CN112112939A - 传动机构 - Google Patents

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CN112112939A CN202010574642.8A CN202010574642A CN112112939A CN 112112939 A CN112112939 A CN 112112939A CN 202010574642 A CN202010574642 A CN 202010574642A CN 112112939 A CN112112939 A CN 112112939A
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Abstract

本申请公开一种传动机构,传动机构包括外轮、第一内轮、第二内轮和第一法兰体。外轮具有外轮内齿。第一内轮具有并排设置的第一排第一内轮齿和第二排第一内轮齿,第一内轮偏心布置在外轮内,第一排第一内轮齿能够与外轮内齿相啮合。第二内轮具有第一排第二内轮齿,第二内轮偏心布置在外轮内,第一排第二内轮齿能够与外轮内齿相啮合。第一法兰体包括第一法兰体齿,第一法兰体齿能够与第二排第一内轮齿相啮合。本申请的传动机构在体积不变的情况下能够实现超大速比,并且内轮与偏心轴之间的内轮轴承的尺寸大,以使得内轮轴承的寿命更长。

Description

传动机构
技术领域
本申请涉及传动机构,尤其涉及内啮合传动机构。
背景技术
通常,内啮合传动机构包括法兰、内轮、输入轴、内轮轴承和行星架。内轮轴承设置在输入轴和内轮之间。内轮轴承需要承受较大的径向力,又要进行高速旋转,因此内轮轴承容易磨损,是内啮合传动中最容易损坏的部件。此外,传动机构的速比通常是由内轮和外轮的互相啮合来实现,且需要通过销套机构或十字直线轴承输出机构将变速和扭矩输出,单级传动的速比通常较小(例如,速比为30-300),应用范围较局限。
发明内容
本申请的示例性实施例可以解决至少一些上述问题。例如,本申请提供一种传动机构。传动机构包括外轮、第一内轮、第二内轮、第一法兰体、第二法兰体、偏心轴和内轮轴承。所述外轮的内边缘形成容纳空间,并且所述外轮的内边缘上设有外轮内齿,所述外轮具有外轮中心轴线。所述第一内轮的外边缘上设有并排布置的第一排第一内轮齿和第二排第一内轮齿,所述第一排第一内轮齿容纳在所述外轮的容纳空间中并能够与所述外轮内齿相啮合,所述第一内轮具有第一内轮中心轴线,所述第一内轮中心轴线相对于所述外轮中心轴线偏心布置,并且所述第一内轮能够围绕所述外轮中心轴线偏心旋转。所述第二内轮布置在所述第一内轮的第一侧,所述第二内轮的外边缘上设有并排布置的第一排第二内轮齿和第二排第二内轮齿,所述第一排第二内轮齿容纳在所述外轮的容纳空间中并能够与所述外轮内齿相啮合,所述第二内轮具有第二内轮中心轴线,所述第二内轮中心轴线相对于所述外轮中心轴线偏心布置,并且所述第二内轮能够围绕所述外轮中心轴线偏心旋转。所述第一法兰体布置在所述第一内轮的与所述第一侧相反的第二侧,所述第一法兰体包括第一法兰体齿,所述第一法兰体齿能够与所述第二排第一内轮齿相啮合。所述第二法兰体与所述第一内轮分别布置在所述第二内轮的两侧,所述第二法兰体包括第二法兰体齿,所述第二法兰体齿能够与所述第二排第二内轮齿相啮合,所述第一法兰体与所述第二法兰体刚性连接,以使得所述第一法兰体与所述第二法兰体能够一同旋转。
根据本申请的传动机构,所述外轮的外轮内齿与所述第一内轮的第一排第一内轮齿具有第一齿数差,并且所述外轮的外轮内齿与所述第二内轮的第一排第二内轮齿也具有第一齿数差。
根据本申请的传动机构,所述第一法兰体齿与所述第二排第一内轮齿具有第二齿数差,并且所述第二法兰体齿与所述第二排第二内轮齿具有第二齿数差。
根据本申请的传动机构,所述第一排第一内轮齿和第二排第一内轮齿设置在所述第一内轮的具有不同直径的外边缘处。所述第一排第二内轮齿和第二排第二内轮齿设置在所述第二内轮的具有不同直径的外边缘处。
根据本申请的传动机构,所述第一排第一内轮齿和所述第二排第一内轮齿具有不同的齿数。所述第一排第二内轮齿和所述第二排第二内轮齿具有不同的齿数。
根据本申请的传动机构,其还包括偏心轴和连接部件。所述偏心轴为中空轴,所述偏心轴的外周设有第一偏心部和第二偏心部,所述第一内轮围绕所述第一偏心部设置,所述第二内轮围绕所述第二偏心部设置。连接部件与所述第一法兰体和所述第二法兰体刚性连接,并且所述连接部件穿过所述偏心轴的中空部分将所述第一法兰体与所述第二法兰体刚性连接在一起。
根据本申请的传动机构,所述连接部件包括从所述第一法兰体延伸出的第一连接凸台和从所述第二法兰体延伸出的第二连接凸台以及紧固件。所述第一连接凸台和第二连接凸台延伸进入所述偏心轴的中空部分,并且所述紧固件能够将所述第一连接凸台和所述第二连接凸台相互连接。
根据本申请的传动机构,所述连接部件还包括定位件,所述定位件能够将所述第一连接凸台和所述第二连接凸台相互定位。
根据本申请的传动机构,所述第一连接凸台与所述第一法兰体一体形成,所述第二连接凸台与所述第二法兰体一体形成。
根据本申请的传动机构,所述第一法兰体齿和所述第二法兰体齿设置在所述外轮的所述容纳空间内。
通过考虑下面的具体实施方式、附图和权利要求,本申请的其它的特征、优点和实施例可以被阐述或变得显而易见。此外,应当理解,上述发明内容和下面的具体实施方式均为示例性的,并且旨在提供进一步的解释,而不限制要求保护的本申请的范围。然而,具体实施方式和具体实例仅指示本申请的优选实施例。对于本领域的技术人员来说,在本申请的精神和范围内的各种变化和修改将通过该具体实施方式变得显而易见。
附图说明
本申请这些和其它特征和优点可通过参照附图阅读以下详细说明得到更好地理解,在整个附图中,相同的附图标记表示相同的部件,其中:
图1A是根据本申请的一个实施例的传动机构从前向后看过去的立体图;
图1B是图1A所示的传动机构从后向前看过去的立体图;
图1C是图1A所示的传动机构的剖视图;
图2A是图1C所示的传动机构的输入传动装置的***图;
图2B是图2A中输入传动装置在组装状态下的示意图;
图3A是图2A-2B所示的偏心轴的放大正视图;
图3B是图3A所示的偏心轴的放大轴向剖面图;
图4A是图1C所示的传动机构的第一法兰体与连接部件的第一连接凸台的立体图;
图4B是图4A所示的第一法兰体与第一连接凸台的正视图;
图4C是图4B所示的第一法兰体与第一连接凸台沿图4B中A-A剖面线的剖视图;
图5A是图1C所示的传动机构的第二法兰体与连接部件的第二连接凸台的立体图;
图5B是图5A所示的第二法兰体与第二连接凸台的正视图;
图5C是图5B所示的第二法兰体与第二连接凸台沿图5B中B-B剖面线的剖视图;
图6A是图1C所示的传动机构的第一内轮的立体图;
图6B是图6A所示的第一内轮的轴向剖面图;
图7A是图1C所示的传动机构的第二内轮的立体图;
图7B是图7A所示的第二内轮的轴向剖面图;
图8A是图1C所示的传动机构的外轮的立体图;
图8B是图8A所示的外轮的正视图;
图8C是8A所示的外轮的轴向剖视图;
图9A是图1C所示的传动机构的轴向剖视图;
图9B是图9A所示的传动机构的径向剖视图。
具体实施方式
下面将参考构成本说明书一部分的附图对本申请的各种具体实施方式进行描述。应该理解的是,虽然在本申请中使用表示方向的术语,诸如“前”、“后”、“左”、“右”、“内”和“外”等方向或方位性的描述本申请的各种示例结构部分和元件,但是在此使用这些术语只是为了方便说明的目的,基于附图中显示的示例方位而确定的。由于本申请所公开的实施例可以按照不同的方向设置,所以这些表示方向的术语只是作为说明而不应视作为限制。在以下的附图中,同样的零部件使用同样的附图号,相似的零部件使用相似的附图号。
在本申请中的传动机构100中,外轮102、第一内轮122、第二内轮124和行星架101之间能够发生相对运动,从而使得动力经由传动机构100输出,并且传动机构100能够实现减速目的。当需要实现减速时,第一内轮122和第二内轮124高速运动,而外轮102或行星架101低速运动。当外轮102作为扭矩输出部件(即,与被驱动部件相连接)时,行星架101必须被固定。当行星架101作为扭矩输出部件时,外轮102必须被固定。为了便于描述,下文中以将以第一内轮122和第二内轮124高速运动、外轮102固定不动、并且行星架101作为扭矩输出部件低速运动为例进行描述。
图1A是根据本申请的一个实施例的传动机构100从前向后看过去的立体图;图1B是图1A所示的传动机构100从后向前看过去的立体图。图1C是图1A所示的传动机构100的剖视图,以示出传动机构100中更多的部件。如图1A-1C所示,传动机构100包括外轮102。外轮102承载或支撑的部件包括行星架101、第一内轮122、第二内轮124和输入传动装置132。其中,第一内轮122和第二内轮124并排设置,并且套设在输入传动装置132上。第一内轮122和第二内轮124由行星架101支撑并夹持在行星架101中。
具体来说,行星架101包括第一法兰体104、第二法兰体106和连接部件108。第一法兰体104、第二法兰体106分别布置在第一内轮122和第二内轮124的两侧,并且通过连接部件108刚性地连接在一起,以将第一内轮122和第二内轮124保持在第一法兰体104和第二法兰体106之间。第一内轮122和第二内轮124分别与第一法兰体104和第二法兰体106相啮合,从而使得第一内轮122和第二内轮124能够将第一内轮122和第二内轮124上的运动分别传递给第一法兰体104和第二法兰体106,使得第一法兰体104和第二法兰体106转动。
当传动机构100运行时,其动力传递关系大致如下所述:
输入传动装置132与驱动机构(未示出)相连接。驱动机构驱动输入传动装置132转动。由于外轮102固定不动,并且由于外轮102与第一内轮122和第二内轮124的齿之间的啮合关系,输入传动装置132的转动能够带动套设在其上的第一内轮122和第二内轮124平动并转动。第一内轮122和第二内轮124分别与第一法兰体104和第二法兰体106相啮合,并带动第一法兰体104和第二法兰体106转动。第一法兰体104和第二法兰体106与被驱动设备(未示出)相连接,从而实现变速和扭矩输出。
下面详述传动机构100中的各部件的具体结构。
图2A是图1C所示的传动机构100的输入传动装置132的***图,以示出输入传动装置132中各个部件的具体结构。如图2A所示,输入传动装置132包括偏心轴212和用于驱动偏心轴212转动的动力输入装置244。偏心轴212为空心轴,其具有贯穿偏心轴212设置的中空部分231。偏心轴212具有中心轴线X。中空部分231的壁(即偏心轴212的内圆周表面)上设有偏心轴内齿233,用于与动力输入装置244相配合,从而使得动力输入装置244能够驱动偏心轴212转动。
更具体地说,动力输入装置244包括三个行星齿轮204,206,208和输入轴202。输入轴202大致为圆柱体,其具有中心轴线S。输入轴202上从左至右依次设有输入轴第一台阶部252、啮合部256、输入轴第二台阶部254和驱动部258。输入轴第一台阶部252用于抵靠第一输入轴轴承932(参见图9A),并限制第一输入轴轴承932沿轴向向右移动。啮合部256的外圆周表面设有输入轴外齿272,用于与三个行星齿轮204,206,208上的外齿圈284,286,288相啮合。输入轴第二台阶部254用于抵靠第二输入轴轴承934(参见图9A),并限制第二输入轴轴承934沿轴向向左移动。驱动部258用于与驱动机构(未示出)相连接。驱动机构能够驱动输入轴202绕中心轴线S转动。
三个行星齿轮204,206,208的结构大致相同。其中,行星齿轮204具有中心轴线M1。行星齿轮204的外圆周上设有外齿圈284,外齿圈284能够同时与输入轴202的输入轴外齿272以及偏心轴212的偏心轴内齿233相啮合。行星齿轮204还具有贯穿其自身的中空部264,用于容纳行星齿轮支撑件952(参见图9A-9B),从而使得行星齿轮204被支撑在第一法兰体104和第二法兰体106之间。类似地,行星齿轮206具有中心轴线M2。行星齿轮206的外圆周上设有外齿圈286,外齿圈286能够同时与输入轴202的输入轴外齿272以及偏心轴212的偏心轴内齿233相啮合。行星齿轮206还具有贯穿其自身的中空部266,用于容纳行星齿轮支撑件952(参见图9A-9B),从而使得行星齿轮206被支撑在第一法兰体104和第二法兰体106之间。行星齿轮208具有中心轴线M3。行星齿轮208的外圆周上设有外齿圈288,外齿圈288能够同时与输入轴202的输入轴外齿272以及偏心轴212的偏心轴内齿233相啮合。行星齿轮208还具有贯穿其自身的中空部268,用于容纳行星齿轮支撑件952(参见图9A-9B),从而使得行星齿轮208被支撑在第一法兰体104和第二法兰体106之间。
图2B是图2A中输入传动装置132在组装状态下的示意图,以示出各个部件的装配关系。如图2B所示,输入轴202、行星齿轮204、行星齿轮206和行星齿轮208均设置在偏心轴212的中空部分231中。输入轴202的中心轴线S与偏心轴212的中心轴线X重合设置。三个行星齿轮204,206,208环绕输入轴202设置。三个行星齿轮204,206,208的外齿圈284,286,288与输入轴202的输入轴外齿272相啮合的同时也与偏心轴212的偏心轴内齿233相啮合。当驱动机构驱动输入轴202转动时,输入轴202的输入轴外齿272驱动行星齿轮204、行星齿轮206和行星齿轮208绕各自中心轴线转动(即,自转)。三个行星齿轮204,206,208的外齿圈284,286,288与偏心轴212的偏心轴内齿233相啮合,从而带动偏心轴212绕其中心轴线X转动。
图3A是图2A-2B所示的偏心轴212的放大正视图;图3B是图3A所示的偏心轴212的放大轴向剖面图。结合图2A所示,偏心轴212为空心轴,其具有中空部分231。偏心轴212具有中心轴线X,并且偏心轴212能够绕中心轴线X转动。中空部分231的壁的中部设有偏心轴内齿233,用于与三个行星齿轮204,206,208的外齿圈284,286,288相啮合。中空部分231还用于接收连接部件108的第一连接凸台402和第二连接凸台502(参见图9A)。
偏心轴212上设有第一偏心部304和第二偏心部306。第一偏心部304和第二偏心部306相对于中心轴线X对称偏心布置,且偏心量相等。具体来说,第一偏心部304和第二偏心部306都为相对于偏心轴212的中心轴线X偏心设置的圆环形。第一偏心部304的外周面322形成半径为D1的圆周面。第二偏心部306的外周面324形成半径为D2的圆周面。其中,D1=D2。
更具体而言,外周面322和外周面324各自具有第一内轮中心轴线N1和第二内轮中心轴线N2。第一内轮中心轴线N1和第二内轮中心轴线N2与偏心轴212的中心轴线X都具有距离e。其中,距离e大于0。第一内轮中心轴线N1与第二内轮中心轴线N2关于中心轴线X对称布置。更详细地说,第一偏心部304的外周面322与第二偏心部306的外周面324的相位相差180°。当偏心轴212绕其中心轴线X旋转时,第一偏心部304的第一内轮中心轴线N1与第二偏心部306的第二内轮中心轴线N2均围绕中心轴线X旋转。
偏心轴212上还设有第一法兰体轴承抵靠部312。第一法兰体轴承抵靠部312位于第一偏心部304的右侧,用于抵靠第一法兰体轴承922(参见图9A)的内壁。第一偏心部304在径向上延伸超出第一法兰体轴承抵靠部312,以限制第一法兰体轴承922沿轴向向左移动。偏心轴212上还设有第二法兰体轴承抵靠部314。第二法兰体轴承抵靠部314位于第二偏心部306的左侧,用于抵靠第二法兰体轴承924(参见图9A)的内壁。第二偏心部306在径向上延伸超出第二法兰体轴承抵靠部314,以限制第二法兰体轴承924沿轴向向右移动。
图4A是图1C所示的传动机构的第一法兰体104与连接部件108的第一连接凸台402的立体图;图4B是图4A所示的第一法兰体104与第一连接凸台402的正视图;图4C是图4B所示的第一法兰体104与第一连接凸台402沿图4B中A-A剖面线的剖视图。图4A-4C中所示的第一法兰体104与第一连接凸台402一体成形。
具体来说,第一法兰体104包括第一法兰体本体401和第一法兰体突出部432。第一法兰体104具有中心轴线F1。其中,第一法兰体本体401大致为圆柱状,第一法兰体突出部432大致呈圆环状。第一法兰体突出部432从第一法兰体本体401的左表面沿轴向向左侧延伸而成。第一法兰体突出部432的外壁452(即,外圆周面)用于接触第一外轮轴承912(参见图9A)的内壁。第一法兰体本体401在径向上超出第一法兰体突出部432,以限制第一外轮轴承912沿轴向向右移动。第一法兰体突出部432的内壁454(即,内圆周面)用于接触第一法兰体轴承922(参见图9A)的外壁。第一法兰体本体401用于限制第一法兰体轴承922沿轴向向右移动。
第一法兰体突出部432上设有第一法兰体齿406,其能够与第一内轮122上的第二排第一内轮齿614(参见图6A-6B)相啮合。作为一个示例,第一法兰体齿406包括三十二个齿,并且每个齿由滚针442和滚针套444组成。具体来说,第一法兰体突出部432上设有三十二个安装孔441。三十二个安装孔441沿圆周方向均匀地布置在第一法兰体突出部432的左表面,并沿轴向朝右延伸而成。三十二个安装孔441用于接收滚针442。滚针442***安装孔441。滚针442的长度大于安装孔441的深度,以使得滚针套444能够套设在滚针442上。滚针套444能够减少第一法兰体104与第一内轮122啮合时产生的摩擦。
第一连接凸台402设置在第一法兰体104上,并与第一法兰体104一体成形。具体来说,第一连接凸台402从第一法兰体本体401的左表面沿轴向延伸而成,并且第一连接凸台402位于第一法兰体突出部432的内侧。第一连接凸台402的尺寸被配置为:第一连接凸台402的外径小于偏心轴212的内径,以使得第一连接凸台402能够伸入偏心轴212的中空部分231。
第一连接凸台402上设有容纳部409。容纳部409沿轴向贯穿第一连接凸台402和第一法兰体104。容纳部409的壁上设有阶梯部424,用于抵靠第二输入轴轴承934(参见图9A),并且限制第二输入轴轴承934沿径向向左侧移动。
第一连接凸台402上还设有三个支撑件安装孔(即,支撑件安装部)405。三个支撑件安装孔405中的每一个从第一连接凸台402的左表面沿轴向向右延伸而成,用于接收行星齿轮支撑件952(参见图9A-9B)。三个支撑件安装孔405环绕容纳部409沿圆周方向均匀地布置。
第一连接凸台402上还设有三个定位孔407和三个连接孔408。定位孔407从第一连接凸台402的左表面沿轴向向右延伸而成,用于接收定位件904(参见图9B),从而使第一法兰体104和第二法兰体106相互定位。连接孔408贯穿第一连接凸台402和第一法兰体104,用于接收紧固件902(参见图9B),从而使得第一法兰体104和第二法兰体106刚性连接在一起。具体来说,三个定位孔407均匀地沿圆周方向布置,并且与三个支撑件安装孔405在圆周方向上间隔布置。三个定位孔407与三个支撑件安装孔405一同环绕容纳部409在圆周方向上均匀地布置。连接孔408的壁的右端设有止挡部422,用于阻挡紧固件902(参见图9B)。三个连接孔408均匀地沿圆周方向布置,并且与三个支撑件安装孔405在圆周方向上间隔布置。三个连接孔408中的每一个与三个定位孔407中相应的一个沿同一径向布置,并且三个连接孔408相比于定位孔407布置得更远离中心轴线F1。
需要说明的是,虽然本实施例中第一法兰体104与第一连接凸台402一体成形,但使用连接件或使用焊接方式将第一连接凸台402连接至第一法兰体104也都落入本申请的保护范围内。
需要说明的是,虽然本实施例中使用三个连接孔408与三个定位孔407,但其数量和位置可以改变,任何数量和位置的变化也都落入本申请的保护范围内。图5A是图1C所示的传动机构的第二法兰体106与连接部件108的第二连接凸台502的立体图;图5B是图5A所示的第二法兰体106与第二连接凸台502的正视图;图5C是图5B所示的第二法兰体106与第二连接凸台502沿图5B中B-B剖面线的剖视图。图5A-5C中所示的第二法兰体106与第二连接凸台502一体成形。
具体来说,第二法兰体106包括第二法兰体本体501和第二法兰体突出部532。第二法兰体106具有中心轴线F2。其中,第二法兰体本体501大致为圆柱状,第二法兰体突出部532大致呈圆环状。第二法兰体突出部532从第二法兰体本体501的右表面沿轴向向右侧延伸而成。第二法兰体突出部532的外圆周面552(即,外壁)用于接触第二外轮轴承914(参见图9A)的内壁。第二法兰体本体501在径向上超出第二法兰体突出部532,以限制第二外轮轴承914沿轴向向左移动。第二法兰体突出部532的内圆周面554(即,内壁)用于接触第二法兰体轴承924(参见图9A)的外壁。第二法兰体本体501用于限制第二法兰体轴承924沿轴向向左移动。
第二法兰体突出部532上设有第二法兰体齿506,其能够与第二内轮124上的第二排第二内轮齿714(参见图7A-7B)相啮合。作为一个示例,第二法兰体齿506包括三十二个齿,并且每个齿由滚针542和滚针套544组成。具体来说,第二法兰体突出部532上设有三十二个安装孔541。三十二个安装孔541沿圆周方向均匀地布置在第二法兰体突出部532的右表面,并沿轴向朝左延伸而成。三十二个安装孔541用于接收滚针542。滚针542***安装孔541。滚针542的长度大于安装孔541的深度,以使得滚针套544能够套设在滚针542上。滚针套544能够减少第二法兰体106与第二内轮124啮合时产生的摩擦。
第二连接凸台502设置在第二法兰体106上,并与第二法兰体106一体成形。具体来说,第二连接凸台502从第二法兰体本体501的右表面沿轴向延伸而成,并且第二连接凸台502位于第二法兰体突出部532的内侧。第二连接凸台502的尺寸被配置为:第二连接凸台502的外径小于偏心轴212的内径,以使得第二连接凸台502能够伸入偏心轴212的中空部分231。
第二连接凸台502上设有容纳部509。容纳部509沿轴向贯穿第二连接凸台502和第二法兰体106。容纳部509的壁的右端设有止挡部524,用于抵靠第一输入轴轴承932(参见图9A),并且限制第一输入轴轴承932沿径向向右侧移动。
第二连接凸台502上还设有三个支撑件安装孔(即,支撑件安装部)505。三个支撑件安装孔505中的每一个从第二连接凸台502的右表面沿轴向向左延伸而成,用于接收行星齿轮支撑件952(参见图9A-9B)。三个支撑件安装孔505环绕容纳部509沿圆周方向均匀地布置。
此外,第二连接凸台502还包括三个延伸凸台512。三个延伸凸台512中的每一个从第二连接凸台502的右表面沿轴向向右延伸而成。三个延伸凸台512均匀地沿圆周方向布置,并且与三个支撑件安装孔505在圆周方向上间隔布置。具体来说,三个延伸凸台512中的每一个上设有定位孔507和连接孔508。定位孔507和连接孔508均从第二连接凸台502的右表面沿轴向向左延伸而成。定位孔507用于接收定位件904(参见图9B),从而使第一法兰体104和第二法兰体106相互定位。连接孔508用于接收紧固件902(参见图9B),从而使得第一法兰体104和第二法兰体106刚性连接在一起。更具体地说,每个延伸凸台512上的定位孔507和连接孔508沿同一径向布置,并且连接孔508相比于定位孔507布置得更远离中心轴线F2。连接孔508的孔壁上设有螺纹558,用于与紧固件902(参见图9B)上的螺纹相配合,从而使得第一法兰体104和第二法兰体106连接在一起。
需要说明的是,虽然本实施例中第二法兰体106与第二连接凸台502一体成形,但使用连接件或使用焊接方式将第二连接凸台502连接至第二法兰体106也都落入本申请的保护范围内。
需要说明的是,虽然本实施例中使用三个连接孔508与三个定位孔507,但其数量和位置与连接孔408与定位孔407的数量和位置对应设置即可。
图6A是图1C所示的传动机构的第一内轮122的立体图;图6B是图6A所示的第一内轮122的轴向剖视图。如图6A-6B所示,第一内轮122包括第一内轮第一本体622。第一内轮第一本体622大致为环形,并且具有一定厚度。其外边缘的直径为内轮第一直径。第一内轮第一本体622具有第一内轮中心轴线N1,其外边缘上设有第一排第一内轮齿612。第一排第一内轮齿612被配置为能够与外轮102的外轮内齿802(参见图8A-8B)相啮合。更具体地说,当第一内轮122运动时,第一排第一内轮齿612的至少一部分能够与外轮102的外轮内齿802相啮合。第一排第一内轮齿612与外轮内齿802之间具有第一齿数差。其中,外轮内齿802的齿数大于第一排第一内轮齿612的齿数(即第一齿数差为大于零的整数)。第一内轮122与外轮102被配置为:当第一内轮第一本体622在外轮102中运动时,第一内轮第一本体622能够实现转动与平动(即公转与自转)。
第一内轮122还包括第一内轮第二本体624。第一内轮第二本体624大致为环形,并且具有一定厚度。其外边缘的直径为内轮第二直径。内轮第二直径小于第一直径。第一内轮第二本体624与第一内轮第一本体622可以通过铸造或锻打一体成型。第一内轮第一本体622与第一内轮第二本体624被布置成在第一内轮中心轴线N1方向上并排设置。第一内轮第二本体624的外边缘上设有第二排第一内轮齿614。第二排第一内轮齿614的齿数小于第一排第一内轮齿612的齿数。第二排第一内轮齿614与第一排第一内轮齿612同中心轴(即,第一内轮中心轴线N1)设置。第二排第一内轮齿614被配置为能够与第一法兰体104上的第一法兰体齿406(参见图4A-4C)相啮合。更具体地说,当第一内轮122运动时,第二排第一内轮齿614的至少一部分能够与第一法兰体齿406相啮合。这使得当第一内轮第二本体624作平动与转动时,第一法兰体104能够绕其中心轴线F1转动(参见图4C)。第二排第一内轮齿614与第一法兰体齿406之间具有第二齿数差。其中,第一法兰体齿406的齿数大于或等于第二排第一内轮齿614的齿数(即第二齿数差为大于或等于零的整数)。
需要说明的是,虽然本申请的实施例中第一内轮第一本体622与第一内轮第二本体624通过铸造或锻打一体成型,但第一内轮第一本体622与第一内轮第二本体624通过其他方式(例如使用连接件)刚性连接在一起也都落入本申请的保护范围内。本申请中的技术术语“刚性连接”是指相互固定连接。换句话说,刚性连接的两个部件互相之间不产生相对运动。
此外,第一内轮122的中间还具有径向贯穿第一内轮122的容纳部632。容纳部632的壁634的直径与第一内轮轴承942(参见图9A)的外径大致相同,从而使得第一内轮122能够套装在围绕第一偏心部304(参见图3B)设置的第一内轮轴承942上。当偏心轴212转动时,偏心轴212的第一偏心部304能够通过第一内轮轴承942带动第一内轮122转动。换句话说,当偏心轴212转动时,偏心轴212能够使得第一内轮122的第一内轮中心轴线N1围绕偏心轴212的中心轴线X旋转(即,第一内轮122能够围绕偏心轴212的中心轴线X作公转)。
需要说明的是,虽然上述实施例中第一排第一内轮齿612和第二排第一内轮齿614为外齿,外轮内齿802和第一法兰体齿406为内齿,但本申请并不旨于限定第一排第一内轮齿612与外轮内齿802之间、以及第二排第一内轮齿614与第一法兰体齿406之间的啮合方式,任何形式的啮合方式均落入本申请的保护范围中。
还需要说明的是,本申请中相互啮合的第一排第一内轮齿612与外轮内齿802、以及第二排第一内轮齿614与第一法兰体齿406可以是任何类型的齿形,例如,摆线齿、圆弧齿、渐开线齿或平面齿等。
图7A是图1C所示的传动机构的第二内轮124的立体图;图7B是图7A所示的第二内轮124的轴向剖面图。如图7A-7B所示,第二内轮124包括第二内轮第一本体722。第二内轮第一本体722大致为环形,并且具有一定厚度。其外边缘的直径为内轮第一直径。第二内轮第一本体722具有第二内轮中心轴线N2,其外边缘上设有第一排第二内轮齿712。第一排第二内轮齿712被配置为能够与外轮102的外轮内齿802(参见图8A-8B)相啮合。更具体地说,当第二内轮124运动时,第一排第二内轮齿712的至少一部分能够与外轮102的外轮内齿802相啮合。第一排第二内轮齿712的齿数与第一排第一内轮齿612的齿数相同。第一排第二内轮齿712与外轮内齿802之间也具有第一齿数差。其中,外轮内齿802的齿数大于第一排第二内轮齿712的齿数(即第一齿数差为大于零的整数)。第二内轮124与外轮102被配置为:当第一排第二内轮齿712在外轮102中运动时,第一排第二内轮齿712能够实现转动与平动(即公转与自转)。
第二内轮124还包括第二内轮第二本体724。第二内轮第二本体724大致为环形,并且具有一定厚度。其外边缘的直径为内轮第二直径。内轮第二直径小于第一直径。第二内轮第二本体724与第二内轮第一本体722可以通过铸造或锻打一体成型。第二内轮第一本体722与第二内轮第二本体724被布置成在第二内轮中心轴线N2方向上并排设置。第二内轮第二本体724的外边缘上设有第二排第二内轮齿714。第二排第二内轮齿714的齿数小于第一排第二内轮齿712的齿数。第二排第二内轮齿714与第一排第二内轮齿712同中心轴(即,第二内轮中心轴线N2)设置。第二排第二内轮齿714被配置为能够与第二法兰体106上的第二法兰体齿506(参见图5A-5C)相啮合。更具体地说,当第二内轮124运动时,第二排第二内轮齿714的至少一部分能够与第二法兰体齿506相啮合。这使得当第二内轮第二本体724作平动与转动时,第二法兰体106能够绕其中心轴线F2转动(参见图5C)。第二排第二内轮齿714的齿数与第二排第一内轮齿614的齿数相同。第二排第二内轮齿714与第二法兰体齿506之间也具有第二齿数差。其中,第二法兰体齿506的齿数大于或等于第二排第二内轮齿714的齿数(即第二齿数差为大于或等于零的整数)。
需要说明的是,虽然上述实施例中第二内轮第一本体722与第二内轮第二本体724通过铸造或锻打一体成型,但第二内轮第一本体722与第二内轮第二本体724通过其他方式(例如使用连接件)刚性连接在一起也都落入本申请的保护范围内。
此外,第二内轮124的中间还具有径向贯穿第二内轮124的容纳部732。容纳部732的壁734的直径与第二内轮轴承944(参见图9B)的外径大致相同,从而使得第二内轮124能够套装在围绕第二偏心部306(参见图3B)设置的第二内轮轴承944上。当偏心轴212转动时,偏心轴212的第二偏心部306能够通过第二内轮轴承944带动第二内轮124转动。换句话说,当偏心轴212转动时,偏心轴212能够使得第二内轮124的第二内轮中心轴线N2围绕偏心轴212的中心轴线X旋转(即,第二内轮124能够围绕偏心轴212的中心轴线X作公转)。
需要说明的是,虽然上述实施例中第一排第二内轮齿712和第二排第二内轮齿714为外齿,外轮内齿802和第二法兰体齿506为内齿,但本申请并不旨于限定第一排第二内轮齿712与外轮内齿802之间、以及第二排第二内轮齿714与第二法兰体齿507之间的啮合方式,任何形式的啮合方式均落入本申请的保护范围中。
还需要说明的是,本申请中相互啮合的第一排第二内轮齿712与外轮内齿802、以及第二排第二内轮齿714与第二法兰体齿507可以是任何类型的齿形,例如,摆线齿、圆弧齿、渐开线齿或平面齿等。
图8A是图1C所示的传动机构的外轮102的立体图;图8B是图8A所示的外轮102的正视图;图8C是8A所示的外轮102的轴向剖面图。如图8A-8C所示,外轮102大致呈圆环状,并具有外轮中心轴线O。外轮102具有容纳空间812,容纳空间812贯穿外轮102设置。容纳空间812的壁的中部(即,内边缘)设有外轮内齿802,其能够与第一排第一内轮齿612以及第一排第二内轮齿712相啮合。作为一个示例,外轮内齿802由滚针822构成。具体地说,容纳空间812的壁的中部设有滚针槽,滚针822布置在滚针槽中。
外轮102还具有支撑部804和支撑部806,支撑部804和支撑部806分别设置在外轮内齿802的左右两侧。支撑部804用于支撑第一外轮轴承912(参见图9A)。支撑部806用于支撑第二外轮轴承914(参见图9A)。
需要说明的是,本申请中相互啮合的外轮内齿802、第一排第一内轮齿612以及第一排第二内轮齿712可以是任何类型的齿形,例如,摆线齿、圆弧齿、渐开线齿或平面齿等。
图9A是图1C所示的传动机构100的轴向剖视图;图9B是图9A所示的传动机构100的径向剖视图,以示出传动机构100中各部件的结构以及各部件之间的位置关系。如图9A-9B所示,偏心轴212的中心轴线X、输入轴202的中心轴线S、第一法兰体104的中心轴线F1、第二法兰体106的中心轴线F2与外轮102的外轮中心轴线O同轴设置。
偏心轴212的第一偏心部304上设有第一内轮轴承942。偏心轴212的第二偏心部306上设有第二内轮轴承944。具体来说,第一内轮轴承942的内壁接触第一偏心部304的圆周面322(参考图3B),第一内轮轴承942的外壁接触第一内轮122的容纳部632的壁634(参考图6A-6B),从而使得第一内轮122套设在第一内轮轴承942上。当偏心轴212围绕外轮中心轴线O转动时,第一内轮122围绕外轮中心轴线O公转,即第一内轮122的第一内轮中心轴线N1围绕外轮中心轴线O转动(即,平动)。第二内轮轴承944的内壁接触第二偏心部306的圆周面324(参考图3B),第二内轮轴承944的外壁接触第二内轮124的容纳部732的壁734(参考图7A-7B),从而使得第二内轮124套设在第二内轮轴承944上。当偏心轴212围绕外轮中心轴线O转动时,第二内轮124围绕外轮中心轴线O公转,即第二内轮124的第二内轮中心轴线N2围绕外轮中心轴线O转动(即,平动)。
由于第一内轮122与第二内轮124的结构相同,且第一内轮122与第二内轮124相对于外轮中心轴线O对称地偏心设置,因此当偏心轴212带动第一内轮122和第二内轮124转动时,第一内轮122与第二内轮124的相位相差180°,从而保证第一内轮122与第二内轮124在运动时能够整体保持动平衡。
此外,第一内轮122和第二内轮124同时与外轮102具有啮合关系。具体来说,当偏心轴212带动第一内轮122和第二内轮124公转时,由于第一排第一内轮齿612与外轮内齿802之间、以及第一排第二内轮齿712与外轮内齿802之间具有第一齿数差,并且外轮102固定不动,使得第一内轮122和第二内轮124能够绕其各自的中心轴线(即,第一内轮中心轴线N1和第二内轮中心轴线N2)转动。也就是说,第一内轮122和第二内轮124在公转的同时实现自转。
第一内轮122和第二内轮124由行星架101支撑在外轮102中。行星架101包括第一法兰体104和第二法兰体106。第一法兰体104和第二法兰体106分别设置在第一内轮122和第二内轮124的两侧。具体来说,第一外轮轴承912的内壁接触第一法兰体104的外壁452,第一外轮轴承912的外壁接触外轮102的支撑部804,从而使第一法兰体104通过第一外轮轴承912安装在外轮102上。第二外轮轴承914的内壁接触第二法兰体106的外壁552,第二外轮轴承914的外壁接触外轮102的支撑部806,从而使第二法兰体106通过第二外轮轴承914安装在外轮102上。由于外轮102固定不动,上述安装方式使得第一法兰体104和第二法兰体106能够围绕外轮中心轴线O转动。此外,第一内轮122的第二排第一内轮齿614与第一法兰体104上的第一法兰体齿406相啮合。第二内轮124的第二排第二内轮齿714与第二法兰体106上的第二法兰体齿506相啮合。
偏心轴212分别通过第一法兰体轴承922和第二法兰体轴承924安装在第一法兰体104和第二法兰体106上。具体来说,第一法兰体轴承922的内壁接触第一法兰体轴承抵靠部312,第一法兰体轴承922的外壁接触第一法兰体突出部432的内壁454。第二法兰体轴承924的内壁接触第二法兰体轴承抵靠部314,第二法兰体轴承924的外壁接触第二法兰体突出部532的内壁554。
第一法兰体104和第二法兰体106通过连接部件108相互连接在一起。连接部件108容纳在偏心轴212的中空部分231中。具体来说,连接部件108包括从第一法兰体104沿轴向延伸的第一连接凸台402、从第二法兰体106沿轴向延伸的第二连接凸台502、紧固件902和定位件904。其中紧固件902为螺栓,螺栓至少在其左端具有螺纹,以与第二连接凸台502的连接孔508上的螺纹558相配合。定位件904为销,其能够***定位孔407和定位孔507中。连接部件108中的第一连接凸台402和第二连接凸台502穿过中空部分231,并且相互抵靠。第一连接凸台402上的连接孔408与第二连接凸台502上的连接孔508对齐。第一连接凸台402上的定位孔407与第二连接凸台502上的定位孔507对齐。定位件904的两端分别***定位孔407与定位孔507中,以使第一连接凸台402和第二连接凸台502相互定位,从而使得第一法兰体104与第二法兰体106相互定位。紧固件902穿过第一连接凸台402上的连接孔408***第二连接凸台502上的连接孔508。紧固件902上的螺纹与连接孔508的壁上的螺纹558相配合,直到紧固件902的肩部抵靠连接孔408上的止挡部422,从而使得第一法兰体104与第二法兰体106刚性连接在一起。连接部件108(即,第一连接凸台402与第二连接凸台502)被容纳在偏心轴212的中空部分231中。
此外,动力输入装置244也容纳在偏心轴212的中空部分231中。具体来说,第一连接凸台402上的三个支撑件安装孔405中的每一个和第二连接凸台502上的三个支撑件安装孔505中相应的一个对齐,用于安装行星齿轮支撑件952。第一连接凸台402和第二连接凸台502的延伸凸台512相互抵靠后,第一连接凸台402和第二连接凸台502之间形成三个凹部933,分别用于容纳三个行星齿轮204,206,208。三个行星齿轮支撑件952分别贯穿行星齿轮204的中空部264、行星齿轮206的中空部266和行星齿轮208的中空部268后***对应的一对支撑件安装孔405和支撑件安装孔505。这样,三个行星齿轮204,206,208被安装在第一连接凸台402和第二连接凸台502之间,并且三个行星齿轮204,206,208中的每一个能够绕其各自的中心轴线(即,中心轴线M1、中心轴线M2和中心轴线M3)转动(即,自转)。三个行星齿轮204,206,208中的每一个上的外齿圈都能够与偏心轴212的偏心轴内齿233相啮合。
输入轴202通过第一输入轴轴承932和第二输入轴轴承934安装至第一法兰体104和第二法兰体106。具体来说,输入轴202穿过第一法兰体104的容纳部409进入第二法兰体106的容纳部509。第一输入轴轴承932的内壁接触输入轴202的输入轴第一台阶部252,第一输入轴轴承932的外壁接触第二法兰体106中容纳部509的壁,并接触止挡部524,从而使得第一输入轴轴承932不会沿径向向右侧移动。第二输入轴轴承934的内壁接触输入轴202的输入轴第二台阶部254,第二输入轴轴承934的外壁接触第一法兰体104容纳部409的的壁,并接触阶梯部424,从而使得第二输入轴轴承934不会沿径向向左侧移动。输入轴202的输入轴外齿272能够与三个行星齿轮204,206,208中的每一个上的的外齿圈相啮合。
下面以外轮102被固定(即,外轮102不发生平动和转动)为例来详述传动机构100运行时的扭矩传递的过程:
驱动机构(例如电机,未示出)驱动输入轴202绕外轮中心轴线O转动。输入轴202的输入轴外齿272与三个行星齿轮204,206,208的外齿圈284,286,288相啮合,从而使得三个行星齿轮204,206,208能够绕各自的中心轴线(即,中心轴线M1、中心轴线M2和中心轴线M3)转动(即,自转)。三个行星齿轮204,206,208的外齿圈284,286,288与偏心轴212的偏心轴内齿233相啮合,从而带动偏心轴212绕外轮中心轴线O转动。偏心轴212通过第一内轮轴承942和第二内轮轴承944带动第一内轮122和第二内轮124平动(即,第一内轮中心轴线N1和第二内轮中心轴线N2围绕外轮中心轴线O转动)。第一内轮122的第一排第一内轮齿612和第二内轮124的第一排第二内轮齿712与外轮102的外轮内齿802相啮合,从而使得第一内轮122和第二内轮124转动(即第一内轮122和第二内轮124能够绕其各自的第一内轮中心轴线N1和第二内轮中心轴线N2转动)。这样,第一内轮122和第二内轮124能够在公转的同时实现自转。
第一内轮122通过第二排第一内轮齿614与第一法兰体齿406啮合带动第一法兰体104绕外轮中心轴线O转动。第二内轮124通过第二排第二内轮齿714与第二法兰体齿506啮合带动第二法兰体106绕外轮中心轴线O转动。第一法兰体104和/或第二法兰体106上可以与被驱动设备(未示出)连接。由此,驱动机构的扭矩能够通过传动机构100输出至被驱动设备。
需要说明的是,由于第一法兰体104和第二法兰体106通过第一外轮轴承912和第二外轮轴承914安装在外轮102上,因而第一法兰体104和第二法兰体106只能绕外轮中心轴线O转动。这使得动力从第一内轮122和第二内轮124传递至第一法兰体104和第二法兰体106的过程中,只能将第一内轮122和第二内轮124的转动(即,自转)传递至第一法兰体104和第二法兰体106,而不将第一内轮122和第二内轮124的平动(即,公转)传递至第一法兰体104和第二法兰体106。
还需要说明的是,由于第一法兰体104和第二法兰体齿506通过连接部件108刚性连接,因此第一法兰体104、第二法兰体齿506以及连接部件108共同围绕外轮中心轴线O转动。由于三个行星齿轮204,206,208均通过三个行星齿轮支撑件952安装在连接部件108上,因此三个行星齿轮204,206,208各自的中心轴线M1,M2,M3能够绕外轮中心轴线O转动(即,公转)。这样,当输入轴202绕外轮中心轴线O转动时,三个行星齿轮204,206,208能够在公转的同时实现自转。
本领域的技术人员可以理解,虽然上述实施例中包括三个行星齿轮204,206,208,但行星齿轮的个数不限于三个,至少一个行星齿轮都落入本申请的保护范围内。
本领域的技术人员还可以理解,虽然本申请的实施例中将定位件904与紧固件902设置在同一个连接凸台上,但定位件904与紧固件902独立设置在不同的连接凸台也都落入本申请的保护范围内。
本领域的技术人员还可以理解,虽然本申请中的三个行星齿轮204,206,208固定在连接部件108上,但三个行星齿轮204,206,208也可以直接固定在第一法兰体104和第二法兰体齿506中的至少一个上。
本领域的技术人员还可以理解,内轮的个数不限于本申请的实施例中所示出的两个,数个内轮被设置为能够在偏心旋转时整体保持动平衡即可。
另外,虽然本申请的传动机构100将第一内轮122和第二内轮124设置为分别与第一法兰体104和第二法兰体106相啮合,以使得第一内轮122和第二内轮124都能够输出扭矩。但本领域的技术人员可以理解,由于第一法兰体104和第二法兰体106通过连接部件108连接在一起,因此第一内轮122可以不与第一法兰体104相啮合,或者第二内轮124可以不与第二法兰体106相啮合,而是利用连接部件108,使第二法兰体106带动第一法兰体104转动,或者第一法兰体104带动第二法兰体106转动。
本申请的传动机构100相比传统的传动机构至少具有以下方面的有益效果:
第一,本申请的传动机构100通过齿啮合的方式使第一内轮122和第二内轮124分别带动第一法兰体104和第二法兰体106转动,从而减少了销套输出结构,同时增大了内轮轴承的尺寸。这可以提升内轮轴承的使用寿命。同时由于加工齿的效率远高于加工销套输出的孔的效率,更加便于批量生产和降低制造成本。
具体来说,在传统的传动机构中,销通常起内轮与法兰体之间的扭矩传递作用与法兰体之间的连接作用。销贯穿内轮布置,从而将内轮的动力传递至法兰体。销的尺寸(例如,直径)需要设置得很大,才能在保证行星架的刚性的同时传递扭矩。
与之相比,在本申请的传动机构100中,由相啮合的齿(即,第一排第一内轮齿612、第一排第二内轮齿712、第二排第一内轮齿614和第二排第二内轮齿714)作为第一内轮122和第二内轮124与第一法兰体104和第二法兰体106之间的扭矩传递部件,而使用连接部件108作为第一法兰体104和第二法兰体106之间的连接部件。相啮合的齿均设置在第一内轮122和第二内轮124的周向边缘处(即,相啮合的齿远离外轮中心轴线O布置)。这样的传动方式省去了传动机构中的销,从而节省了设置销的空间。因此,在不改变外轮102的尺寸并且同等扭矩从第一内轮122和第二内轮124分别传递至第一法兰体104和第二法兰体106的情况下,内轮轴承(即,第一内轮轴承942和第二内轮轴承944)的尺寸可以做得更大。尺寸更大的内轮轴承能承担更大的基本额定动载荷,这使得尺寸更大的内轮轴承使用寿命更长。
另一方面,传统的传动机构通常使用销同时作为内轮与法兰体之间的扭矩传递部件与法兰体之间的连接部件。内轮上设有通孔,用于容纳销。销贯穿内轮,并且销的两端与内轮两侧的法兰体相连接。销与内轮上的通孔被配置为:当内轮公转并自转时,内轮的转动可以带动销转动,并且销只将内轮的自转传递给法兰体。这对销以及内轮上的通孔的加工精度要求以及装配精度要求是很高的。其次,承担扭矩传递作用的销会受到内轮对其施加的径向力。如果销产生变形,会影响传动机构的传递扭矩。因此,其对材料的刚性要求也较高。
第二,本申请的传动机构100通过连接部件108相互连接在一起,并且连接部件108容纳在偏心轴212的中空部分231中,这样的布置方式能够增大内轮轴承的尺寸。这可以增强内轮轴承的使用寿命,从而增强传动机构100的使用寿命。
具体来说,在传统的传动机构中,销通常起内轮与法兰体之间的扭矩传递作用与法兰体之间的连接作用,因此销必须布置贯穿内轮布置。
与之相比,在本申请中,由相啮合的齿(即,第一排第一内轮齿612、第一排第二内轮齿712、第二排第一内轮齿614和第二排第二内轮齿714)作为第一内轮122和第二内轮124与第一法兰体104和第二法兰体106之间的扭矩传递部件,而使用连接部件108作为第一法兰体104和第二法兰体106之间的连接部件。因此连接部件108的位置不再局限,其可设置在偏心轴212的外侧,也可设置在偏心轴212的内侧。本申请的连接部件108设置在偏心轴212的中空部分231中,这使得内轮轴承的尺寸可以做得更大。尺寸更大的内轮轴承能承担更大的基本额定动载荷,这使得尺寸更大的内轮轴承使用寿命更长。
此外,在本申请中,第一法兰体104和第二法兰体106通过连接部件108的连接凸台互相抵靠在一起,再通过紧固件902和定位件904固定,这大大增强了行星架101的扭转刚度。具体来说,通过连接凸台抵靠在一起的第一法兰体104和第二法兰体106连接后的刚性大大优于仅连接在一起、但不相互抵靠的第一法兰体104和第二法兰体106。这是因为抵靠在一起的第一法兰体104和第二法兰体106之间形成接触面积,在轴向上互相具有作用力,通过连接部件108更易形成一个整体。当第一法兰体104和/或第二法兰体106向外(例如,连接至被驱动设备)输出扭矩时,第一法兰体104和第二法兰体106需要扭转,抵靠在一起的第一法兰体104和第二法兰体106能够阻碍第一法兰体104和第二法兰体106之间发生扭转,从而增加行星架101的扭转刚度。这不仅能够提高传动机构100的输出扭矩,还能够提高角传递误差精度。对于以微米作为单位计的机器人领域而言,提高角传递误差精度能够大大提高机器人本身的定位精度。
第三,本申请的传动机构100能够通过行星齿轮(例如,三个行星齿轮204,206,208),在偏心轴212无法与驱动机构(未示出)直接连接时驱动偏心轴212。
具体来说,在传统的传动机构中,偏心轴通常直接与驱动机构相连接,从而使得驱动机构能够驱动偏心轴转动。然而,在本申请所示出的实施例中,由于第一法兰体104和第二法兰体106的连接部件108设置在偏心轴212内,并且第一法兰体104和第二法兰体106又与外轮102相啮合,因此偏心轴212的两端分别被第一法兰体104和第二法兰体106挡住,无法与驱动机构相连接。其次,当传动机构100运行时,偏心轴212以第一速度转动,而第一法兰体104和第二法兰体106以第二速度转动。第一速度与第二速度不同,因此不能直接将偏心轴212与驱动机构相连接,会导致偏心轴212与驱动机构的连接部与第一法兰体104和/或第二法兰体106碰撞,导致传动机构100无法运行。
与之相比,本申请的传动机构100中的行星齿轮能够解决上述问题。具体来说,输入轴202与行星齿轮均设置在偏心轴212内。输入轴202与驱动机构相连接。输入轴202上设有输入轴外齿272(参见图2A)。偏心轴212内设有偏心轴内齿233。行星齿轮的外齿圈(例如,外齿圈284,286,288)同时与偏心轴内齿233以及输入轴外齿272相啮合,从而使得输入轴202的转动能够通过行星齿轮带动偏心轴212旋转。这样解决了偏心轴212无法与驱动机构相连接的技术问题。
另一方面,行星齿轮通过行星齿轮支撑件952支撑在第一法兰体104和第二法兰体106之间,并且行星齿轮的中心轴线(即,中心轴线M1,M2,M3)能够与第一法兰体104和第二法兰体106一起以第二速度转动。这样,行星齿轮的公转能够克服偏心轴212与第一法兰体104和第二法兰体106转动速度不一致的问题,行星齿轮的自转能够使得输入轴202的动力传递到偏心轴212上,使得偏心轴212转动。
再一方面,本申请中的输入传动装置132(即,输入轴202、行星齿轮和偏心轴212)能够实现第一级变速。具体来说,输入轴202的输入轴外齿272的齿数为C1,偏心轴212的偏心轴内齿233的齿数为C2,第一级速比i1满足:
Figure BDA0002550887780000111
第四,本申请的传动机构100能够提供一种速比较大的传动机构。
具体来说,传统的传动机构中的偏心轴直接与驱动机构(未示出)相连,从而使得驱动机构直接驱动偏心轴转动。这样,传统的传动机构只能实现内轮与法兰体之间的一级变速。
与之相比,本申请的传动机构100能够实现至少两级变速。其中第一级变速如上所述,由输入传动装置132提供。第一级速比i1满足
Figure BDA0002550887780000112
第二级变速由第一内轮122的动力传递至第一法兰体104(或者,第二内轮124的动力传递至第二法兰体106)产生。下面以第一内轮122的动力传递至第一法兰体104为例进行说明。
第一内轮122与外轮102之间的相对运动具体描述如下:偏心轴212带动第一内轮122进行公转。第一内轮122的第一排第一内轮齿612与外轮102的外轮内齿802具有第一齿数差,且由于外轮102固定不动,从而使得第一内轮122能够在公转的同时进行自转。第一内轮122的自转方向与第一内轮122的公转方向(即,偏心轴212的旋转方向)相反。
第一内轮122与第一法兰体104之间的相对运动具体描述如下:第一内轮122的第二排第一内轮齿614与第一法兰体104的第一法兰体齿406具有第二齿数差。第一内轮122的公转会通过第二齿数差啮合带动第一法兰体104转动,其转动方向与第一内轮122的公转方向(即,偏心轴212的旋转方向)相同。同时,第一内轮122的自转也会通过第二排第一内轮齿614与第一法兰体104的第一法兰体齿406之间的啮合带动第一法兰体104以同样的速度和方向转动,即与第一内轮122的自转方向相同,但与偏心轴212的旋转方向相反。
这样,第一内轮122的公转与第一内轮122的自转会使第一法兰体104的绝对转速为两个不同旋转方向的速度之差,使最终转速更低,由此能够实现更大速比的减速。
下面以第一内轮122的第一排第一内轮齿612与外轮102的外轮内齿802之间的第一齿数差为1、并且第一内轮122的第二排第一内轮齿614与第一法兰体104的第一法兰体齿406之间的第二齿数差也为1为例进行描述第二级速比i2:
第一排第一内轮齿612的齿数为Z1,外轮内齿802的齿数为Z2,其中,Z2-Z1=1。第一排变速的速比为i21。i21满足:
Figure BDA0002550887780000121
第二排第一内轮齿614的齿数为Z3,第一法兰体齿406的齿数为Z4,其中,Z4-Z3=1。第二排变速的速比为i22。i22满足:
Figure BDA0002550887780000122
传动机构100的第二级速比i2为:
Figure BDA0002550887780000123
对于第二级变速来说,就可以实现较大范围的速比。作为一个示例,当Z1=60,Z2=61,Z3=50并且Z4=51时,i2=340。作为另一个示例,当Z1=199,Z2=200,Z3=197并且Z4=198时,i2=39402。
传动机构100的总速比i满足:
i=i1×i2。
传动机构100的总速比i的范围可以非常大。
作为一个示例,当C1=15,C2=75,Z1=60,Z2=61,Z3=50并且Z4=51时,i=1700。作为另一个示例,当C1=15,C2=75,Z1=199,Z2=200,Z3=197并且Z4=198时,i=197010。
第五,本申请的传动机构100的结构紧凑,外轮廓简洁。具体来说,传动机构100中的偏心轴212、第一内轮122、第二内轮124、第一连接凸台402、第二连接凸台502、第一法兰体104的第一法兰体齿406和第二法兰体106的第二法兰体齿506都设置在外轮102的容纳空间812内。这样,上述各部件均能得到外轮102的支撑,以保证运行稳定。此外,从传动机构100的外侧只能看到外轮102、第一法兰体104和第二法兰体106,以使得外轮廓简洁、美观。
尽管本文中仅对本申请的一些特征进行了图示和描述,但是对本领域技术人员来说可以进行多种改进和变化。因此应该理解,所附的权利要求旨在覆盖所有落入本申请实质精神范围内的上述改进和变化。

Claims (10)

1.一种传动机构(100),其特征在于包括:
外轮(102),所述外轮(102)的内边缘形成容纳空间(812),并且所述外轮(102)的内边缘上设有外轮内齿(802),所述外轮(102)具有外轮中心轴线(O);
第一内轮(122),所述第一内轮(122)的外边缘上设有并排布置的第一排第一内轮齿(612)和第二排第一内轮齿(614),所述第一排第一内轮齿(612)容纳在所述外轮(102)的容纳空间中并能够与所述外轮内齿(802)相啮合,所述第一内轮(122)具有第一内轮中心轴线(N1),所述第一内轮中心轴线(N1)相对于所述外轮中心轴线(O)偏心布置,并且所述第一内轮(122)能够围绕所述外轮中心轴线(O)偏心旋转;
第二内轮(124),所述第二内轮(124)布置在所述第一内轮(122)的第一侧,所述第二内轮(124)的外边缘上设有并排布置的第一排第二内轮齿(712)和第二排第二内轮齿(714),所述第一排第二内轮齿(712)容纳在所述外轮(102)的容纳空间中并能够与所述外轮内齿(802)相啮合,所述第二内轮(124)具有第二内轮中心轴线(N2),所述第二内轮中心轴线(N2)相对于所述外轮中心轴线(O)偏心布置,并且所述第二内轮(124)能够围绕所述外轮中心轴线(O)偏心旋转;
第一法兰体(104),所述第一法兰体(104)布置在所述第一内轮(122)的与所述第一侧相反的第二侧,所述第一法兰体(104)包括第一法兰体齿(406),所述第一法兰体齿(406)能够与所述第二排第一内轮齿(614)相啮合;以及
第二法兰体(106),所述第二法兰体(106)与所述第一内轮(122)分别布置在所述第二内轮(124)的两侧,所述第二法兰体(106)包括第二法兰体齿(506),所述第二法兰体齿(506)能够与所述第二排第二内轮齿(714)相啮合,所述第一法兰体(104)与所述第二法兰体(106)刚性连接,以使得所述第一法兰体(104)与所述第二法兰体(106)能够一同旋转。
2.根据权利要求1所述的传动机构(100),其特征在于:
所述外轮(102)的外轮内齿(802)与所述第一内轮(122)的第一排第一内轮齿(612)具有第一齿数差,并且所述外轮(102)的外轮内齿(802)与所述第二内轮(124)的第一排第二内轮齿(712)也具有第一齿数差。
3.根据权利要求1所述的传动机构(100),其特征在于:
所述第一法兰体齿(406)与所述第二排第一内轮齿(614)具有第二齿数差,并且所述第二法兰体齿(506)与所述第二排第二内轮齿(714)具有第二齿数差。
4.根据权利要求1所述的传动机构(100),其特征在于:
所述第一排第一内轮齿(612)和第二排第一内轮齿(614)设置在所述第一内轮(122)的具有不同直径的外边缘处;
所述第一排第二内轮齿(712)和第二排第二内轮齿(714)设置在所述第二内轮(124)的具有不同直径的外边缘处。
5.根据权利要求1所述的传动机构(100),其特征在于:
所述第一排第一内轮齿(612)和所述第二排第一内轮齿(614)具有不同的齿数;
所述第一排第二内轮齿(712)和所述第二排第二内轮齿(714)具有不同的齿数。
6.根据权利要求1所述的传动机构(100),其特征在于还包括:
偏心轴(212),所述偏心轴(212)为中空轴,所述偏心轴(212)的外周设有第一偏心部(304)和第二偏心部(306),所述第一内轮(122)围绕所述第一偏心部(304)设置,所述第二内轮(124)围绕所述第二偏心部(306)设置;以及
连接部件(108),所述连接部件(108)与所述第一法兰体(104)和所述第二法兰体(106)刚性连接,并且所述连接部件(108)穿过所述偏心轴(212)的中空部分将所述第一法兰体(104)与所述第二法兰体(106)刚性连接在一起。
7.根据权利要求6所述的传动机构(100),其特征在于:
所述连接部件(108)包括从所述第一法兰体(104)延伸出的第一连接凸台(402)和从所述第二法兰体(106)延伸出的第二连接凸台(502)以及紧固件(902);
所述第一连接凸台(402)和第二连接凸台(502)延伸进入所述偏心轴(212)的中空部分,并且所述紧固件(902)能够将所述第一连接凸台(402)和所述第二连接凸台(502)相互连接。
8.根据权利要求6所述的传动机构(100),其特征在于:
所述连接部件(108)还包括定位件(904),所述定位件(904)能够将所述第一连接凸台(402)和所述第二连接凸台(502)相互定位。
9.根据权利要求7所述的传动机构(100),其特征在于:
所述第一连接凸台(402)与所述第一法兰体(104)一体形成,所述第二连接凸台(502)与所述第二法兰体(106)一体形成。
10.根据权利要求1所述的传动机构(100),其特征在于:
所述第一法兰体齿(406)和所述第二法兰体齿(506)设置在所述外轮(102)的所述容纳空间(812)内。
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