复合多重偏心齿轮传动变速装置的制作方法

本发明涉及机械传动技术领域，具体地说，涉及一种复合多重偏心齿轮传动变速装置，适用于国民经济及国防工业的各个领域，尤其适用于增速或减速速比需求很大的场所。

背景技术

常见的变速机构有平行轴齿轮传动、摆线针轮减速传动、行星齿轮传动、少齿差齿轮传动形式，当要求速比较大时，一般是将上述几种齿轮传动形式串联使用。

平行轴齿轮传动，即两个外齿轮或一个内齿轮与一个外齿轮相啮合，这种结构传动时只有一个齿轮啮合承载，当需求速比较大时传递的转矩也大，齿轮承受的载荷增大，极易磨损，齿轮寿命大大缩短。既要实现大速比又必须保证足够的刚性和强度，平行轴齿轮传动型式一般采用增加传动级数，同时还需加大齿轮模数以提高齿轮的承载能力，这就造成减速机体积和重量都非常大，且外形只能设置为不规则的方形结构，美感不足。

摆线针轮减速传动用于速比较大场合时，一般采用两级甚至三级串联的型式，随着运转时间的延长，相啮合的针齿与摆轮，逐步由滚动摩擦变为滑动摩擦，一方面导致传动效率降低；另一方面因磨损加剧，导致损坏，运转的可靠性得不到保证。

行星齿轮传动和少齿差齿轮传动，其承载能力较强，运行非常平稳，可靠性很高，但当要求速比较大时，需要进行2级甚至更多级的串联，导致轴向和径向尺寸都越来越大，结构复杂、体积较大，重量明显增加。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明提供一种复合多重偏心齿轮传动变速装置，包括安装在箱体内的第一重偏心变速机构、第二重偏心变速机构，第一重偏心变速机构包括第一偏心套、第一外齿轮、第一销轴、组合齿轮，组合齿轮的内圆周上设置有内齿，组合齿轮的外圆周上设置有外齿，其中，第一偏心套套装在第一连键轴上，所述第一偏心套包含沿外周均匀等分且沿轴向间隔布置的多个偏心量相同的第一偏心结构，对应地，在每个第一偏心结构的外周上安装有一个对应的第一外齿轮；第二重偏心变速机构包括组合齿轮、第二销轴、第一内齿轮，其中，对应第一偏心套的每个第一偏心结构设置有一个所述组合齿轮，各组合齿轮中的内齿、外齿在径向的偏心方向与所在的第一偏心结构的偏心方向一致，且各组合齿轮的内齿、外齿的偏心量相同，与箱体固定连接的第一销轴沿轴向延伸穿过所有第一外齿轮上的第一销孔；与箱体固定连接的第二销轴沿轴向延伸穿过所有组合齿轮上的第二销孔，每一组合齿轮的内齿均与对应的第一外齿轮啮合，而外齿均与第一内齿轮啮合，所述第一内齿轮与输出轴同轴固定连接。

优选地，在输出轴之前还具有第三重偏心变速机构，包括与第一内齿轮同轴固定联接的第三连键轴、第三偏心套、第三外齿轮、第三销轴、第三内齿轮，其中，第三连键轴向远离第一外齿轮的方向延伸，第三偏心套套装在第三连键轴上，第三偏心套包含沿外周均匀等分且沿轴向间隔布置的多个偏心量相同的第三偏心结构，在每个第三偏心结构的外周上安装有一个对应的第三外齿轮，与箱体固定连接的第三销轴沿轴向延伸穿过所有第三外齿轮上的第三销孔，在每个第三偏心结构的外周上安装有一个对应的第三外齿轮，所有第三外齿轮与第三内齿轮啮合，第三内齿轮与输出轴同轴固定连接。

优选地，第一偏心套包含两个偏心方向相反的第一偏心结构，或三个互呈120°均匀布置的第一偏心结构；第三偏心套包含两个偏心方向相反的第三偏心结构，或三个互呈120°均匀布置的第三偏心结构。

优选地，第一销轴、第二销轴、第三销轴为悬臂固定安装形式，或两端支撑的安装方式。

优选地，关于悬臂固定安装形式，第一销轴、第二销轴、第三销轴均通过对应的第二支撑轴承安装在从箱体的内壁延伸出的固定板上。

优选地，关于所述两端支撑安装方式，从第一内齿轮的第一齿轮轴上通过设置第一支撑轴承沿径向延伸出第一支撑体，第一销轴、第二销轴穿过第一外齿轮的一端固定在第一支撑体上，另一端与箱体固定连接；通过第三内齿轮的第三齿轮轴上设置的第三支撑轴承沿径向延伸出第三支撑体，第三销轴穿过第三外齿轮的一端固定在第三支撑体上，另一端与箱体固定连接。

优选地，所述第一内齿轮与第三连键轴是一体式结构，或分体组装式结构。

优选地，所述第一连键轴、第三连键轴上设置的键是平键、矩形花键或者渐开线花键中的一种。

优选地，第一连键轴靠向第一内齿轮的一端通过轴承安装在第一内齿轮的第一齿轮轴上；第三连键轴靠向第三内齿轮的一端通过轴承安装在第三内齿轮的第三齿轮轴上。

优选地，第一连键轴作为输入端，输出轴作为输出端，变速装置为减速装置；输出轴作为输入端，第一连键轴作为输出端，变速装置为增速装置。

通过设置多重偏心传动齿轮副在径向和轴向进行组合使用，可获得多次连续的变速传动，使输出轴获得更大速比的变速运动，不仅可用于减速场合也可用于增速传动场合。本发明的复合多重齿轮传动变速机构与传统的齿轮传动相比，相同外形尺寸或相同体积条件下，可获得的传动比更大；在相同的传动比条件下，可同时兼顾轴向和径向尺寸的协调，获得比较紧凑、美观的外形。本发明专利具有速比大、承载能力强、效率高、平稳性好、寿命长、噪音小、外形美观等显著优点。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本发明实施例的复合多重偏心齿轮传动变速装置的剖视图；

图2是表示本发明实施例的设有180°对称偏心曲拐的复合多重偏心齿轮传动变速装置的剖视图；

图3是表示本发明实施例的销轴两端固定安装的复合多重偏心齿轮传动变速装置的剖视图；

图4是表示本发明实施例的采用悬臂式结合轴承安装销轴的复合多重偏心齿轮传动变速装置的剖视图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的复合多重偏心齿轮传动变速装置的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

本实施例的复合多重偏心齿轮传动变速装置采用多重径向偏心齿轮传动副在径向和/或轴向进行组合，形成多个偏心变速机构，从而实现很大变速的目的。

下面以三个偏心变速机构为例进行说明，如图1所示，三个偏心变速机构安装在箱体100内，第一重偏心变速机构包括第一偏心套2、第一外齿轮4、第一销轴5、组合齿轮6，其中组合齿轮6的内圆周上设置有内齿61，组合齿轮6的外圆周上设置有外齿62。其中，第一偏心套2在径向的偏心量为a。第二重偏心变速机构包括组合齿轮6中的外齿62、第二销轴7、第一内齿轮8，其中，组合齿轮6中的内、外齿在径向的相互之间的偏心量为b。

第一偏心套2套装在第一连键轴1上，可以通过键连接。第一外齿轮4通过第一轴承3安装在第一偏心套2上。第一销轴5为悬臂式固定安装结构，即从箱体100延伸出固定板102，第一销轴5的一端穿过该固定板102并固定，第一销轴5的另一端沿轴向延伸穿过第一外齿轮4上的第一销孔41。使得第一销孔41的内圆周沿第一销轴5的外周滚动。同样地，第二销轴7也为悬臂式固定安装结构，也与箱体内部固定连接，并沿轴向延伸穿过组合内齿轮6上的第二销孔63。第一外齿轮4与内齿61啮合，第一内齿轮8与外齿62啮合。第二销孔63的内圆周沿第二销轴7的外周滚动。

当动力由第一连键轴1输入时，该机构为减速机构，下面具体说明其工作原理。

当动力驱动第一连键轴1旋转时，第一连键轴1利用第一偏心套2和第一轴承3驱动第一外齿轮4运动，第一外齿轮4受到固定安装的第一销轴5的限制不能转动，而是做环摆运动，所述环摆运动是指在第一外齿轮4与内齿61啮合的过程中，第一销孔41的内圆周沿第一销轴5的外周滚动。

同样地，组合齿轮6因受固定安装的第二销轴7的限制也不能作转动，而仅能作环摆运动，外齿62又不断地与第一内齿轮8啮合，从而驱使第一内齿轮8作连续的旋转运动，实现连续的第二次减速运动。

在一个可选实施例中，还具有第三重偏心变速机构，所述的第三重偏心变速机构包括与第一内齿轮8固定联接的第三连键轴9、第三偏心套10、第三外齿轮12、第三销轴13以及第三内齿轮14，其中第三偏心套10的径向的偏心量为c。

所述的第一内齿轮8与第三连键轴9同轴地固定联接为一体，第三连键轴9向远离第一外齿轮4的方向延伸。第三偏心套10套装在第三连键轴9上，第三偏心套10的偏心量为c。所述的第三外齿轮12通过第三轴承11安装在第三偏心套10上。所述的第三销轴13穿过第三外齿轮12上的第三销孔，第三销轴13同样为悬臂式固定安装结构，所述的第三内齿轮14与输出轴15固定联接为一体。

第三连键轴9与第一连键轴1同轴设置，并与第一内齿轮8固定联接，当第一内齿轮8连续两次降速以较低转速运转时，借助第三偏心套10和第三轴承11驱动第三外齿轮12，第三外齿轮12因受固定且悬臂安装的第三销轴13的限制作用而不能作连续旋转运动，仅能作环摆运动，第三外齿轮12作环摆运动时便驱动其外周的第三内齿轮14作连续旋转运动，实现第三次减速运动，此时与第三内齿轮14固定联接为一体的输出轴15获得非常低的转速，此变速机构经过径向与轴向组合齿轮连续数次降速传动后，获得非常大的传动速比。

当以输出轴15为动力输入端时，第一连键轴1将在连续三次增速后，获得非常大的增速传动比，第一连键轴1将输出较高转速运动。

在一个可选实施例中，所述第一销轴5、第二销轴7、第三销轴13均可分别设置为n只，n为不小于2的自然数。优选地，第一销轴5、第二销轴7、第三销轴13都是沿圆周方向均匀分布的。对应地，在第一外齿轮、组合齿轮和第三外齿轮上都对应分布着销孔。

在一个可选实施例中，第一销轴5、第二销轴7、第三销轴13均通过第二支撑轴承101安装在从箱体100延伸出的固定板102上，有种结构有助于降低磨损，寿命得以延长。

在一个可选实施例中，所述的第一销轴5、第二销轴7、第三销轴13既可以设置为悬臂固定安装形式，也可以设置为利用销轴的两端作支点固定安装。如图3所示，为增加第二销轴5、第三销轴7结构的稳定性，采用了两端有支撑的结构型式。具体说，可以从第一内齿轮8的第一齿轮轴81上通过设置第一支撑轴承16沿径向延伸出第一支撑体17，第一销轴5、第二销轴7穿过第一外齿轮的一端可以固定在第一支撑体17上，另一端与箱体固定连接。同样地，通过第三内齿轮的第三齿轮轴141上设置的第三支撑轴承18沿径向延伸出第三支撑体19，第三销轴13穿过第三外齿轮12的一端可以固定在第三支撑体18上，另一端与箱体固定连接。

在一个可选实施例中，所述第一偏心套2、第三偏心套10中的至少一个可以包含沿外周均匀等分且沿轴向间隔布置的多个偏心量相同的偏心结构，下面以第一偏心套2为例进行说明。例如第一偏心套2具有n个偏心结构，这n个偏心结构在轴向间隔布置，且沿外周均匀布置。对应地，在每个偏心结构的外周设置有一个对应的第一外齿轮4。对应第一偏心套的每个第一偏心结构设置有一个所述组合齿轮，各组合齿轮中的内齿、外齿在径向的偏心方向与所在的第一偏心结构的偏心方向一致，且各组合齿轮中的内齿、外齿的偏心量相同。所述多个偏心结构可以是双向180°对称偏心、互呈120°均匀布置偏心结构、或n个(360/n)°的均匀等分布置的偏心结构。当然，单向偏心(即偏心套只有一个方向的偏心)也是可以的。

图2是本发明的变速装置中第一偏心套2、第三偏心套10分别轴向设置了两个互呈180°对称的曲拐偏心结构，如图2所示，第一偏心套2的两组偏心径向依次设有相同的两组第一轴承3、第一外齿轮4、组合齿轮6；其中固定安装的第一销轴5同时限制了两只第一外齿轮4的旋转运动，使得两只第一外齿轮4只能作180°对称环摆运动；同样地固定安装在箱体上的第二销轴7也同时限制了两个组合齿轮6作旋转运动，使两只组合齿轮6只能作对称环摆运动，两只组合齿轮6将同时驱动第一内齿轮8作低速旋转运动。第三偏心套10的两组均布偏心结构外周分别设置了两组第三轴承11、第三外齿轮12，第三销轴13同时穿过两只第三外齿轮12的销孔，第三销轴13也同时限制了两只第三外齿轮12的旋转运动，只能作环摆运动。这种偏心套上设置互呈180°对称偏心的驱动结构型式，能将运动中两组齿轮啮合时产生的部分作用力相互平衡并抵消，这种结构更加有益于延长齿轮寿命，降低齿轮传动噪音和增加机构的稳定性。

在一个可选实施例中，所述第一内齿轮8与第三连键轴9可以是一体式结构，也可以是通过固定联接的方式成为一整体。同样地，所述第三内齿轮14与输出轴15可以是一体式结构，也可以是通过固定联接的方式成为一整体。

在一个可选实施例中，所述第一连键轴1、第三连键轴9上设置的键可以是平键、矩形花键或者渐开线花键。

在一个可选实施例中，第一连键轴1靠向第一内齿轮8的一端通过轴承安装在第一齿轮轴81上。同样地，第三连键轴9靠向第三内齿轮14的一端通过轴承安装在第三齿轮轴141上。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。