所述激波器Ⅱ(9)共轭啮合连接;
所述激波器Ⅱ(9)、圆柱活齿系Ⅱ(8)、中心轮Ⅱ(7)组成第二级减速***;
所述第一级减速***和第二级减速***采用径向串联,所述第一级减速***的动力由所述中心轮Ⅰ(18)输出,通过所述组合轴承(13)作为中间件,与所述激波器Ⅱ(9)径向串联耦合,将动力输入第二级减速***,最后由所述保持架Ⅱ(10)输出。
2.根据权利要求1所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述保持架Ⅰ(5)的小径圆柱面上周向开有Z1个均匀分布的活齿槽Ⅰ(501),且Z1的数值取决于圆柱活齿系Ⅰ(15)中包含活齿单元的数目,所述圆柱活齿系Ⅰ(15)中的每一个活齿单元置于所述活齿槽Ⅰ(501)内,可径向小范围运动。
3.根据权利要求1或2所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述中心轮Ⅰ(18)内端为异形凸轮,其内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ(1801)与所述激波器Ⅰ(17)外圈轮廓共轭啮合,所述圆柱活齿系Ⅰ(15)中的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅰ(18)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ(1801)及所述激波器Ⅰ(17)外圈轮廓啮合。
4.根据权利要求1所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述保持架Ⅱ(10)的大径圆柱面上周向开有Z3个均匀分布的活齿槽Ⅱ(1001),且Z3的数值取决于圆柱活齿系Ⅱ(8)中包含活齿单元的数目,所述圆柱活齿系Ⅱ(8)中的每一个活齿单元置于所述活齿槽Ⅱ(1001)内,可径向小范围运动。
5.根据权利要求1或4所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述激波器Ⅱ(9)为内偏心圆凸轮(901),所述中心轮Ⅱ(7)内端为异形凸轮,所述中心轮Ⅱ(7)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ(701)与所述激波器Ⅱ(9)外圆轮廓共轭啮合,所述圆柱活齿系Ⅱ(8)中的每一个活齿单元同时与所述中心轮Ⅱ(7)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ(701)及所述激波器Ⅱ(9)外圆轮廓啮合;
所述激波器Ⅱ(9)通过所述中心轮Ⅰ(18)上所述组合轴承(13)和激波器Ⅱ(9)外端的环形槽实现轴向定位。
6.根据权利要求3所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述圆柱活齿系Ⅰ(15)的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚针,用于与所述激波器Ⅰ(17)外圈轮廓及所述中心轮Ⅰ(18)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅱ(1801)高副线接触啮合。
7.根据权利要求5所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述圆柱活齿系Ⅱ(8)的活齿单元为圆柱滚子轴承用标准圆柱滚针;用于与所述激波器Ⅱ(9)外圆轮廓及所述中心轮Ⅱ(7)的内端异形凸轮正弦轮廓Ⅰ(701)高副线接触啮合。
10.根据权利要求1所述的径向串联双级圆柱活齿减速器,其特征在于,所述主轴(1)可采用法兰盘或空心轴结构,以提供不同的动力输入连接方式,适用更多场合。
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