專利名稱:外圈轉動的無箱體減速器的制作方法
本實用新型是一種機械減速器，涉及齒輪傳動機構。
一般的齒輪減速器重量重體積大、零部件例如變速箱殼體的制造加工工藝比較繁復。行星齒輪傳動機構的減速器具有重量輕體積小速比大的優點，但是加工精度要求高。《機械制造》雜志1983年第七期第44頁報道美國阿倫·牛頓公司發明一種“新型超高減速器”(摘自Design News82年2月15日，P.74～75)。這種減速器的構造簡單主要零件是外齒輪、內齒圈、控制板。
“新型超高減速器”控制板的作用是使主動齒輪只能繞減速器的軸心作平移運動，不能自轉。它平面上的X軸方向有兩個凸出部可以與減速器的固定部分滑動配合，平面上與X軸垂直的Y軸方向有兩條槽與主動齒輪上的兩個銷滑動配合。
輸入軸端部的偏心小軸與主動齒輪的中心孔配合，主動齒輪例如外齒輪由于控制板的限制作用只能在相互垂直的X－Y兩個方向上移動，即以減速器的軸心為圓心、以偏心軸的偏移量為半徑平移地作圓周運動。
內齒圈與外齒輪嚙合，并且同時可以通過設置在側面的偏心軸驅動第二級減速機構，因此這種減速器可以串聯成復合的減速裝置。
上述減速器的優點是齒輪的受力得到合理分配，內部結構緊湊，可以串聯成復合的減速裝置。但是它必須有一個減速器的箱體或外殼以及聯軸器。
本實用新型首要的目的在于提供一種不用箱體的減速器；本實用新型其次的目的在于提供一種直接安裝在電動機等動力或傳動裝置輸出軸端部的減速器，省略減速器與動力輸入機構之間的聯軸器；本實用新型還有一個目的是簡化減速器的零件，利用動力裝置的外殼或端蓋作為支承減速器的固定端蓋，借助于轉動的外圈直接輸出語力。
本實用新型的設計方案包括(1)減速器的零件沿輸入軸的軸線設置；(2)由轉動的內齒圈直接輸出動力；(3)固定端蓋與動力輸出裝置連接；(4)采用包括平移運動控制板裝置的少齒差齒輪傳動機構；(5)采用機油或者油脂潤滑。
本實用新型減速器沿動力輸入軸的軸向，設有固定端蓋、控制板、外齒輪、內齒圈和軸端端蓋。外齒輪的軸孔與動力輸入軸軸端內側的偏心軸頸配合。內齒圈的內齒與外齒輪的外齒嚙合，它的外緣兩側沿中心軸線的方向向外延伸，內齒圈轉動輸出動力。
輸入軸的一端裝有固定端蓋，另一端為軸端安裝有軸端端蓋。軸端端蓋的軸孔由輸入軸的端部支承。內齒圈的一端由固定端蓋支承，另一端與軸端端蓋連接。控制板位于固定端蓋和外齒輪之間，它的徑向有兩對軸線相互垂直的滑槽，一對滑槽與固定端蓋上的固定銷和銷套配合，另一對滑槽與外齒輪上的銷和銷套配合。在固定銷和控制板以及輸入軸偏心軸頸的作用下，外齒輪只能延著控制板上互相垂直的滑槽中心線運動，因此外齒輪以偏心軸頸的偏移距離e為半徑平移地作圓周運動，從動的內齒圈即向外輸出動力。減速器的傳動比等于內齒圈齒數除以內齒圈齒數與外齒輪齒數差所得的商，傳動比可以達到401～1001。
在輸入軸與兩個端蓋軸孔之間、偏心軸頸與外齒輪之間以及固定端蓋與內齒圈之間分別安裝軸承或者軸瓦。減速器采用機油或者油脂潤滑，在固定端蓋與內齒圈之間、油蓋與軸端端蓋之間裝有油封。
本實用新型減速器用于電動機及其他動力或者傳動裝置時，電動機的動力輸出軸可以作為減速器的輸入軸，此時減速器的固定端蓋可以與動力裝置的端蓋或外殼合為一體，減速器即直接安裝在動力裝置的端部，轉動的內齒圈通過皮帶盤、齒輪、鏈輪等直接輸出動力。
本實用新型減速器的結構簡捷、動力裝置的輸出軸和減速器輸入軸成為一體，減速器可以省略支座和與動力輸出軸連接的聯軸器，并且縮小了占據的安裝空間。
本實用新型減速器的重量輕體積小，僅相當于同樣減速比的蝸輪減速器的 1/10 ，一般齒輪減速器的 1/5 ，不但適用于一般條件、而且在安裝空間小速比要求高的特殊條件下也能適用。
本實用新型減速器的零部件少，零件多數是通常的軸類、盤類形狀，加工制造便利、不需要特殊的加工精度，尤其是與普通機械減速箱比較省略了繁復的箱體鑄造和切削加工，節省許多加工工時和金屬材料，減少了搬運或交通運輸工作量，使勞動和經濟效益提高。
綜上所述，本實用新型減速器可以應用于冶金、礦山、建筑、化工、紡織、輕工、電子等許多部門工業設備、傳動機構或者檢測、試驗裝置中，在產品設計、生產制造和安裝使用等方面取得良好的效益。
以下結合附圖對本實用新型的一種實例作詳細描述。
圖1是一種安裝在電動機端部外圈轉動的無箱體減速器斜視圖。
圖2是經過圖1減速器輸入軸中心線的剖視圖。
圖3是圖2減速器的輸入軸、固定端蓋示意圖。
圖4是圖2減速器主要零件的分解圖。
參照圖1，電動機〔20〕的輸出端部安裝減速器〔21〕，減速器〔21〕呈階梯圓柱外形。
減速器〔21〕的固定端蓋〔2〕與電動機〔20〕的端蓋合為一體，固定端蓋〔2〕的外緣側平面與電動機殼側面配合，采用螺栓固定連接，將減速器〔21〕與電動機〔20〕的外殼及其底座連成一體。固定端蓋〔2〕的軸孔有電動機〔20〕輸出軸即減速器〔21〕輸入軸穿過，輸入軸軸端裝有軸端端蓋〔9〕。減速器〔21〕的內齒圈〔7〕輸出動力，內齒圈〔7〕的回轉中心線與減速器〔21〕輸入軸即電動機〔20〕輸出軸的軸線重合。內齒圈〔7〕的一端與固定端蓋〔2〕鄰近，另一端與軸端端蓋〔9〕連接。
參照圖2，減速器〔21〕的固定端蓋〔2〕、控制板〔5〕、外齒輪〔6〕和內齒圈〔7〕、平衡塊〔8〕、軸端蓋〔9〕和油蓋〔10〕，沿輸入軸〔1〕的軸線設置。
固定端蓋〔2〕的外緣徑向開有若干個與電動機〔20〕殼體固定連接螺栓的通孔，固定端蓋〔2〕的內側凸臺端面裝有與其緊配合的一對固定銷〔3〕及其銷套。
控制板〔5〕位于固定端蓋〔2〕和外齒輪〔6〕之間，它的中心開有輸入軸〔1〕可以穿過的圓形通孔，它的平面上開有十字形的兩對滑槽，兩對滑槽的中心線相互垂直。一對滑槽與固定端蓋〔2〕的固定銷〔3〕及其套相配合，另一對滑槽與外齒輪〔6〕的外齒輪銷〔4〕及其套相配合。銷〔4〕與外齒輪上的孔緊配合連接。
外齒輪〔6〕安裝在輸入軸〔1〕的偏心軸頸上，它的外齒 與內齒圈〔7〕的內齒嚙合。偏心軸頸的中心線相對于輸入軸〔1〕的軸線，偏移距離為e。由于固定銷〔3〕通過控制板〔5〕和外齒輪銷〔4〕的作用，使減速器輸入軸〔1〕旋轉的時候，外齒輪〔6〕以偏心軸頸的偏移距離e為半徑平移地作圓周運動。平衡塊〔8〕安裝在外齒輪〔6〕和軸端端蓋〔9〕之間的輸入軸〔1〕外圓上，采用螺釘將平衡塊〔8〕緊定。
內齒圈〔7〕的一側外緣向固定端蓋〔2〕延伸、另一側外緣向軸端端蓋〔9〕延伸，齒圈的外園上有左旋螺紋，可以安裝皮帶盤、齒輪、鏈輪輸出動力，也可以直接在齒圈的外園上加工出皮帶盤齒輪鏈輪輸出動力。
軸端端蓋〔9〕支承在輸入軸〔1〕的端部，它的徑向開有若干個與內齒圈〔7〕固定連接的螺栓通孔，它的中心孔上裝有油蓋〔10〕，油蓋〔10〕與軸端端蓋〔9〕之間通過螺栓連接并且裝有油封〔15〕。
固定端蓋〔2〕的軸孔、外齒輪〔6〕的軸孔和軸端端蓋〔9〕的軸孔與輸入軸〔1〕之間分別安裝滾動軸承〔11〕、〔13〕和〔14〕，內齒圈〔7〕與固定端蓋〔2〕之間裝有軸瓦〔12〕和油封〔16〕。減速器一般使用機油潤滑，當減速器水平安裝時，潤滑油的液面略高于外齒輪〔6〕的下端齒底。
參照圖3，輸入軸〔1〕呈階梯軸外形，靠近電動機一端裝有固定端蓋〔2〕，另一端是支承軸端端蓋〔9〕的端部，軸端的端面開有螺孔，用來安裝限制軸端端蓋〔9〕及其軸承〔14〕軸向間隙的墊圈和螺栓。輸入軸〔1〕端部的外圓上開有定位孔，平衡塊〔8〕可以借助于緊定螺釘和上述定位孔固定在軸端的外圓上。輸入軸〔1〕端部的內側設置了偏心軸頸，它的中心線偏移量e根據齒輪的模數M和齒數來確定。
固定端蓋〔2〕的外緣一側端面 可以與電動機外殼的側面配合，也可以與其它動力裝置或者傳動裝置的殼體或機座相配合。固定端蓋〔2〕軸孔內安裝軸承〔11〕對輸入軸〔1〕作滾動支承。固定端蓋〔2〕的內側面有一個凸臺，凸臺的端面上開有一對孔與固定銷〔3〕緊配合，凸臺的外園上安裝軸瓦〔12〕或者其他滾動軸承，對內齒輪〔7〕的一端作滑動或滾動支承。固定端蓋〔2〕的材料采用HT20－40鑄鐵。端蓋外緣壁厚的尺寸須滿足輸入軸〔1〕、內齒圈〔7〕和電動機〔20〕的外殼及固定螺栓、等等作用力的應力要求。
參照圖4，控制板〔5〕采用軸承鋼經過淬火制成。它的一對滑槽與固定端蓋〔2〕的固定銷〔3〕及銷套相配合，因此控制板〔5〕只能沿與固定銷〔3〕相配合的這一對滑槽的中心線移動。控制板〔5〕的另一對滑槽與前述的滑槽中心線相互垂直，外齒輪〔6〕的銷〔4〕通過銷套與另一對滑槽相配合，在固定銷〔3〕和控制板〔5〕上中心線相互垂直的兩對滑槽的作用下，外齒輪〔6〕只能在與齒輪軸線垂直的平面作平移運動，兩對銷〔3〕、〔4〕及其銷套采用軸承鋼經過淬火制成。控制板〔5〕、銷〔3〕、〔4〕和銷套的淬火硬度有所差別，例如其硬度分別為60RC、56～58RC和62RC。
內齒圈〔7〕的內齒與外齒輪的外齒嚙合，本實例中外齒輪〔6〕齒數為52、內齒圈〔7〕齒數為54，齒輪模數為M＝1、減速比為271，適用于功率為0.4千瓦的電動機〔20〕。內齒圈的外徑為70毫米左右、減速器〔21〕的重量為1千克左右。對于中等功率的動力裝置，可以采用較大的齒輪模數，對于不同的減速比可以選用相應的外齒輪〔6〕齒數、內齒圈〔7〕齒數及其齒差。外齒輪〔6〕和內齒〔7〕可以采用45中碳鋼經過調質處理制成。
內齒圈〔7〕的外圓上可以設左旋螺紋連接向外輸出動力的齒圈、鏈輪圈或皮帶盤等，也可以在外圓上直接加工出皮帶盤、輪齒或鏈輪齒等。
軸端端蓋〔9〕采用HT20～40鑄鐵制成，它的軸孔通過軸承〔14〕與輸入軸〔1〕配合，它的外緣可以通過螺栓、螺紋、鍵或者其他形式與內齒圈〔7〕連接。軸孔為通孔時，加油蓋〔10〕和油蓋油封〔15〕如圖2所示，軸孔也可以制成盲孔，此時可以在軸端端蓋〔9〕的適當位置設置加油、放油螺塞。
由上所述，可以看出本實例的結構簡捷，主要零件例如輸入軸〔1〕、外齒輪〔6〕、內齒圈〔7〕、控制板〔5〕、固定端蓋〔2〕和軸端端蓋〔9〕只須普通的加工精度，由一般的加工設備和普通技術工人即可加工制造。
權利要求
1.一種機械減速器，包括由偏心軸頸輸入動力的外齒輪，與外齒輪嚙合可以輸出動力的內齒圈、兩個相互垂直方向具有連接結構的控制板，控制板一個方向的連接結構與減速器固定部分滑動配合、另一個方向的連接結構與外齒輪的兩個銷滑動配合，其特征在于減速器[21]還有固定端蓋[2]和軸端端蓋[9]，所述輸入軸[1]的軸端內側設偏心軸頸，所述固定端蓋[2]的中心軸孔支承輸入軸[1]并且由端蓋內側凸臺的外園支承內齒圈[7]的一端，所述軸端端蓋[9]的中心軸孔由輸入軸[1]的端部支承并且通過連接結構與內齒圈[7]的另一端連接，所述控制板的連接結構為中心線相互垂直的十字形兩對滑槽。
2.如權利要求
1所述的減速器，其特征在于內齒圈〔7〕的中心線與輸入軸〔1〕的軸線重合，內齒圈〔7〕兩側的外緣沿軸向延伸，一側的端面與軸端端蓋〔9〕通過若干個螺栓連接，內齒圈〔7〕的外園上有左旋螺紋與皮帶輪，齒輪或者鏈輪連接。
3.如權利要求
1所述的減速器，其特征在于固定端蓋〔2〕有與動力裝置連接的外緣，固定端蓋〔2〕的內側凸臺端面上安裝一對固定銷〔3〕，固定銷〔3〕及其銷套與控制板〔5〕的一對滑槽相配合。
4.如權利要求
1或2或3所述的減速器，其特征在于固定端蓋〔2〕的軸孔與輸入軸之間、固定端蓋〔2〕的凸臺外園與內齒圈〔7〕之間裝有固定端蓋軸承〔11〕、軸瓦〔12〕和端蓋油封〔16〕。
5.如權利要求
1或2或3所述的減速器，其特征在于軸端端蓋〔9〕的軸孔與輸入軸〔1〕的軸端之間裝有軸承〔14〕，軸孔上可以安裝油蓋〔10〕及油蓋油封〔15〕。
專利摘要
外圈轉動的無箱體減速器是涉及齒輪傳動的一種機械減速器。它包括輸入軸、兩個端蓋、外齒輪、內齒圈和控制板，可以直接安裝在電動機等其他裝置輸出軸的端部。轉動的內齒圈由固定端蓋支承并與軸端端蓋連接，輸入軸和外齒輪傳送的動力通過內齒圈上的皮帶盤、齒輪、鏈輪等直接輸出。本實用新型體積小重量輕，占據安裝空間小，減速比可達100∶1，普通技術即可加工制造，適用于礦治、建筑、化輕、電子等部門的工業設備、傳動機構或試驗裝置。
文檔編號F16H1/06GK86200706SQ86200706
公開日1986年8月20日 申請日期1986年2月3日
發明者劉龍江 申請人:劉龍江導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan