一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器。输入轴通过键与六个偏心圆柱滚子轴承错位相连，构成具有六个相错偏心位的转臂曲柄。中间两个转臂曲柄连接两个一级传动摆线轮，左侧两个转臂曲柄连接两个二级左置摆线轮，右侧两个转臂曲柄连接两个二级右置摆线轮。各级摆线轮与针齿销相啮合且摆线轮上开设有多个均布的柱销孔，柱销孔同时贯穿有柱销和柱销套。柱销采用螺钉连接左右两个压紧盘，压紧盘采用支撑轴承连接输入轴。左右输出盘采用外支撑轴承与固定针齿壳连接，采用内支撑轴承与压紧盘连接。本发明通过上述摆线复合传动结构设计，可以实现同轴双向传动，且具备传动比大的优点，特别适合于搅拌机、飞行器以及潜水器的双桨共轴传动中。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 本发明涉及摆线减速器领域，特别提出一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速 器。 -种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器
【背景技术】
[0002] 摆线减速器具有传动比大、传动效率高、传动精度高、扭转刚性高以及寿命长等诸 多优点，因此广泛应用于精密机械传动领域。摆线减速器由于采用行星传动结构，所以结构 紧凑，与同功率的齿轮减速器相比，体积和重量均可以减少1/2?1/3。现有摆线减速器单 级传动比可达11?87,二级传动比可达121?5133。此外，摆线减速器运转平稳、无噪音， 且具有较大的过载和承受较强冲击的能力。
[0003] 现有摆线减速器主要实现单输入单输出的同轴传动技术。现有同轴单输入双输出 减速器主要借助复杂齿轮系统传动实现，传动比，传动精度以及传动效率很难进一步提高。 不仅如此，现有同轴单输入双输出减速器主要实现同向输出，很难做到同轴双向输出。此 夕卜，现有同轴单输入双输出减速器主要实现两根输出轴正反向同速旋转，很难通过减速器 内部结构微小改动实现两根输出轴旋向相同或旋向相反输出，且两个输出很难实现传动比 独立设计。
【发明内容】
[0004] 为克服现有技术上的缺陷，本发明提供一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速 器。该减速器同时具有高精度、高效率、高刚性、高承载和使用寿命长等特点。特别适用于 搅拌机、飞行器以及潜水器的双桨共轴传动中。
[0005] 本发明一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器，包括输入轴和固定针齿壳， 所述输入轴通过键连接与六个偏心圆柱滚子轴承错位相连，偏心圆柱滚子轴承两两一组， 同一组内的两个偏心圆柱滚子轴承具有相同偏心距、且在输入轴上相位相错180°布置，不 同组的偏心圆柱滚子轴承具有不同偏心距，从而构成具有六个相错偏心位的转臂曲柄；其 中，位于所述输入轴中间轴段上的两个转臂曲柄的偏心距相同且相位相错180°，位于所述 输入轴左侧轴段上的两个转臂曲柄的偏心距相同且相位相错180°，位于所述输入轴右侧 轴段上的两个转臂曲柄的偏心距相同且相位相错180°，中间轴段上的两个转臂曲柄分别 各自连接有一个一级传动摆线轮，左侧轴段上的两个转臂曲柄分别各自连接有一个二级左 置摆线轮，右侧轴段上的两个转臂曲柄分别各自连接有一个二级右置摆线轮；所述一级摆 线轮、二级左置摆线轮和二级右置摆线轮具有不同的摆线齿数，所述固定针齿壳的左端设 有左输出盘，所述固定针齿壳的右端设有右输出盘，在所述一级摆线轮、二级左置摆线轮和 二级右置摆线轮的同一分度圆上均布有多个柱销孔，每个柱销孔内均分别贯穿有一柱销， 所述柱销上套装有柱销套，所述柱销的两端分别固定有一与所述左输出盘和所述右输出盘 密封的压紧盘；所述固定针齿壳、左输出盘和右输出盘上均分别镶嵌有针齿销；所述一级 摆线轮与镶嵌在所述固定针齿壳上的针齿销相啮合，所述二级左置摆线轮与镶嵌在左输出 盘上的针齿销相啮合，所述二级右置摆线轮与镶嵌在右输出盘上的针齿销相啮合；所述固 定针齿壳与两端的左输出盘和右输出盘之间均分别设有外支撑轴承；所述左输出盘和所述 右输出盘分别与同侧的压紧盘之间设有内支撑轴承；所述输入轴与两端的压紧盘之间均分 别设有支撑轴承。
[0006] 进一步讲，所述压紧盘采用螺钉与柱销连接。
[0007] 当所述一级摆线轮、二级左置摆线轮和二级右置摆线轮与各自相啮合的针齿销之 zz (Z, >z "+"〉 间均分别满足一齿差条件时，所述左输出盘的传动比为：4 7 7 Z| _ 乂3 Zj < Z：,- Z Z (Z, >z, "+"） 所述右输出盘的传动比为：. 75 其中，Zi为一级摆线轮（4)的 齿数，22为固定针齿壳上针齿销（14)的数目；Z3为二级左置摆线轮的齿数，Z4为左输出盘 上的针齿销的数目；Z5为二级右置摆线轮的齿数，Z6为右输出盘上的针齿销的数目；〃+〃表 示左输出盘或右输出盘的转向与输入轴的转向相同；〃_〃表示左输出盘或右输出盘的转向 与输入轴的转向相反。
[0008] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0009] (1)本发明通过采用两级摆线针轮复合传动结构设计，实现了减速器同轴双向输 出传动。此外，相对于传统的渐开线齿轮传动结构设计，由于本发明创造完全利用摆线针轮 传动原理实现，因此保证了减速器具备传动比大，传动精度高以及承载能力高等优点。
[0010] (2)由于各级摆线轮的齿数以及与其相啮合的针齿数可以任意选取，因此本发明 所提到的同轴双向输出减速器的两个输出传动可以实现传动比的独立设计，即传动比大小 可以不同，两侧输出盘的回转方向可以相同也可以相反。
[0011] (3)与现有技术相比，本发明所提到的同轴双向输出减速器具有更紧凑的结构，即 更小的径向和轴向尺寸，因此可以节省安装空间。
【专利附图】
【附图说明】
[0012] 图1是本发明同轴单输入双向输出大速比摆线减速器的轴向剖视图；
[0013] 图2是图1所示减速器的A-A剖面图；
[0014] 图3是图1所示减速器的B-B剖面图；
[0015] 图4是图1所示减速器的C-C剖面图。
[0016] 图中：1-输入轴，2-键，3-偏心圆柱滚子轴承，4- 一级传动摆线轮，5-二级左 置摆线轮，6-二级右置摆线轮，7-柱销，8-柱销套，9-螺钉，10-压紧盘，11-固定针齿 壳，12-左输出盘，13-右输出盘，14-针齿销，15-外支撑轴承，16-内支撑轴承，17-支撑 轴承。
【具体实施方式】
[0017] 下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述。
[0018] 如图1所示，本发明一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器，包括输入轴1和 固定针齿壳11，所述输入轴1上加工有键槽，通过键2的连接与三组共六个偏心圆柱滚子 轴承3错位相连，偏心圆柱滚子轴承3两两一组，同一组内的两个偏心圆柱滚子轴承3具有 相同偏心距、且在输入轴1上相位相错180°布置，不同组的偏心圆柱滚子轴承3具有不同 偏心距，从而构成具有六个相错偏心位的转臂曲柄，即，位于所述输入轴1中间轴段上的两 个转臂曲柄的偏心距相同且相位相错180°，位于所述输入轴1左侧轴段上的两个转臂曲 柄的偏心距相同且相位相错180°，位于所述输入轴1右侧轴段上的两个转臂曲柄的偏心 距相同且相位相错180°。
[0019] 中间轴段上的两个转臂曲柄分别各自连接有一个一级传动摆线轮4,左侧轴段上 的两个转臂曲柄分别各自连接有一个二级左置摆线轮5,右侧轴段上的两个转臂曲柄分别 各自连接有一个二级右置摆线轮6 ;所述一级摆线轮4、二级左置摆线轮5和二级右置摆线 轮6具有不同的摆线齿数。
[0020] 所述固定针齿壳11的左端设有左输出盘12,所述固定针齿壳11的右端设有右输 出盘13,在所述一级摆线轮4、二级左置摆线轮5和二级右置摆线轮6的同一分度圆上均布 有多个柱销孔，每个柱销孔内均分别贯穿有一柱销7,所述柱销7上套装有柱销套8,另外， 由于一级摆线轮4、二级左置摆线轮5和二级右置摆线轮6是分别安装在具有不同偏心距的 转臂曲柄上的，为实现柱销套8与柱销孔的顺畅接触而不发生干涉卡死现象，因此一级摆 线轮4、二级左置摆线轮5和二级右置摆线轮6上的柱销孔的直径是不同的，所述柱销7的 两端分别固定有一与所述左输出盘12和所述右输出盘13密封的压紧盘10,所述压紧盘10 采用螺钉9与柱销7连接，所述压紧盘10用以在回转轴线方向相对固定针齿壳11压紧左 输出盘12和右输出盘13。
[0021] 所述固定针齿壳11、左输出盘12和右输出盘13上均分别镶嵌有针齿销；如图3 所示，所述一级摆线轮4与镶嵌在所述固定针齿壳11上的针齿销相啮合，构成本发明减速 器的一级传动；如图2所示，所述二级左置摆线轮5与镶嵌在左输出盘12上的针齿销相啮 合，构成本发明减速器的二级左输出传动；如图4所示，所述二级右置摆线轮6与镶嵌在右 输出盘13上的针齿销相哨合，构成本发明减速器的二级右输出传动。
[0022] 所述固定针齿壳11与两端的左输出盘12和右输出盘13之间均分别通过外支撑 轴承15连接与定位；所述左输出盘12和所述右输出盘13分别与同侧的压紧盘之间均分别 通过内支撑轴承16连接与定位；所述输入轴与两端的压紧盘之间均分别通过支撑轴承17 连接与定位。
[0023] 本发明通过上述多级摆线针轮复合传动结构设计，可以实现减速器同轴双向传 动，且具备传动比大、精度高、效率高、刚性高、承载高和使用寿命长的优点，特别适合于搅 拌机、飞行器以及潜水器的双桨共轴传动中。本发明中的左输出盘12和右输出盘13可以实 现相同转向或相反转向的输出运动，且两个方向的输出传动比大小不同，可进行独立设计。 具体讲，当所述一级摆线轮4、二级左置摆线轮5和二级右置摆线轮6与各自相啮合的针齿 销之间均分别满足一齿差条件时，
[0024] 所述左输出盘的传动比的计算公式为：
[0025] ._ z,z4 rz,>z3 "+"、 1左-?' U<z; "― "少
[0026] 所述右输出盘的传动比的计算公式为：
[0027] ,_ Ζ,Ζ6 ?Ζ,>Ζ5 ，，+η. !右- Ζ「ζ5 [ζ,<ζ5 ''J，
[0028] 其中，Zi为一级摆线轮⑷的齿数，Ζ2为固定针齿壳11上针齿销（14)的数目；Ζ3 为二级左置摆线轮5的齿数，Ζ4为左输出盘12上的针齿销（14)的数目；Ζ5为二级右置摆 线轮6的齿数，Ζ 6为右输出盘13上的针齿销（14)的数目；〃+〃表示左输出盘12或右输出 盘13的转向与输入轴1的转向相同；〃_〃表示左输出盘12或右输出盘13的转向与输入轴 1的转向相反。
[0029] 例如，取一级摆线轮齿数为39,固定针齿壳上针齿销的数目为40,二级左置摆线 轮齿数为37,左输出盘上的针齿销的数目为38,二级右置摆线轮齿数为41，右输出盘上的 针齿销的数目为42。通过上述传动比计算公式可得到，减速器左侧输出传动比为+741，旋 向与输入轴相同，右侧输出传动比为-819,旋向与输入轴相反。
[0030] 以上所述的实施例仅仅是对本发明一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器 的优选实施方式进行描述，尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限 于上述的【具体实施方式】，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的 普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这 些均属于本发明的保护之内。
【权利要求】
1. 一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器，包括输入轴（1)和固定针齿壳（11)， 其特征在于， 所述输入轴（1)通过键连接与六个偏心圆柱滚子轴承（3)错位相连，偏心圆柱滚子轴 承（3)两两一组，同一组内的两个偏心圆柱滚子轴承（3)具有相同偏心距、且在输入轴（1) 上相位相错180°布置，不同组的偏心圆柱滚子轴承（3)具有不同偏心距，从而构成具有 六个相错偏心位的转臂曲柄，位于所述输入轴（1)中间轴段上的两个转臂曲柄的偏心距相 同且相位相错180°，位于所述输入轴（1)左侧轴段上的两个转臂曲柄的偏心距相同且相 位相错180°，位于所述输入轴（1)右侧轴段上的两个转臂曲柄的偏心距相同且相位相错 180°，中间轴段上的两个转臂曲柄分别各自连接有一个一级传动摆线轮（4)，左侧轴段上 的两个转臂曲柄分别各自连接有一个二级左置摆线轮（5)，右侧轴段上的两个转臂曲柄分 别各自连接有一个二级右置摆线轮（6);所述一级摆线轮（4)、二级左置摆线轮（5)和二级 右置摆线轮（6)具有不同的摆线齿数， 所述固定针齿壳（11)的左端设有左输出盘（12)，所述固定针齿壳（11)的右端设有右 输出盘（13)， 在所述一级摆线轮（4)、二级左置摆线轮（5)和二级右置摆线轮（6)的同一分度圆上 均布有多个柱销孔，每个柱销孔内均分别贯穿有一柱销（7)，所述柱销（7)上套装有柱销套 (8)，所述柱销（7)的两端分别固定有一与所述左输出盘（12)和所述右输出盘（13)密封的 压紧盘； 所述固定针齿壳（11)、左输出盘（12)和右输出盘（13)上均分别镶嵌有针齿销；所述 一级摆线轮（4)与镶嵌在所述固定针齿壳（11)上的针齿销相啮合，所述二级左置摆线轮 (5)与镶嵌在左输出盘（12)上的针齿销相啮合，所述二级右置摆线轮（6)与镶嵌在右输出 盘（13)上的针齿销相啮合； 所述固定针齿壳（11)与两端的左输出盘（12)和右输出盘（13)之间均分别设有外支 撑轴承（15);所述左输出盘（12)和所述右输出盘（13)分别与同侧的压紧盘之间设有内支 撑轴承（16);所述输入轴与两端的压紧盘之间均分别设有支撑轴承（17)。
2. 根据权利要求1所述的一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器，其特征在于， 所述压紧盘采用螺钉（9)与柱销（7)连接。
3. 根据权利要求1所述的一种同轴单输入双向输出大速比摆线减速器，其特征在于， 当所述一级摆线轮（4)、二级左置摆线轮（5)和二级右置摆线轮（6)与各自相啮合的针齿销 之间均分别满足一齿差条件时， ζζ Γζ, >ζ. "+Λ 所述左输出盘的传动比为：4 7 所述右输出盘的传动比 Z| - ζ ? ^ Ζ, < ζ：? J ζ,ζ (ζ, >ζ, "+Λ 为"右=7 - 7 7 <7 ；其中， Zi为一级摆线轮⑷的齿数，Ζ2为固定针齿壳（11)上针齿销（14)的数目； Ζ3为二级左置摆线轮（5)的齿数，Ζ4为左输出盘（12)上的针齿销（14)的数目； Ζ5为二级右置摆线轮（6)的齿数，Ζ6为右输出盘（13)上的针齿销（14)的数目； 〃+〃表示左输出盘（12)或右输出盘（13)的转向与输入轴（1)的转向相同；〃-〃表示左 输出盘（12)或右输出盘（13)的转向与输入轴（1)的转向相反。
【文档编号】F16H1/28GK104121334SQ201410333830
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2014年7月14日
【发明者】许立新 申请人:天津职业技术师范大学