CN113357319A - 一种对称激波活齿减速器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种对称激波活齿减速器，包括壳体，所述壳体两端分别设置有输入法兰、输出法兰，所述输入法兰内设置有轴承Ⅰ，且轴承Ⅰ内圈设置有输入轴，所述输入轴一端部分外露于输入法兰外、另一端偏心设置并延伸至壳体内部，输入轴位于壳体内的偏心段外周套设有轴承Ⅱ，所述轴承Ⅱ外周套设有行星轮，所述行星轮外周与壳体之间设置有柔轮以及多个滚动体Ⅰ，所述滚动体Ⅰ在所述柔轮与所述壳体之间的间隙内围绕所述柔轮设置；所述柔轮靠近输入轴一侧设置有位于输入轴上的输出轴以及多个滚动体Ⅱ，所述滚动体Ⅱ在所述输出轴与所述柔轮的间隙内围绕所述输出轴设置；本发明对称激波活齿减速器参与啮合的齿对数较多，承载能力强，传动效率高。

Description

一种对称激波活齿减速器
技术领域
本发明涉及一种机械传动技术领域，尤其涉及一种对称激波活齿减速器。
背景技术
减速器是机械工业中重要的组成部分，其传动性能直接影响机械的生产效率、工作性能和产品质量。现代高精密传动机构承载能力有限，其传动性能必然受到影响，不能同时满足工业生产中对传动精度和承载能力的要求。
专利CN201610089149.0公开了一种滚柱活齿减速器，包括输入轴、输出轴、壳体、圆柱滚子和前端盖，输入轴与前端盖转动连接，还包括回转支承，前端盖与回转支承的外圈固定连接，输出轴与回转支承的内圈固定连接，采用本结构的滚柱活齿减速器对太阳能方位角进行追综，由于滚柱活齿减速机为多齿啮合传动。
专利CN201911417948.6公开了一种复合滚柱活齿减速器，由激波器输入轴、活齿架输出轴、输入轴端盖、中心轮、输出轴端盖、叶轮、叶轮端盖、滚柱套筒、芳纶弹性体等组成。当海水从转动轴与端盖处的间隙渗入减速器内部时，整个减速器装置可以实现三重轴端水下动密封，尽可能的保护了减速器核心零件免受海水的侵蚀；用复合滚柱替代实心滚柱增大了滚柱受载时的变形，减小了接触应力，提高了减速器的整体性能和使用寿命。
上述结构不能减小噪音且承载能力不够强，本发明对称激波活齿减速器能实现精密传动，参与啮合的齿对数较多，结构紧凑、承载能力强，传动效率高，啮合面磨损率低、噪声小，具有很高的市场开放前景。
发明内容
为了解决上述技术中存在的不足之处，本发明提供一种对称激波活齿减速器，行星轮上加工多个齿，柔轮内、外圆柱面均加工有多个齿，壳体加工有多个内齿，输出轴加工有多个外齿，啮合副均可达到多齿啮合的状态。对称激波活齿减速器结构简单、紧凑、承载能力强、效率高，能实现精密传动。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种对称激波活齿减速器，包括壳体，所述壳体两端分别设置有输入法兰、输出法兰，所述输入法兰内设置有轴承Ⅰ，且轴承Ⅰ内圈设置有输入轴，所述输入轴的一端部分外露于输入法兰外、另一端偏心设置并延伸至壳体内部，输入轴位于壳体内的偏心段外周套设有轴承Ⅱ，所述轴承Ⅱ外周套设有行星轮，所述行星轮外周与壳体之间设置有柔轮以及多个滚动体Ⅰ，所述滚动体Ⅰ在所述柔轮与所述壳体之间的间隙内围绕所述柔轮设置；所述柔轮靠近输入轴一侧设置有位于输入轴上的输出轴以及多个滚动体Ⅱ，所述滚动体Ⅱ在所述输出轴与所述柔轮的间隙内围绕所述输出轴设置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输出法兰内圈设置有轴承Ⅳ，所述输出轴的一端外周与轴承Ⅳ内圈贴合，另一端位于输入轴上且内圈与位于输入轴上的轴承Ⅲ外圈贴合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述柔轮内圆柱面加工有n 1个圆弧槽齿，柔轮外圆柱面加工n 2个齿且均匀分布在外圆柱表面，所述壳体内圆柱面加工有n 2+1个圆弧槽齿；所述输出轴外圆柱面加工有n 1-1个齿且均匀分布在输出轴上，输出轴上齿的齿形由外摆线等距偏移线与曲线组成，所述柔轮固定于行星轮上且几何中心线与行星轮的几何中心线重合。
作为本发明的一种优选技术方案，所述柔轮内圆柱面加工有n 1个直径为d 1的圆弧槽齿，均匀分布于柔轮的内圆柱面上，直径为d 1的圆弧槽齿内安装有直径为d r 的滚动体Ⅱ，d r <d 1，所述输出轴上的齿与直径为d r 的滚动体Ⅱ啮合，输出轴上齿形为曲线的齿不与直径为d r 的滚动体Ⅱ啮合，所述滚动体Ⅱ在柔轮内圆柱面圆弧槽齿内的运动轨迹为圆弧，圆弧直径为d 1-d r ，输出轴上等距偏移距离为d r -d 1/2。
作为本发明的一种优选技术方案，所述壳体内圆柱面加工有n 2+1个直径为d 2的圆弧槽齿，圆弧槽齿内安装有直径为d w 的滚动体Ⅰ，d w <d 2，所述柔轮上齿形为外摆线、等距偏移线的齿与直径为d w 的滚动体Ⅰ啮合，所述柔轮上齿形为曲线的齿不与直径为d w 的滚动体Ⅰ啮合，所述滚动体Ⅰ在壳体内圆柱面圆弧槽齿内的运动轨迹为圆弧，圆弧直径为d 2-d w ，柔轮齿的等距偏移距离为d w –d 2/2。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输出轴外圆柱面加工有n 3个圆弧槽齿，所述柔轮内圆柱面加工有n 3+1个齿，该齿的齿形由内摆线、等距偏移线与曲线组成。
作为本发明的一种优选技术方案，所述输出轴外圆柱面加工有n 3个直径为d 3的圆弧槽齿且均匀分布在输出轴上，圆弧槽齿内安装有直径为d t 的滚动体Ⅱ，d t <d 3，所述柔轮内圆柱面n 3+1个齿均匀分布在柔轮上，所述柔轮内圆柱面齿上齿形为内摆线、等距偏移线的部分与直径为d t 的滚动体Ⅱ啮合，柔轮内圆柱面齿上齿形为曲线的齿不与直径为d t 的滚动体Ⅱ啮合，所述滚动体Ⅱ在柔轮内圆柱面的圆弧槽齿内运动轨迹为圆弧，圆弧直径为d 3-d t ，柔轮齿的等距偏移距离为d t –d 3/2。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1. 减速器为单输入轴结构，且不需要等速输出机构，结构简单、紧凑易于小型化；根据齿形生成原理，一周期内滚动体实时与柔轮齿形接触，一半的齿均参与啮合，实现承载能力强的目的；柔轮理论齿形等距偏移距离小于d r -d 1/2(d r 为滚动体直径，d 1为半圆孔直径)，使啮合副处于预紧，消除齿侧间隙，实现精密传动及长寿命的目的；圆弧槽齿直径大于滚动体直径，使滚动体直径可以在圆弧槽齿内转动，实现滚动体与柔轮上齿的纯滚动接触，实现传动效率高、啮合面磨损率低、噪声小的目的。
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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
图1是本发明实施例一对称激波活齿减速器的结构示意图；
图2是本发明实施例一对称激波活齿减速器减速啮合的剖面图；
图1和图2的附图标记：1、壳体；2、输入法兰；3、输出法兰；4、轴承Ⅰ；5、输入轴；6、轴承Ⅱ；7、行星轮；8、轴承Ⅲ；9、柔轮；10、输出轴；11、滚动体Ⅰ；12、滚动体Ⅱ；13、轴承Ⅳ。
图3是本发明实施例二对称激波活齿减速器的结构示意图；
图4是本发明实施例二对称激波活齿减速器减速啮合的剖面图。
图3和图4的附图标记：14、壳体；15、输入法兰；16、输出法兰；17、轴承Ⅰ；18、输入轴；19、轴承Ⅱ；20、行星轮；21、轴承Ⅲ；22、柔轮；23、输出轴；24、滚动体Ⅰ；25、滚动体Ⅱ；26、轴承Ⅳ。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
实施例一
如图1、2所示的一种对称激波活齿减速器，包括壳体1，壳体1两端分别设置有输入法兰2、输出法兰3，输入法兰2内设置有轴承Ⅰ4，且轴承Ⅰ4内圈设置有输入轴5，输入轴5一端部分外露于输入法兰2外、另一端偏心设置并延伸至壳体1内部，输入轴5位于壳体1内的偏心段外周套设有轴承Ⅱ6，偏心距为0.8mm，轴承Ⅱ6外周套设有行星轮7，行星轮7外周与壳体1之间设置有柔轮9以及多个滚动体Ⅰ11，滚动体Ⅰ11在柔轮9与壳体1之间的间隙内围绕柔轮9设置；柔轮9靠近输入轴5一侧设置有位于输入轴5上的输出轴10以及多个滚动体Ⅱ12，滚动体Ⅱ12在输出轴10与柔轮9的间隙内围绕输出轴10设置，输出法兰3内圈设置有轴承Ⅳ13，输出轴10的一端外周与轴承Ⅳ13内圈贴合，另一端位于输入轴5上且内圈与位于输入轴5上的轴承Ⅲ8外圈贴合，柔轮9与行星轮7为一体件或者分体设置，本发明中柔轮9与行星轮7为分体设置，从而降低加工难度，装配时柔轮9的内圆柱面与行星轮7的外圆柱面贴合形成过盈配合。
柔轮9内圆柱面加工内齿，柔轮9几何中心线与行星轮7几何中心线重合，柔轮9内圆柱面加工有29个圆弧槽齿，柔轮9外圆柱面加工有29个齿，柔轮9外圆柱面齿的齿形由外摆线、等距偏移线与曲线组成，壳体1内圆柱面加工有30个圆弧槽齿，输出轴10外圆柱面加工有28个齿，输出轴10外圆柱面齿的齿形由外摆线等距偏移线与曲线组成，等距偏移距离为1.45mm。
柔轮9内圆柱面加工有29个直径为3.1mm的圆弧槽齿，均匀分布在柔轮9内圆柱面直径为51.9mm的圆上，圆弧槽内安装有直径为3mm的滚动体Ⅱ12，输出轴10外圆柱面28个齿均匀分布在输出轴10上，输出轴10上齿形为外摆线、等距偏移线的齿与直径为3mm的滚动体Ⅱ12啮合，输出轴10上齿形为曲线的齿不与滚动体Ⅱ12啮合，滚动体Ⅱ12在柔轮9内圆柱面圆弧槽齿内的运动轨迹为圆弧，圆弧直径为0.1mm。
柔轮9外圆柱面29个齿均匀分布在外圆柱表面，壳体1内圆柱面加工有30个直径为3.06mm的圆弧槽齿且均匀分布在壳体1内圆柱面直径为61.94mm的圆上，圆弧槽内安装有直径为3mm的滚动体Ⅰ11，柔轮9上齿形为外摆线、等距偏移线的齿与直径为3mm的滚动体Ⅰ11啮合，等距偏移距离为1.47mm，柔轮9上齿形为曲线的齿不与滚动体Ⅰ11啮合，滚动体Ⅰ11在柔轮9内圆柱面圆弧槽齿内的运动轨迹为圆弧，圆弧直径为0.06mm。
输入轴5旋转，通过轴承Ⅱ6带动行星轮7平动。柔轮9外圆柱面的齿推动滚动体Ⅰ11运动，滚动体Ⅰ11在壳体圆弧槽齿限制下在圆弧槽齿内运动，滚动体Ⅰ11推动行星轮7转动，本实施例中的滚动体Ⅰ11和滚动体Ⅱ12均为滚柱。
柔轮9通过内圆柱面圆弧槽带动滚动体Ⅱ12运动，滚动体Ⅱ12与输出轴10外圆柱面齿啮合，滚动体Ⅱ12推动输出轴10低速转动，滚动体Ⅱ12在柔轮9圆弧槽齿限制下在圆弧槽齿内运动。
传动比i=-14。
实施例二
如图3、4所示的一种对称激波活齿减速器，包括壳体14，壳体14两端分别设置有输入法兰15、输出法兰16，输入法兰16内设置有轴承Ⅰ17，且轴承Ⅰ17内圈设置有输入轴18，输入轴18一端部分外露于输入法兰15外、另一端偏心设置并延伸至壳体14内部，输入轴18的偏心段外周套设有轴承Ⅱ19，偏心距为0.8mm，轴承Ⅱ19外周套设有行星轮20，行星轮20外周与壳体14之间设置有柔轮22以及多个滚动体Ⅰ24，滚动体Ⅰ24在所述柔轮22与所述壳体14之间的间隙内围绕所述柔轮22设置；柔轮22靠近输入18一侧设置有位于输入轴Ⅱ18上的输出轴23以及多个滚动体Ⅱ25，滚动体Ⅱ25在所述输出轴23与所述柔轮22的间隙内围绕所述输出轴23设置，输出法兰16内圈设置有轴承Ⅳ26，输出轴23一端外周与轴承Ⅳ26内圈贴合，另一端位于输入轴18上且内圈与位于输入轴18上的轴承Ⅲ21外圈贴合，柔轮22与行星轮20为一体件或者分体设置，本发明中柔轮22与行星轮20为分体设置，降低加工难度，装配时柔轮22的内圆柱面与行星轮20的外圆柱面贴合形成过盈配合。
柔轮22内圆柱面加工内齿，柔轮22几何中心线与行星轮20几何中心线重合，柔轮22内圆柱面加工有29个齿，柔轮22内圆柱面齿的齿形由内摆线、等距偏移线与曲线组成，等距偏移距离为1.47mm。柔轮22外圆柱面加工29个齿，柔轮22外圆柱面齿的齿形由外摆线、等距偏移线与曲线组成，等距偏移距离为1.47mm。
壳体14内圆柱面加工有30个圆弧槽齿，壳体14内圆柱面圆弧槽直径为3.06mm，输出轴23外圆柱面加工有28个圆弧槽齿，输出轴23外圆柱面圆弧槽直径为3.06mm。
输出轴23外圆柱面加工有28个直径为3.06mm的圆弧槽齿，均匀分布在直径为52.06mm的圆上，圆弧槽内安装有直径为3mm的滚动体Ⅱ25，柔轮22内圆柱面29个齿均匀分布，柔轮22上齿形为内摆线、等距偏移线的齿与直径为3mm的滚动体Ⅱ25啮合，柔轮22上齿形为曲线的齿不与滚动体Ⅱ25啮合。滚动体Ⅱ25在输出轴23外圆柱面圆弧槽齿内的运动轨迹为圆弧，圆弧直径为0.06mm。
柔轮22外圆柱面29个齿均匀分布在外圆柱表面，壳体14内圆柱面30个直径为3.06mm的圆弧槽齿，30个圆弧槽齿均匀分布在直径为61.94mm的圆上，圆弧槽齿内安装有直径为3mm的滚动体Ⅰ24，柔轮22上齿形为内摆线、等距偏移线的齿与直径为3mm的滚动体Ⅰ24啮合，等距偏移距离为1.47mm，柔轮22上齿形为曲线的齿不与滚动体Ⅰ24啮合，滚动体Ⅰ24在柔轮22内圆柱面圆弧槽齿内的运动轨迹为圆弧，圆弧直径为0.06mm。
输入轴18旋转，通过轴承Ⅱ19带动行星轮20平动。柔轮22外圆柱面齿推动滚动体Ⅰ24运动，滚动体Ⅰ24在壳体14圆弧槽齿限制下在圆弧槽齿内运动，滚动体Ⅰ24推动行星轮20转动。
柔轮22通过内圆柱面齿推动滚动体Ⅱ25运动，滚动体Ⅱ25通过圆弧槽齿推动输出轴23低速转动，滚动体Ⅱ25在输出轴23圆弧槽齿限制下在圆弧槽齿内运动，本实施例中滚动体Ⅰ24和滚动体Ⅱ25均采用滚柱。

Claims (7)

1.一种对称激波活齿减速器，包括壳体，所述壳体两端分别设置有输入法兰、输出法兰，所述输入法兰内设置有轴承Ⅰ，且轴承Ⅰ内圈设置有输入轴，所述输入轴的一端部分外露于输入法兰外、另一端偏心设置并延伸至壳体内部，输入轴位于壳体内的偏心段外周套设有轴承Ⅱ，所述轴承Ⅱ外周套设有行星轮，其特征在于：所述行星轮外周与壳体之间设置有柔轮以及多个滚动体Ⅰ，所述滚动体Ⅰ在所述柔轮与所述壳体之间的间隙内围绕所述柔轮设置；所述柔轮靠近输入轴一侧设置有位于输入轴上的输出轴以及多个滚动体Ⅱ，所述滚动体Ⅱ在所述输出轴与所述柔轮的间隙内围绕所述输出轴设置。
2.根据权利要求1所述的对称激波活齿减速器，其特征在于：所述输出法兰内圈设置有轴承Ⅳ，所述输出轴的一端外周与轴承Ⅳ内圈贴合，另一端位于输入轴上且内圈与位于输入轴上的轴承Ⅲ外圈贴合。
3.根据权利要求1或2所述的对称激波活齿减速器，其特征在于：所述柔轮内圆柱面加工有n 1个圆弧槽齿，柔轮外圆柱面加工n 2个齿且均匀分布在外圆柱表面，所述壳体内圆柱面加工有n 2+1个圆弧槽齿；所述输出轴外圆柱面加工有n 1-1个齿且均匀分布在输出轴上，输出轴上齿的齿形由外摆线等距偏移线与曲线组成，所述柔轮固定于行星轮上且几何中心线与行星轮的几何中心线重合。
4.根据权利要求3所述的对称激波活齿减速器，其特征在于：所述柔轮内圆柱面加工有n 1个直径为d 1的圆弧槽齿，均匀分布于柔轮的内圆柱面上，直径为d 1的圆弧槽齿内安装有直径为d r 的滚动体Ⅱ，d r <d 1，所述输出轴上的齿与直径为d r 的滚动体Ⅱ啮合，输出轴上齿形为曲线的齿不与直径为d r 的滚动体Ⅱ啮合，所述滚动体Ⅱ在柔轮内圆柱面圆弧槽齿内的运动轨迹为圆弧，圆弧直径为d 1-d r ，输出轴上等距偏移距离为d r -d 1/2。
5.根据权利要求3所述的对称激波活齿减速器，其特征在于：所述壳体内圆柱面加工有n 2+1个直径为d 2的圆弧槽齿，圆弧槽齿内安装有直径为d w 的滚动体Ⅰ，d w <d 2，所述柔轮上齿形为外摆线、等距偏移线的齿与直径为d w 的滚动体Ⅰ啮合，所述柔轮上齿形为曲线的齿不与直径为d w 的滚动体Ⅰ啮合，所述滚动体Ⅰ在壳体内圆柱面圆弧槽齿内的运动轨迹为圆弧，圆弧直径为d 2-d w ，柔轮齿的等距偏移距离为d w –d 2/2。
6.根据权利要求1所述的对称激波活齿减速器，其特征在于：所述输出轴外圆柱面加工有n 3个圆弧槽齿，所述柔轮内圆柱面加工有n 3+1个齿，该齿的齿形由内摆线、等距偏移线与曲线组成。
7.根据权利要求6所述的对称激波活齿减速器，其特征在于：所述输出轴外圆柱面加工有n 3个直径为d 3的圆弧槽齿且均匀分布在输出轴上，圆弧槽齿内安装有直径为d t 的滚动体Ⅱ，d t <d 3，所述柔轮内圆柱面n 3+1个齿均匀分布在柔轮上，所述柔轮内圆柱面齿上齿形为内摆线、等距偏移线的部分与直径为d t 的滚动体Ⅱ啮合，柔轮内圆柱面齿上齿形为曲线的齿不与直径为d t 的滚动体Ⅱ啮合，所述滚动体Ⅱ在柔轮内圆柱面的圆弧槽齿内运动轨迹为圆弧，圆弧直径为d 3-d t ，柔轮齿的等距偏移距离为d t –d 3/2。
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