專利名稱：一種新結構的內嚙合行星傳動裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及齒輪傳動裝置，具體涉及到以多曲柄滾動星輪作為轉動傳遞機構的內嚙合行星傳動裝置。
本發明人在專利申請號為88105740.1的文件中公開了以曲拐式滾動星輪作為轉動傳遞機構的少齒差行星傳動裝置，它明顯優于銷軸銷套作轉動傳遞機構，但是曲拐上的滾動軸承受力狀況仍然影響其承受重載時保持高的使用壽命;在US4，656，891號專利文獻中敘述了用兩個雙曲柄的滾動星輪作為轉動傳遞機構，該裝置是由輸入軸上的中心輪同時與兩個外齒輪嚙合，外齒輪分別裝在雙曲柄星輪軸上，通過曲柄上的軸承同時驅動兩個行星齒輪，因此該曲柄星輪不僅作轉動傳遞機構，同時還承受齒輪副的徑向分力，載荷過于集中，使承載能力受到限制。
本發明旨在克服上述不足，從而提供一種能承受重載且軸承受力較理想的新結構的內嚙合行星傳動裝置。
本發明的傳動裝置是采用具有軸伸并在軸伸上裝有支承盤的多曲柄滾動星輪作為轉動傳遞機構和通過輸入軸的多曲柄上裝有多個結構和技術參數相同的行星齒輪交錯180°同時與一個內齒輪相嚙合形成力分流和均衡來實現的。
下面結合附圖詳述本發明

圖1采用雙曲柄滾動星輪作轉動傳遞機構并帶有平衡器的星輪減速器結構原理圖;
圖2采用三曲柄的滾動星輪作轉動傳遞機構的星輪減速器結構原理圖;
圖3采用雙曲柄滾動星輪作轉動傳遞機構的星輪減速器結構圖;
圖4是圖3的K向剖視圖。
圖5采用雙曲柄滾動星輪作轉動傳遞機構的側裝式星輪減速器結構圖。
圖1所示本發明的基本結構主要由內齒輪〔1〕、行星齒輪〔2〕、輸入軸〔3〕、右支承盤〔4〕、支承軸〔5〕、曲柄〔6〕、左支承盤〔7〕、平衡器〔8〕、輸出軸〔9〕、曲柄星輪〔10〕和機殼〔11〕構成，輸入軸〔3〕為帶有多個(圖1為兩個、圖2為三個)曲柄〔6〕的軸，多個曲柄〔6〕按偏心交錯180°設置，多個曲柄〔6〕的偏心距a相同，輸入軸〔3〕與輸出軸〔9〕同軸并分別用滾動軸承支承于機殼〔11〕及軸承座的內孔中(參見圖3、圖5)，輸入軸〔3〕的多個曲柄〔6〕上分別通過相同規格的滾動軸承(亦稱轉臂軸承)安裝著多個結構和技術參數完全相同的、齒數為偶數的行星齒輪〔2〕，這樣便可使多個行星齒輪〔2〕以偏心交錯180°對稱地與固緊于機殼〔11〕上的、齒數為偶數的一個內齒輪〔1〕同步內嚙合，達到輸入軸〔3〕上的徑向力分流之目的，輸入軸〔3〕上、多個行星齒輪〔2〕的兩外側裝有兩個雙向平衡器〔8〕，以使其在運動時產生一對力偶來平衡行星齒輪組件產生的軸向傾覆力矩，設計平衡器〔8〕的計算公式為Fo×L＝F×Q式中Fo-平衡器構件所產生的離心力;
F-每個行星齒輪組件所產生的離心力、L-兩個平衡器構件重心之距離、Q-行星齒輪組件重心之軸向距離，當多個行星齒輪〔2〕為兩個以上時(參見圖2)，兩外側的行星齒輪組件形成雙向平衡系統，從而可取消平衡器〔8〕;行星齒輪〔2〕上有分布圓直徑為Dz的n個等分孔，n個曲柄星輪〔10〕的多個曲柄分別通過滾動軸承裝在多個行星齒輪〔2〕上的n個等分孔中，曲柄星輪〔10〕上的曲柄偏心交錯180°設置，其偏心距a與輸入軸〔3〕上的曲柄〔6〕的偏心距a相等，曲柄星輪〔10〕兩端具有軸伸，兩軸伸分別通過滾動軸承裝于右支承盤〔4〕和左支承盤〔7〕的與行星齒輪〔2〕相同的分布圓直徑為Dz的均布之孔中，上述安裝曲柄星輪〔10〕之軸承的孔直徑相同，行星齒輪〔2〕和右支承盤〔4〕、左支承盤〔7〕上還有與分布圓直徑為Dz的孔交錯對稱設置的分布圓直徑為Dx的n個孔，n個支承軸〔5〕分別穿過多個行星齒輪〔2〕上分布圓直徑為Dx的n個通孔，而支承軸〔5〕的兩端軸頸分別插入右支承盤〔4〕和左支承盤〔7〕上分布圓直徑為Dx的孔中，將兩個支承盤緊固為整體，行星齒輪〔2〕和右支承盤〔4〕、左支承盤〔7〕上安裝n個支承軸〔5〕的孔之分布圓直徑Dx大于安裝n個曲柄星輪〔10〕的孔之分布圓直徑Dz，為避免干涉，行星齒輪〔2〕上分布圓直徑為Dx的n個孔之直徑D應大于穿過上述孔的支承軸〔5〕之直徑d與兩倍偏心距a之和，即D＞d+2a(參見圖4)，上述結構使曲柄星輪〔4〕上的軸承受力情況較為理想。本發明的傳動裝置工作時，運動從輸入軸〔3〕輸入，通過偏心曲柄〔6〕和其上的滾動軸承推動行星齒輪〔2〕，行星齒輪〔2〕與內齒輪〔1〕相嚙合，使得行星齒輪〔2〕產生公轉和自轉，行星齒輪〔2〕又帶動曲柄星輪〔10〕作自轉與公轉，它又通過兩端軸伸上的滾動軸承將自轉運動傳遞給右支承盤〔4〕和左支承盤〔7〕，當右支承盤〔7〕與輸出軸〔9〕固為一體時，內齒輪〔1〕與機殼〔11〕固緊在一起，機殼〔11〕固定，則支承盤上的軸承推動輸出軸〔9〕作自轉運動，從而將減速后的運動輸出，此為行星齒輪輸出型式;反之，如果輸出軸〔9〕固定，機殼〔11〕不固定，則內齒輪〔1〕帶動機殼〔11〕一起轉動，此時行星齒輪〔2〕只作公轉不作自轉，從而形成內齒輪輸出型式;本發明傳動裝置中亦可將內齒輪〔1〕與輸出軸〔9〕固為一體，而支承盤〔4〕與固定的機殼〔11〕固緊在一起，則形成內齒輪輸出的型式。
圖2所示是圖1的一種變異，取消了平衡器〔8〕，其曲柄星輪〔15〕具有三段曲柄，輸入軸〔12〕上亦有三段曲柄，中間一段曲柄裝兩個行星齒輪〔2〕，左右兩段曲柄〔6〕各裝一個行星齒輪〔2〕，亦可將四個行星齒輪〔2〕之中間的兩個合并為一個寬度等于原兩個的行星齒輪，左支承盤〔7〕與右支承盤〔4〕通過支承軸〔14〕緊固成整體并與輸出軸〔9〕固為一體，四個行星齒輪〔2〕交錯180°同時與固于機殼〔13〕上的一個內齒輪〔16〕相嚙合，其余與圖1相同。根據使用需要還可以是三個以上曲柄、四個以上行星齒輪的多個曲柄的星輪和多個行星齒輪的結構，其原理同前述。
本發明的內嚙合齒輪副可以是漸開線齒輪副，亦可以是擺線齒輪副或圓弧齒輪副。
本發明的傳動裝置之動力輸入軸串聯其它構件便可組成各種需要的減速器或增速器，如串聯電機則成為電機直聯型減速馬達;串聯小型號星輪減速器則成為雙級傳動的星輪減速器;串聯由太陽輪、行星齒輪和內齒輪組成的NGW行星機構則成為另一種雙級傳動的星輪減速器;串聯一對傘齒輪則變成垂直輸出的星輪減速器;串聯一對蝸輪副則變成垂直輸出且能自鎖的星輪減速器;串聯一對圓柱齒輪則變成輸入輸出不同軸的星輪減速器等。
本發明目前已設計了產品中心高從80～1000毫米的21個機型，其傳遞扭矩最大為100頓·米，傳遞功率1000瓩以上。
本發明的優點1.同類產品中，承受重載的能力關鍵在于受力的均衡，本發明采用支承盤使轉動傳遞機構的軸承受力得到較理想的均衡，又在輸入軸上設置平衡器或利用多個行星齒輪交錯180°同時與一個內齒輪嚙合來達到力分流和均衡，使得本裝置的承載能力比已知技術提高約1/2;
2.由于力的均衡，相應軸承使用壽命延長;
3.由于力的均衡，本裝置在高速輸入時傳動平穩、噪聲低;
4.行星齒輪與內齒輪為偶數齒，成組加工工藝性好，易于保證傳動精度;
5.行星齒輪上穿過支承軸的孔與安裝曲柄星輪的孔為交錯對稱設置，充分利用了行星齒輪的面積，使得裝置的徑向尺寸沒有增加，軸向尺寸增加不大。
實施例1(參見附圖3和4)6個雙曲柄星輪〔19〕的兩曲柄上裝有滾動軸承〔18〕，它們分別套入兩個行星齒輪〔42〕上的分布圓直徑為Dz的6個等分孔中，曲柄星輪〔19〕的兩軸端裝有滾動軸承〔17〕并分別套入左支承盤〔39〕和右支承盤〔43〕的分布圓直徑亦為Dz的等分孔中，然后用擋圈〔37〕、〔21〕擋住軸承外圈使之軸向定位;內齒輪〔41〕用螺栓緊固在機殼〔40〕上;兩個行星齒輪〔42〕的中心孔中均裝有滾動軸承〔20〕并分別安裝在兩個交錯180°的偏心套〔26〕(即曲柄)上，偏心套〔26〕的偏心距為a，用鍵〔25〕將偏心套〔26〕套裝在輸入軸〔24〕的軸頸上，輸入軸〔24〕的一端用滾動軸承〔23〕支承在軸承座〔28〕的孔中，另一端用滾動軸承〔35〕支承在輸出軸〔32〕的內孔中，輸入軸〔24〕上行星齒輪〔42〕的外側還裝有平衡器〔34〕和平衡盤〔22〕;輸出軸〔32〕用滾動軸承〔33〕、〔36〕支承在機殼〔40〕的兩個內孔中并用擋圈〔38〕對軸承〔36〕外圈進行軸向定位，機殼〔40〕固定，直徑為d的六根支承軸〔29〕的左端軸頸分別緊固在左支承盤〔39〕上分布圓直徑為Dx的等分孔中，支承軸〔29〕的右端軸頸穿過行星齒輪〔42〕上分布圓直徑為Dx的通孔D(Dx＞Dz，D＞d+2a)再用漲套〔30〕與右支承盤〔43〕緊固連接，漲套〔30〕用螺栓〔27〕擰緊，這樣兩個支承盤〔39〕、〔43〕通過六根支承軸〔29〕緊固成了一個整體，將左支承盤〔39〕用鍵〔31〕與輸出軸緊固聯結，本裝置就成為行星齒輪輸出的型式;本實施例中的兩個行星齒輪〔42〕交錯180°與一個內齒輪〔41〕同步嚙合的齒輪副是漸開線齒輪副。
實施例2(參見圖5)本實用例為側裝式傳動裝置，與上例的區別在于輸出軸〔44〕上的一個滾動軸承〔33〕安裝在機座〔45〕的內孔中，由于支承盤與輸出軸〔44〕緊固成整體，加之機座〔45〕是側裝比較穩固，所以可將輸出軸〔44〕上的另一個軸承〔36〕分裝在右支承盤〔43〕上位于軸承座〔28〕的內孔中，這樣可以較大地縮短軸向尺寸。
權利要求
1.一種新結構的內嚙合行星傳動裝置主要由內齒輪[1]、行星齒輪[2]、輸入軸[3]、右支承盤[4]、支承軸[5]、曲柄[6]、左支承盤[7]、平衡器[8]、輸出軸[9]、曲柄星輪[10]和機殼[11]構成，輸入軸[3]為帶有多個曲柄[6]的軸，輸入軸[3]與輸出軸[9]同軸并分別用滾動軸承支承于機殼[11]及軸承座的內孔中，多個行星齒輪[2]分別用相同規格的滾動軸承裝在輸入軸[3]的多個曲柄[6]上，多個行星齒輪[2]的兩外側的輸入軸[3]上還裝有雙向平衡器[8]，多個行星齒輪[2]上有分布圓直徑為Dz的n個等分孔，n個曲柄星輪[10]的多個曲柄分別通過滾動軸承裝在多個行星齒輪[2]的n個等分孔中，內齒輪[1]與機殼[11]固為一體，亦可內齒輪[1]與輸出軸[9]固為一體，行星齒輪[2]與內齒輪[1]相嚙合，其特征在于a、n個曲柄星輪[10]的兩端均具有軸伸，兩軸伸分別通過滾動軸承裝于右支承盤[4]和左支承盤[7]的分布圓直徑為Dz的n個均布的孔中，行星齒輪[2]和左、右支承盤[7]、[4]上還有與上述n個孔交錯對稱布置的分布圓直徑為Dx的n個孔，n個支承軸[5]分別穿過多個行星齒輪[2]上的n個通孔將左、右支承盤[7]、[4]緊固為整體；b、輸入軸[3]上的多個曲柄[6]和n個曲柄星輪[10]上的多個曲柄均按偏心交錯180°設置，輸入軸[3]上的曲柄[6]的偏心距a與曲柄星輪[10]上的曲柄的偏心距a相等；C、多個行星齒輪[2]的結構和技術參數完全相同使多個行星齒輪[2]以偏心交錯180°對稱地與一個內齒輪[1]同步內嚙合。
2.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征是內齒輪〔1〕和行星齒輪〔2〕均采用偶數齒。
3.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征是行星齒輪〔2〕、右支承盤〔4〕和左支承盤〔7〕上安裝n個支承軸〔5〕的孔之分布圓直徑Dx大于安裝n個曲柄星輪〔10〕的孔之分布圓直徑Dz。
4.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征是行星齒輪〔2〕、右支承盤〔4〕和左支承盤〔7〕上安裝曲柄星輪〔10〕之滾動軸承的孔直徑相同。
5.根據權利要求1和3所述的傳動裝置，其特征是在行星齒輪〔2〕上分布圓直徑為Dx的n個孔之孔徑D大于穿過上述孔的支承軸〔5〕之直徑d與兩倍偏心距a之和，即D＞d+2a。
6.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征是多個行星齒輪〔2〕選為兩個時，使用平衡器〔8〕，多個行星齒輪〔2〕選為兩個以上時，則取消平衡器〔8〕。
7.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征是內齒輪〔1〕與機殼〔11〕固緊在一起時，左支承盤〔7〕與輸出軸〔9〕固為一體;亦可內齒輪〔1〕與輸出軸〔9〕固為一體，而右支承盤〔4〕與固定的機殼〔11〕固緊在一起。
8.根據權利要求1所述的傳動裝置，其特征是相嚙合的齒輪副可以是漸開線齒輪副亦可以是擺線齒輪副或圓弧齒輪副。
全文摘要
一種新結構的內嚙合行星傳動裝置用于減速或增速，該裝置采用多曲柄滾動星輪[10]作為轉動傳遞機構，其軸伸上裝有支承盤[4]、[7]并固緊為整體，又通過輸入軸[3]的多曲柄[6]上裝有多個結構、技術參數相同的行星齒輪[2]交錯180°同時與一個內齒輪[1]相嚙合來形成力分流和均衡，從而使承載能力提高約1/2，并且軸承壽命延長、裝置運轉平穩、噪聲小。本裝置目前設計了產品中心高80～1000毫米21個機型，其傳遞扭矩最大到100噸·米，傳遞功率1000千瓦以上。
文檔編號F16H1/32GK1062407SQ90106138
公開日1992年7月1日 申請日期1990年12月15日 優先權日1990年12月15日
發明者周干緒 申請人:湖南省機械研究所