專利名稱：異步減速聯軸器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種輸入運動與輸出運動不同步的由漸開線少齒差減速機構、聯軸器機體和半聯軸器組成的異步減速聯軸器。
現有技術中的各種聯軸器，一般只能以11的傳動比來傳遞動力。絕大多數的工作機械在工作中承擔著很大的負載，就必須通過減速器將從原動機獲得的轉矩放大。因此，在減速器的輸入側和輸出側均需通過一對聯軸器將整個系統聯接起來而構成一套完整的機構傳動系統。這樣，一般的工作機械都需配備2對聯軸器和一臺減速器。特別是當減速器的傳動比要求較大時，選用外嚙合的齒輪減速器通常為2級或3級減速器，尺寸很大，因此人們常常喜歡選用單級擺線減速器，但與兩對聯軸器串聯之后，軸向尺寸仍然很大。擺線減速器對制造精度的高標準要求往往使眾多制造廠的現有工藝水平難以保證整機的起碼質量，因此在工業應用中常產生一些質量問題。擺線減速器的制造成本很高。這些都是現實的問題。
本實用新型的目的旨在將現有技術中由兩對聯軸器和一臺減速器組合而成的傳動系統壓縮成一個簡單的部件，以便為機械傳動提供一種具有減速器和聯軸器雙重功能的結構簡單，軸向尺寸很短，制造容易和價格低廉的新型傳動裝置。
本實用新型的傳動原理如


圖1所示，整機系由半聯軸器，聯軸器機體和容納在聯軸器機體腹腔內的一級N型少齒差傳動機構所組成。由偏心軸輸入的高速運動經N型少齒差傳動機構減速后，由緊固著少齒差齒輪副的內齒圈的聯軸器機體并通過半聯軸器低速輸出。
圖1中，Z1和Z2分別表示少齒差齒輪副中的行星齒輪和內齒圈的代號和齒數。
本實用新型所采用的N型少齒差傳動機構與常見的N型少齒差傳動有區別，此處亦采用了行星齒輪平動技術，即行星齒輪在工作中只作平面運動而不作轉動，內齒圈將減速運動定軸輸出。此項技術的原理已是現有技術的一部份。例如，該原理早在1979年由煤碳工業出版社出版的《煤礦機械傳動設計》上冊第386頁上有反映，并在申請號為88221198的專利申請上有具體結構反映。
本實用新型減速部份實現行星齒輪平動的結構與前述的現有技術不同，為了使本技術領域內的一般技術人員能對本實用新型的傳動原理有明確的了解，下面先結合
圖1簡述它的原理。
圖1中，聯軸器的腹腔內設置有一套少齒差齒輪機構，它的內齒圈Z2與聯軸器機體聯成一體。一個行星齒輪Z1通過一對滾動軸承支撐在偏心軸的中部偏心軸段上并能與內齒圈Z2嚙合。輸入端空心的偏心軸里端支撐在機體輸出側內壁的中心軸承上，外端支撐在空心的控制套孔內的軸承上。投影形狀象一個“T”字形的空心控制套的軸頸通過一個軸承支撐在機體上并由機體內通過軸承伸出機體外。控制套留在機體內的法蘭部份正好夾在行星齒輪Z1與輸入端機體內側壁之間并互不磨擦。控制套的法蘭上與其中心孔同心的分布園上，均勻布有4或6個孔，在行星齒輪Z1與齒輪中心孔同心且分布園直徑與控制套法蘭上的均布孔分布園直徑相同的分布園上，牢固地插入4－6個銷軸，并使余留在行星齒輪Z1端面外的銷軸長度小于或等于控制套法蘭厚度。控制套法蘭上的4－6個孔的內徑應是銷軸的直徑與2倍偏心軸偏心距的和，銷軸的外伸部分插入控制套法蘭的均布孔中，由于偏心距的作用，所有銷軸的外徑均在同一相位與控制套法蘭上的均布孔內徑恰好接觸。控制套伸出機體外部分的空心軸頸上，緊固一塊外控板，可以對控制套施加周向約束。在聯軸器機體輸出端的外側壁上，可以剛性地聯接一個與機體旋轉中心同心的半聯軸器，也可以通過彈性元件聯接一個半聯軸器以便于安裝調整。控制套是一個低副構件，它只有一個周向自由度，當本實用新型通過偏心軸的輸入孔和半聯軸器安裝于原動機與工作機械之間時，只要對外控板用拉桿或更簡單的方法施加周向約束，則整個控制套便成為地面機架部份，本實用新型便成為如
圖1所示的能進行工作的新型傳動裝置。當偏心軸從原動機獲得高速運動后，在偏心軸的偏心量，銷軸和控制套法蘭均布孔的作用下，行星齒輪Z1上的各銷軸伸入控制套法蘭孔部份的軸頸則圍繞該孔中心作平面運動，因而導致行星齒輪作平面運動并與內齒圈嚙合、定軸減速運動由內齒圈Z2傳給聯軸器機體并通過半聯軸器傳給工作機械。為了減少磨擦提高效率，在實際設計中控制套法蘭上均布孔內常裝上滾套，銷軸上常套上能自由在銷軸上轉動的銷套，并使滾套的內徑等于銷套的外徑與2倍偏心距的和。在
圖1的傳動原理圖中前文已經命名Z1、Z2分別代表行星齒輪和內齒圈的齒數，根據轉化機構法，我們很容易地導出本實用新型的傳動比為i＝ (Z2)/(Z2－Z1) …………(1)因Z2＞Z1故從式(1)可以看出i永遠為正值。正值表明輸出運動的轉向與輸入運動同向，這也是平動式少齒差傳動的一個特點。由式(1)還可以看出，傳動比的大小與內齒圈的齒數和齒數差有關，設Z2分別取80、70和60，并分別采用1齒差、2齒差、3齒差和4齒差，并適當調整齒輪模數使Z2的外形尺寸接近或相同，根據式(1)分別可以得到80、40、26.7、20、70、35、23.3、17.5、60、30、20、15等12個傳動比，將這些傳動比去除重復部份并按從大到小的順序排列，可以得到80、70、60、40、35、30、26.7、23.3、20、17.5、15等11種傳動比，這一組傳動比與現有技術中廣泛應用的單級擺線針輪減速器的傳動比很接近，這表明采用本實用新型完全有可能代替兩對聯軸器和一臺擺線減速器所組成的傳動系統供大工業選用，理論計算表明，5齒差以上的方案不易采用，其原因是導致偏心距過大難以采取平衡措施的緣故，在四齒差以下的方案中，在偏心軸系上加偏心配重可以得到令人滿意的平衡結果。
顯而易見，本實用新型中的少齒差傳動機構采用的是工藝最成熟的漸開線齒形。人們可以根據實際需要來確定Z2的取值和齒數差，從而得到離散程度與前述的一組傳動比不同的一個速比族。
下面參照附圖對本實用新型的具體結構進行較為詳細的描述
圖1是本實用新型的傳動原理圖。
圖2是本實用新型的一個具體實例。
圖3是本實用新型具體實例中的銷軸、銷套、滾套及控制套法蘭部份的工作狀態圖。
圖4是本實用新型具體實例中的異形外控板平面圖。
在圖2的具體實例中，序號3、16、18分別為偏心軸、內齒圈(齒數為Z2)和行星齒輪(齒數為Z1)。齒數Z2大于Z1。行星齒輪18通過一對滾動軸承17支撐在偏心軸3的偏心軸頸上，偏心軸頸的偏心量為e。偏心軸3右端的主軸線軸頸上。裝有配重24和軸承25的內圈，軸承25的外圈固定在機體22輸出端內壁的中心軸承孔內。為了裝配的方便，軸承25是內外圈可分離型的。配重24的重心應在偏心軸3的主軸線和偏心軸線所構成的平面內并與偏心軸線分別位于主軸線的兩側。緊定螺釘23將配重24按前述方位固定在偏心軸3上。2個孔用擋圈20和1個軸用擋圈21將二對軸承17軸向限位，使行星齒輪18和偏心軸3之間不產生相對軸向移動。內齒圈16的外園柱面與機體22的內園柱孔緊配合再通過園柱銷15加以固定。內齒圈16的齒部能與行星齒輪18嚙合。在行星齒輪18的端面與其中心孔同心的分布園上，均勻布有6個銷孔，6個銷軸14牢牢地插入這6個銷孔中并外露一定的長度。銷套13套在銷軸14的外露部份軸頸上并采用動配合使銷套13能在銷軸14上自由轉動，偏心軸3的輸入端是孔輸入的形式，孔中開有鍵槽能與原動機的主軸配合，它的外園柱面通過一個固定在控制套2的中心孔內的軸承7支撐起來，軸承7和軸承25對偏心軸3實現簡支。軸承7可以采用滾動軸承，也可以采用滑動軸承，為了限制偏心軸3向外串動和限制控制套2向機體內串動，控制套2的軸承孔是一個臺階孔，而偏心軸3與軸承7的配合軸頸處設置了一個軸肩。控制套2是一個投影如“T”字形的帶有法蘭的中空軸套。它的軸頸部份通過一個軸承8支撐在與機體22壓緊成一體的壓蓋9的軸承孔內，壓蓋9是通過螺栓10和彈簧墊圈11來壓緊的，控制套2的中空軸頸部份通過軸承8伸出機體外，留在機腔內的法蘭部份夾在壓蓋9的內側面和行星齒輪18之間并互不接觸磨擦，控制套2的法蘭端面上，在與其中心孔同心且直徑與行星齒輪18銷孔分布園直徑相同的分布園上均勻地布有6個滾套孔，6個厚度與法蘭厚度相等的滾套12牢固地壓入滾套孔中，安裝在行星齒輪18上的6個銷軸14帶著銷套13一起伸入滾套12內，滾套12的內徑是銷套13的外徑與2倍偏心軸3的偏心距的和。這樣所有的銷套13都在相同的相位與滾套12的內徑恰好接觸，銷軸14、銷套13、滾套12和控制套2的法蘭部份工作狀態如圖3所示，為了使本實例的外形尺寸協調，軸承7采用了含油滑動軸承，而軸承8采用了廉價的耐磨鑄鐵滑動軸承有利于降低制造成本。為了對軸承7和8處有相對運動的零件之間進行密封，分別裝有2個油封6和4，以防止潤滑油的泄漏。控制套2伸出機體外的空心軸頸上留有一個臺階，外控板1與其緊配合并通過若干個騎縫螺釘5增強結合力，外控板1之所以與控制套2制成兩件是為了滿足裝配需要。外控板1可以制成兩種形狀，一種可以制成能與直聯式電機法蘭聯接的園形法蘭板，另一種可以制成如圖4所示的異形板，用焊接方法組合而成，這種異形外控板在原動機不帶法蘭的情況下使用，異形外控板1上的銷孔是用來安裝拉桿或采用其它更簡單的方法對控制套2實現周向約束，控制套2是一個低副構件，它只有一個周向自由度，當外控板1受周向約束后，控制套2便失去了自由度而變成了機架的一部份，在機體22輸出端的外側壁上，與機體中心線同心的某分布園上，均布加工若干個螺孔，螺孔以盲孔為宜，一組用來聯接半聯軸器28的特制螺釘27旋入該螺孔，螺釘27的光滑園柱部份套有彈性元件26，彈性元件26是標準件，開有彈性元件安裝孔的半聯軸器28便可以與機體22構成彈性結合，為了運輸包裝的方便和用戶安裝本實用新型時的方便，在機體22輸出端外側壁上，避開螺釘27的位置均布加工不少于3個螺孔并旋入適當長度的雙頭螺栓29，半聯軸器28的法蘭上與雙頭螺栓29的位置相對應處加工直徑比雙頭螺栓名義直徑大2－3毫米的通孔，然后用螺母30將機體22和半聯軸器28剛性壓緊，安裝調試時再去除螺母30使機體22與半聯軸器28形成彈性聯接，為考慮潤滑，機體22外園柱面上開有螺塞孔并用油塞19壓緊，潤滑油可從油塞孔處注入或放出，機體22外園柱面與油塞孔所在同一母線處加工一個螺孔以便安裝時安裝起吊螺釘，為觀察油面高度和控制油面高度，壓蓋9的端面上適當處安裝一個油標31，考慮本實用新型運轉后機體溫度上升使壓力升高，在機體22輸出端面中心，開有一個直徑很小的泄壓孔用以代替通氣塞。當原動機和工作機械通過本實用新型聯接起來后，對外控板1施加周向約束便可使本實用新型進入運行。當原動機起動后，偏心軸3高速轉動。在偏心量e，銷軸14，銷套13，液套12和控制套2的作用下，行星齒輪18作平面運動并與內齒圈16嚙合使內齒圈16得到定軸減速運動，通過機體22和半聯軸器28將減速運動傳遞給工作機械。從表面運動來看，本實用新型是一臺純粹的聯軸器。從內部運動來看，本實用新型又是一臺新型的少齒差減速裝置，二者的融合產生兼有二者功能的新型聯軸器。
從上面敘述的一切內容可以看出，對于需要采用聯軸器和減速器組合的傳動系統的場合，都可以采用廉價易制的本實用新型使設備布置更加緊湊，當大批量采用時，必將因節約鋼材，節省設備投資和提高設備布局水平等帶來良好的經濟效益和社會效益。
圖2的實例為本實用新型的最佳方案。
顯然按照上面敘述的內容可能作出許多改進和變異，因此可以充分理解和推斷的是。凡符合少齒差傳動原理的其他齒形的齒輪副都可以通過本實用新型提出的方案和結構型式進行改進實施。
權利要求1.一種輸入運動與輸出運動不同步的具有減速器和聯軸器雙重功能的異步減速聯軸器，由聯軸器機體和半聯軸器所組成，其特征是在聯軸器機體腹腔中設置一級N型漸開線少齒差減速機構，該減速機構的內齒圈與聯軸器的機體緊固相聯可將減速后的運動通過半聯軸器定軸低速輸出。
2.根據權利要求1所述的異步減速聯軸器，其特征是設置在聯軸器機體腹腔內的N型漸開線少齒差減速機構是一種平動式的少齒差減速機構，即其行星齒輪只能作平面運動而不能轉動，行星齒輪平面運動的實現是通過一個能從機體外進行周向約束的中空的尾部帶有法蘭的控制套對行星齒輪上的銷軸及相關零件的約束來實現的，控制套的法蘭部份夾在機體內的行星齒輪和壓蓋(也可以是機體)側壁之間，控制套的另一端通過一個軸承支撐伸出機體外，高速軸(偏心軸)一端通過控制套的中心孔內的一個軸承支撐伸出機體外，另一端伸入機體由機體內側壁上的中心軸承支撐而實現簡支。
3.根據權利要求1或2所述的異步減速聯軸器，其特征是伸出機體外的控制套軸頸上緊固有一塊外控板，通過對外控板的周向約束便使控制套成為靜止不動的機架部份。
專利摘要一種異步減速聯軸器，由聯軸器機體和半聯軸器組成，具有減速器和聯軸器的雙重功能，可代替2臺聯軸器和1臺減速器組成的傳動系統。它的機體腹腔內設置有一級平動式少齒差減速機構通過一個控制套的約束實現平動減速并由半聯軸器將低速運動輸出。控制套由機體內伸出機體外并通過對外控板的周向約束使控制套成為機架的一部分。該減速聯軸器最適合在80以內的中等傳動比傳動領域內應用。
文檔編號F16H1/28GK2097320SQ90225838
公開日1992年2月26日 申請日期1990年12月8日 優先權日1990年12月8日
發明者任喬圭 申請人:任喬圭