CN2035414U - 组合型行星减速装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种减速机构，它是在差动行星机构基础上，另设了二套由固接于输入轴上的三个轮中任意二个，与分别固接于太阳轮、转臂和内齿轮上的三个轮中的二个对应啮合构成的定轴传动机构。本实用新型变速范围宽广，传动比只需通过调整定轴轮系即可实现，而与行星机构无关，行星机构中的行星轮数可安排3～10个，承载能力大，传动平稳可靠，比同等规格的其它减速装置体积小，结构简单，适于大批量生产。

Description

这是一种用于机械变速过程的装置。

传统的行星传动机构原理如图1所示。它由太阳轮（2）、行星轮（4）、行星轮支架（转臂）（5）、内齿轮（3）等构成，当固定内齿轮（3），而使太阳轮（2）旋转时，行星轮（4）就旋转，且带动转臂（5）旋转，输出转臂（5）的转速，如此构成了太阳轮（2）与转臂（5）之间的减速关系。这种机构的缺点是减速比不能太大，一般不超过10，且减速比只与太阳轮（2），行星轮（4），内齿轮（3）的齿数相关，不同的减速比必须换用不同尺寸的太阳轮、内齿轮、行星轮及其转臂，显然这对于批量生产是不利的。其它如摆线针轮行星传动，少齿差行星传动、谐波齿轮传动等等，由于其传动比仅与啮合轮的齿数密切相关，变换传动比就必须更动两个或两个以上啮合轮的齿数，而这个啮合轮的加工与安装往往比较困难，所以对于多规格、多品种的大批量生产也是十分不利的。

本实用新型的目的在于提供一种变速范围广，且传动比调整容易，承载能力大，结构简单，便于大批量生产的减速装置。

本实用新型是在差动行星机构的基础上，另设了二套定轴传动机构，它们由固接于输入轴（Ⅰ）上的轮（8）、轮（9）、轮（10）中的任意二个，与固接于太阳轮（2）上的轮（7）、固接于行星轮支架（5）上的轮（6）、固接于内齿轮（3）上的轮（1）中的二个对应啮合构成。

当图1的行星机构中的内齿轮（3）可围绕中心轴旋转时，则该机构即成为差动行星机构。本实用新型在差动行星机构中的内齿轮（3）上固装了轮（1），在行星轮支架（5）上固装了轮（6），它们可以在轴（Ⅱ）上转动，与此相应，在另一根轴［即输入轴（Ⅰ）］上固装了轮（10）、轮（9），当利用某种传动形式（图2所示为标准滚子链传动）使输入轴（Ⅰ）上的轮（10）、轮（9）分别与差动机构上的轮（1）、轮（6）对应啮合，且Ⅰ轴作为输入轴旋转时，则轮（6）、轮（1）分别带动行星轮支架（5）、内齿轮（3）旋转，此时由于行星轮（4）既自转、也公转，其差值就使得太阳轮（2）旋转，如此即构成了输入轴（Ⅰ）与太阳轮（2）之间的变速传动关系。同理，当在输入轴（Ⅰ）上固装轮（8），在太阳轮（2）上固装轮（7）（或通过轴Ⅱ），同时使轮（8）与轮（7），轮（9）与轮（6）对应啮合，而输出内齿轮（3）的转速；或者使轮（8）与轮（7）、轮（10）与轮（1）对应啮合而输出行星轮支架（5）的转速，则即构成了本实用新型机构的另二种组合和输出方式。这三种定轴传动的组合和输出关系，分别称之为方式A［轮（7）与轮（8）去掉不用］，方式B［轮（10）与轮（1）去掉不用］，方式C［轮（6）与轮（9）去掉不用］。设太阳轮（2）、内齿轮（3）的齿数分别为Z₂、Z₃，轮（1）、（6）、（7）、（8）、（9）、（10）的齿数分别为Z₁、Z₆、Z₇、Z₈、Z₉、Z₁₀，则三种方式的传动比关系如下：

${\mathrm{方式A：i}}_{\mathrm{2I}}=\frac{{\omega }_2}{{\omega }_I}\mathrm{=(1+}\frac{Z_3}{Z_2})\frac{Z_9}{Z_6}-\frac{{\mathrm{K\; ·\; Z}}_3}{Z_2}\frac{Z_{\mathrm{10}}}{Z_1}\mathrm{(ⅰ)}$

${\mathrm{方式B：i}}_{\mathrm{3I}}=\frac{{\omega }_3}{{\omega }_I}\mathrm{=(1+}\frac{Z_2}{Z_3})\frac{Z_9}{Z_6}-\frac{{\mathrm{K\; ·\; Z}}_2}{Z_3}\frac{Z_6}{Z_7}\mathrm{(ⅱ)}$

${\mathrm{方式C：i}}_{\mathrm{5I}}=\frac{{\omega }_5}{{\omega }_I}\mathrm{=(}\frac{Z_6}{Z_7}+\frac{{\mathrm{K\; ·\; Z}}_3}{Z_2}·\frac{Z_{\mathrm{10}}}{Z_1}\mathrm{)/(1+}\frac{Z_3}{Z_2}\mathrm{)\; (ⅲ)}$

在公式（i）、（ii）、（iii）中，当轮（7）、轮（6）、轮（1）中的两个轮转向相同时，K＝1；转向相反时，K＝－1。

由上可见，本实用新型的机构由两部分机构组成，一部分为差动行星机构，即由太阳轮（2），内齿轮（3）、行星轮（4）、行星轮支架（5）构成的行星机构；另一部分为调配机构，即两套同时啮合的定轴传动机构。由于是后一部分提供了前一部分中二个构件的不同转速，并由这二个构件的转速差实现了第三个构件的变速运动，所以说调配机构是构成本实用新型的关键。这也是区别于其它传动机构的主要特征。

调配机构中的二套定轴传动机构，可以采用链条传动、皮带传动、齿轮传动、或者它们的混合传动方式。成批生产时，以链传动方式最为适宜，这是因为链条的长度可以适当调整，当需要不同的传动比而换用不同的链轮齿数时，只要改变链条的长度，而无需改变中心距即可解决，这对于批量生产是有利的。

本实用新型可采用较大的太阳轮（2）与内齿轮（3）的齿数比例，这样则可容纳较多的行星轮的个数，即可取太阳轮（2）与内齿轮（3）的齿数比为1／2～2／3，取行星轮（4）的个数为3～10，这与普通行星机构相比，相当于可增加啮合的重迭齿数一倍以上，也就增大了承载能力和传动平稳性，提高了可靠性和工作寿命。由于利用转速差实现减速，故减速比只与行星机构中的任意两个构件的相对转速差和相对尺寸差（或齿数差）相关，而与它们的绝对转速和绝对尺寸（齿数）无关，即传动比可仅由定轴传动机构中两对轮子的齿数比来决定，而与差动行星机构无关，这就使难以加工和安装的太阳轮（2）、内齿轮（3）、行星轮（4）及行星轮支架（5）等构件容易规格统一，适宜进行批量化生产。本实用新型的变速范围极其宽广，假设定轴传动机构中每个轮子可选择20种齿数，则减速比将可达16万种变化，所以只要取得相应的轮子的齿数，本实用新型几乎可满足用户随意提出的任何一种传动比要求，而且成本也几乎没什么增加，这对扩大产品销路是非常有意义的。本实用新型与同等规格的其它减速装置相比，体积小，结构简单。

本实用新型的优点是：

1.传动比可仅由定轴传动机构中两对轮子的齿数比决定，使难以加工和安装的太阳轮（2）、内齿轮（3）、行星轮（4）及行星轮支架（5）等构件易于规格划一，便于批量化生产。

2.变速范围十分宽广，且改变传动比容易，只需更换定轴传动机构中一个或几个轮子的齿数即可实现，而制造成本几乎没有任何增加。

3.可增加行星轮（4）的个数而传动比不受影响，故其重迭齿数可比普通行星机构啮合的重迭齿数增加一倍以上，承载能力、传动平稳性，可靠性和工作寿命均得到提高。

实施例：

本实用新型的一个实施例如图3所示，这个实施例的组合与输出方式符合前述的方式A，即在输入轴（Ⅰ）上固接着链轮（9）、链轮（10），在Ⅱ轴上以花键联接着太阳轮（2），行星轮支架（5）与链轮（6）、内齿轮（3）与链轮（1）分别用骑缝螺钉（11）、（14）进行固接，它们通过滚动轴承可以在Ⅱ轴上转动，轮（9）与轮（6）之间、轮（10）与轮（1）之间以标准滚子链作为啮合传动件。考虑到加大太阳轮与内齿轮的齿数比例，以增加行星轮的个数，行星轮（4）与行星轮支架（5）的支撑轴（12）之间以滑动轴承方式联接，件（13）为耐磨的滑动轴承体。太阳轮（2）的齿数Z₂、内齿轮（3）的齿数Z₃、行星轮（4）的齿数Z₄分别选择为40、74、17，其它链轮（1）、（6）、（9）、（10）的齿数分别为45、45、20、31，则减速比为128，行星轮个数为6个。

附图说明：

图1是行星机构示意图

2－太阳轮；3－内齿轮；4－行星轮；5－行星轮支架（转臂）。

图2是组合型行星减速装置的原理示意图。

1－与内齿轮固接的轮；2－太阳轮；3－内齿轮；4－行星轮；5－行星轮支架（转臂）；6－与行星轮支架固接的轮；7－与太阳轮固接的轮（图中通过轴Ⅱ实现）；8－与轮（7）对应啮合的轮；9－与轮（6）对应啮合的轮；（10）－与轮（1）对应啮合的轮；Ⅰ－输入轴；Ⅱ－与太阳轮固联的轴（图中作为输出轴）。

图3是组合型行星减速装置的装配图

11、14－骑缝螺钉；12－行星轮支承轴；13－滑动轴承体；15－滚子链。

Claims (4)

1、一种由太阳轮(2)、内齿轮(3)、行星轮(4)和行星轮支架(5)组成的行星减速装置，其特征在于固接于输入轴(I)上的轮(8)、轮(9)、轮(10)中的任意二个，与固接于太阳轮(2)上的轮(7)，固接于行星轮支架(5)上的轮(6)，固接于内齿轮(3)上的轮(1)中的二个对应啮合。

2、按权利要求1所述的行星减速装置，其特征在于有三种组合方式，方式A：为固接于输入轴（Ⅰ）上的轮（10）、轮（9）分别与固接于内齿轮（3）上的轮（1）及固接于转臂（5）上的轮（6）对应啮合，输出太阳轮（2）转速；方式B：为固接于输入轴（Ⅰ）上的轮（9）、轮（8）分别与固接于转臂（5）上的轮（6）、固接于太阳轮（2）上的轮（7）对应啮合，输出内齿轮（3）的转速；方式C：为固接于输入轴（Ⅰ）上的轮（8）、轮（10）分别与固接于太阳轮（2）上的轮（7）、固接于内齿轮（3）上的轮（1）对应啮合，输出行星轮转臂（5）的转速。

3、按权利要求2所述的行星减速装置，其特征在于所述的三种组合方式其传动比分别由下列公式确定：

${\mathrm{方式A：i}}_{\mathrm{2I}}=\frac{{\omega }_2}{{\omega }_I}\mathrm{=(1+}\frac{Z_3}{Z_2})\frac{Z_9}{Z_6}-\frac{{\mathrm{K\; ·\; Z}}_3}{Z_2}\frac{Z_{\mathrm{10}}}{Z_1}$

${\mathrm{方式B：i}}_{\mathrm{3I}}=\frac{{\omega }_3}{{\omega }_I}\mathrm{=(1+}\frac{Z_2}{Z_3})\frac{Z_9}{Z_6}-\frac{{\mathrm{K\; ·\; Z}}_2}{Z_3}\frac{Z_6}{Z_7}$

${\mathrm{方式C：i}}_{\mathrm{5I}}=\frac{{\omega }_5}{{\omega }_I}\mathrm{=(}\frac{Z_6}{Z_7}+\frac{{\mathrm{K\; ·\; Z}}_3}{Z_2}·\frac{Z_{\mathrm{10}}}{Z_1}\mathrm{)/(1+}\frac{Z_3}{Z_2})$

4、按权利要求1所述的行星减速装置，其特征在于定轴传动可采用链传动、皮带传动、齿轮传动或它们的混合传动。

Images