專利名稱：大傳動比行星嚙合傳動減速機的制作方法
技術領域：
本發明涉及傳遞旋轉運動的齒輪傳動裝置，一種行星嚙合傳動減速機。
已被廣泛應用的普通短幅外擺線針輪行星減速機(以下簡稱“普擺機”)，是一種公認的具有高承載能力的大傳動比行星嚙合傳動機械。制約“普擺機”的承載能力的主要因素是以下三個方面1.由于嚙合壓力而引起齒面疲勞點蝕或膠合;
2.偏心軸承上的負荷較大，而軸承的幾何尺寸以及相應的額定動載受到銷軸式輸出機構的限制，疲勞壽命偏低;
3.銷軸式輸出機構的銷軸上的負荷力臂大，易產生疲勞折斷。
本發明目的是提供一種在兩個相反方向安裝的行星輪之間以及在一個行星輪與輸出軸之間采用以鉸鏈連接的平行機構，以實現行星輪與輸出軸之間的運動和動力的傳遞。
本發明采用的技術方案是它包括一個由轉軸和偏心套組成的轉臂或者直接制成一體，至少一個行星輪或兩個偏心方向相反安裝的行星輪，一個與行星輪嚙合的由針齒套、針齒銷和針齒座組成的組合式中心輪，一個輸出(或者輸入)軸，齒輪的齒廓曲線采用環紐狀擺線的等距曲線或者采用替代的圓弧齒廓曲線(可以是組合式單圓弧齒廓或者組合式三圓弧齒廓，見申請號為89104533.3的發明專利)，與針齒嚙合，構成行星式傳動機構。一種是兩個方向相反安裝的行星輪之間和一個行星輪與輸出軸之間的側面圓周上分別均勻分布若干個銷軸和相應數量的連接片，構成鉸鏈式平行機構傳遞運動和動力，行星輪與輸出軸間連接片的數量為兩個方向相反安裝的行星輪間連接片的數量的兩倍。另一種是兩個方向相反安裝的行星輪之間的側面圓周上均勻分布若干個銷軸和相應數量的連接片，一個行星輪與輸出軸之間的側面圓周上均勻分布若干個銷軸和相同數量的偏心軸承，構成變異平行機構傳遞運動和動力，偏心軸承的數量為連接片數量的兩倍。
本發明與現有技術相比其特點是1.在嚙合傳動過程中，每對齒廓的最小嚙合角可達到零度，因此最大的齒面壓力僅為“普擺機”的0.7～0.8(機殼外圓直徑以及負載力矩相同時，以下同)。又由于本減速機中的嚙合副是屬于凸凹接觸，因此最大接觸應力僅為“普擺機”的0.6左右。
2.由于嚙合力減小，并且輸出機構對行星輪的作用力是一種純扭矩，因此偏心軸承上的負荷僅為“普擺機”的0.4～0.45。又由于行星輪上只需設置直徑較小的鉸鏈銷軸的緊配合孔，有利于選用具有較大額定動載荷的短圓柱滾子軸承。大大提高偏心軸承的壽命，可達“普擺機”的偏心軸承壽命的三倍以上。
3.輸出機構銷軸上的負荷力臂大幅度減小，僅為“普擺機”中銷軸負荷力臂的1/8～1/7，銷軸上的彎矩相應減小，可以采用較小直徑的銷軸而不致于產生彎曲疲勞折斷。
根據上述特點，本結構所提供的鉸鏈式行星減速機的承載能力可比“普擺機”提高一倍以上。適用于礦山、冶金、汽車、輕工、紡織、化工、建筑等工業部門，也可用于機器人執行機構的減速傳動。
下面結合附圖對本發明作進一步的描述。
圖1、大傳動比行星嚙合傳動減速機結構圖;
圖2、結構圖的A-A剖視圖;
圖3、結構圖的B-B剖視圖;
圖4、行星輪與輸出軸之間的變異平行傳動機構圖;
圖5、變異平行傳動機構C-C剖視圖;
圖6、行星輪為針輪時的嚙合傳動原理圖。
如圖1、圖2所示，它包括轉軸1，裝有軸承3的偏心套2，兩個偏心方向相反安裝的行星輪4、9，一個與行星輪嚙合的由針齒套8、針齒銷7和針齒座組成的組合式中心輪14，一個輸出軸13。當輸入軸1回轉時，通過偏心套2驅動行星輪4和9作行星運動。行星輪4和9各承受一半負荷力矩。設偏心套的偏心距為e，則行星輪4和9之間的鉸鏈平行機構的連接片5上的銷孔中心距為2e。行星輪4上的動力經由該鉸鏈平行機構傳遞到行星輪9上。行星輪9與輸出軸13之間也是用鉸鏈平行機構連接，連接片11的數量為連接片5的兩倍。連接片11上的銷孔中心距等于偏心距e。
如圖2、3所示，當輸入軸回轉時，連接片5和11的中心線方向始終與偏心距方向平行，當連接片5與11的數量均是偶數，并且均勻分布時，由于受拉和受壓狀態相互對稱，偏心距方向線是對稱軸線。因此，輸出軸上的負荷力矩被分解成作用在行星輪9和4上的兩個純扭矩。負荷力矩不再對行星輪上的偏心軸承3產生附加的載荷。
銷軸6與行星輪4，銷軸10與行星輪9，銷軸12與輸出軸13之間分別以緊配合連接。銷軸10和12的數量均為銷軸6的兩倍，半數銷軸10在兩端具有軸伸，另外一半只在輸出軸的方向上有軸伸。各銷軸的軸伸部分分別與連接片上的銷孔以轉動副相連接。軸伸上負荷的力臂僅為軸伸長度的一半，與“普擺機”的輸出機構的銷軸上的負荷比較，承受的彎矩僅為后者的1/15～1/13，因此輸出機構構的承載能力得以進一步提高。
由于連接片11上銷孔的中心距與偏心距e相等，因此銷軸直徑必須小于e值。環扭擺線針輪行星嚙合和圓弧齒輪針輪行星嚙合均屬于瞬心線內嚙合，在傳動比以及針齒中心圓半徑給定的條件下，只限定最小的偏心距emin。因此，可以根據輸出力矩的大小以及銷軸12的彎曲強度要求，確定銷軸直徑以后再選用合適的偏心距e。銷軸12、10和連接片11的數量以相鄰的兩個連接片不發生運動干涉為限度。
當傳動比較大而不宜選用比銷軸直徑大的偏心距時，可取大于銷軸半徑的偏心距。此時兩行星輪4和9之間的鉸鏈式平行機構仍如圖1所示的形式，而行星輪9與輸出軸13之間的傳動機構則采用如圖4、圖5所示結構形式。即用偏心軸承15取代連接片11和銷軸12。偏心軸承15的偏心距等于偏心套2的偏心距。該結構是鉸鏈式平行機構的一種變異形式。
本減速機的減速傳動機械中，所采用的偏心距值與“普擺機”比較，相應較大，因此行星輪的慣性力是一個必須考慮的因素。與“普擺機”相反，行星輪(包括偏心軸承的外圈)的慣性力方向恰與嚙合壓力對偏心軸承所產生的法向負荷的方向相反。因此當機器在負荷條件下運轉時，行星輪的慣性力具有抵消一部分偏心軸承負荷的功能，對偏心軸承的工作壽命是一個有利的因素。
圖6中給出另一種嚙合傳動的方式，即將針輪作為行星輪，而固定的內齒輪的齒廓曲線是環紐擺線的等距曲線或者是圓弧齒廓曲線(可以是單圓弧齒廓或者三圓弧齒廓)。
行星輪的齒數Z1和固定的中心輪的齒數Z2(對于圖2所示的嚙合方式，Z1為擺線齒輪的齒數，Z2為針輪的針齒數;對于圖6所示的嚙合方式，Z1為針輪的針齒數，Z2為擺線內齒圈的齒數)可按下式確定之Z1＝K·i(1)Z2＝K·(i+1)(2)
式中i為機構的傳動比，i值可為6～89，K為齒差數，K＝1、2、3、4，當i較小時K取較大值，當i大于30時可取K＝1。當K≠1時，允許傳動比帶有特定的尾數。
由于本結構中采用較大的偏心距，故也可用作增速傳動機械，此時動力由軸13輸入，由軸1輸出。
權利要求
1.一種大傳動比行星嚙合傳動減速機，它包括一個由轉軸[1]和偏心套[2]組成的轉臂或者直接制成一體，至少一個行星輪[9]或者兩個偏心方向相反安裝的行星輪[4]、[9]，一個與行星輪嚙合的由針齒套[8]、針齒銷[7]和針齒座組成的組合式中心輪[14]，一個輸出軸[13]，本發明的特征在于行星輪[4]與[9]之間和行星輪[9]與輸出軸[13]之間的側面圓周上分別均勻分布若干個銷軸[6]、[10]、[12]和相應數量的連接片[5]、[11]，構成鉸鏈式平行機構，連接片[11]的數量為連接片[5]數量的兩倍。
2.一種大傳動比行星嚙合傳動減速機，它包括一個由轉軸〔1〕和偏心套〔2〕組成的轉臂或者直接制成一體，至少一個行星輪〔9〕或者兩個偏心方向相反安裝的行星輪〔4〕、〔9〕，一個與行星輪嚙合的由針齒套〔8〕、針齒銷〔7〕和針齒座組成的組合式中心輪〔14〕，一個輸出軸〔13〕，本發明的特征在于行星輪〔4〕與〔9〕之間的側面圓周上均勻分布若干個銷軸〔6〕、〔10〕和相應數量的連接片〔5〕，行星輪〔9〕與輸出軸〔13〕之間的側面圓周上均勻分布若干個銷軸〔10〕和相同數量的偏心軸承〔15〕構成變異平行機構，偏心軸承〔15〕的數量為連接片〔5〕數量的兩倍。
全文摘要
一種大傳動比行星嚙合傳動減速機，包括由轉軸和偏心套組成的轉臂，兩個偏心方向相反安裝的行星輪，一個與行星輪嚙合的由針齒套、針齒銷和針齒座組成的組合式中心輪，一個輸出軸，兩個行星輪之間和一個行星輪與輸出軸之間的側面圓周上分別均布若干個銷軸和相應數量的連接片，構成鉸鏈式平行機構傳遞運動和動力。具有傳動比大、接觸應力小，偏心軸承負荷低、工作壽命長，與“普擺機”相比，承載能力可提高一倍，適用于礦山、冶金、紡織、建筑等工業部門。
文檔編號F16H37/00GK1072249SQ9111048
公開日1993年5月19日 申請日期1991年11月6日 優先權日1991年11月6日
發明者石永剛 申請人:浙江大學