一种大传动比少齿差行星齿轮传动装置的制作方法

本发明涉及机械传动领域，尤其涉及一种大传动比少齿差行星齿轮传动装置。

背景技术：

在机械传动装置中，为了减小传动装置的外形尺寸和重量，同时需要增大传动机构的传动比，目前多采用少齿差行星齿轮传动机构或行星齿轮传动机构来增大传动比。但现有的少齿差传动部分为满足动平衡需要两个外齿轮相位相错180度安装在偏心套上，如实现二级减速，第一级的输出轴为第二级的输入轴，这样总共需要四个外齿轮，导致传动装置体积较大，占用空间较多。另外，现有传动装置，大多采用多级少齿差传动、多级行星齿轮传动、定轴齿轮传动与少齿差传动组合及定轴齿轮传动与行星齿轮传动组合，很少利用少齿差齿轮传动和行星齿轮传动各自优点进行组合。

技术实现要素：

本发明目的就是为了弥补现有技术存在的缺陷，提供一种大传动比少齿差行星齿轮传动装置，解决现有传动装置的齿轮数量多、结构体积大、不能结合利用少齿差齿轮传动和行星齿轮传动优点的问题。

本发明技术方案如下：一种大传动比少齿差行星齿轮传动装置，包括壳体和可转动地安装在所述壳体上的输入轴和输出轴，所述输入轴和输出轴的回转中心同轴，所述输入轴的一端伸出所述壳体，所述输入轴的另一端与所述输出轴的一端转动连接，所述输出轴的另一端伸出所述壳体；所述输入轴上套设有与所述输入轴固定连接的偏心套，所述偏心套包括两个圆柱体状的偏心轴段，所述传动装置还包括第一外齿轮和第二外齿轮，所述第一外齿轮可转动地套设在靠近所述输入轴的所述一端的一个所述偏心轴段上，所述第二外齿轮可转动地套设在靠近所述输入轴的所述另一端的另一个所述偏心轴段上，所述第一外齿轮和第二外齿轮之间通过第一连接件连接，所述第一外齿轮与固定连接在所述壳体内壁上的第一内齿轮啮合，所述输入轴上还可转动地套设有转轴，所述转轴上设置有与所述转轴固定连接的连接盘，所述连接盘的内壁上固定连接有第二内齿轮，所述第二外齿轮与所述第二内齿轮啮合；所述转轴上套设有与所述转轴固定连接的太阳齿轮，所述壳体内壁上还固定连接有中心齿轮，所述太阳齿轮与中心齿轮之间设置有与所述太阳齿轮和中心齿轮啮合的行星齿轮，所述输出轴的所述一端上设置有与所述输出轴固定连接的行星架，所述行星架与所述行星齿轮通过第二连接件连接。

进一步，所述输入轴通过轴承被支承安装在所述壳体的一个侧壁上，所述输出轴通过轴承被支承安装在所述壳体的与所述一个侧壁相对的另一个侧壁上。

进一步，所述输出轴的所述一端上设置有连接盲孔，所述输入轴的所述另一端通过轴承连接设置在所述连接盲孔内。

进一步，所述第一外齿轮通过轴承套设在靠近所述输入轴的所述一端的一个所述偏心轴段上，所述第二外齿轮通过轴承套设在靠近所述输入轴的所述另一端的另一个所述偏心轴段上。

进一步，所述转轴通过轴承套设在所述输入轴上。

进一步，所述两个偏心轴段的偏向相位差为180°。

进一步，所述第一连接件为柱销，所述柱销一端通过球铰链与所述第一外齿轮连接，所述柱销另一端通过球铰链与所述第二外齿轮连接。

进一步，所述第二连接件为“z”型结构的柔性销轴，包括相互平行的两段刚性体和连接所述两段刚性体的弹性体，所述两段刚性体中的一段刚性体通过轴承连接设置在所述行星齿轮内，所述两段刚性体中的另一段刚性体固定连接设置在所述行星架内。

进一步，所述第一内齿轮的齿数比所述第一外齿轮的齿数多一个，所述第二内齿轮的齿数比所述第二外齿轮的齿数多一个，所述第一外齿轮的齿数与所述第二外齿轮的齿数相差一个。

本发明的有益效果在于：（1）该传动装置可实现三级减速，少齿差齿轮传动部分实现两级减速，行星齿轮传动部分实现一级减速，能够结合利用少齿差齿轮传动和行星齿轮传动优点；该传动装置少齿差齿轮传动部分实现两级减速总共只需要两个外齿轮，故实现同样大小传动比，该传动装置结构更加紧凑，占用空间更小。（2）传动装置的输入轴与输出轴的旋转轴线同轴，便于与其它装置连接，缩小传动装置的安装空间。（3）柱销两端通过球铰链与两外齿轮连接，安装简单，受力性能好；行星轮与行星架之间采用“z”型结构柔性销轴，均载效应良好并可降低扭转振动。

附图说明

图1为本发明的大传动比少齿差行星齿轮传动装置的结构示意图。

图2为本发明的柔性销轴的结构示意图。

其中；1-壳体；2-输入轴；3-偏心套；4-第一外齿轮；5-第一连接件；6-第二外齿轮；7-第一内齿轮；8-第二内齿轮；9-连接盘；10-中心齿轮；11-行星齿轮；12-第二连接件；13-太阳齿轮；14-行星架；15-输出轴；16-转轴；20-刚性体；21-弹性体。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作出简要说明。

如图1所示，一种大传动比少齿差行星齿轮传动装置，包括壳体1和可转动地安装在所述壳体1上的输入轴2和输出轴15，所述输入轴2和输出轴15的回转中心同轴，所述输入轴2的一端伸出所述壳体1，所述输入轴2的另一端与所述输出轴15的一端转动连接，所述输出轴15的另一端伸出所述壳体1；所述输入轴2上套设有与所述输入轴2固定连接的偏心套3，所述偏心套3包括两个圆柱体状的偏心轴段，所述传动装置还包括第一外齿轮4和第二外齿轮6，所述第一外齿轮4可转动地套设在靠近所述输入轴2的所述一端的一个所述偏心轴段上，所述第二外齿轮6可转动地套设在靠近所述输入轴2的所述另一端的另一个所述偏心轴段上，所述第一外齿轮4和第二外齿轮6之间通过第一连接件5连接，所述第一外齿轮4与固定连接在所述壳体1内壁上的第一内齿轮7啮合，所述输入轴2上还可转动地套设有转轴16，所述转轴16上设置有与所述转轴16固定连接的连接盘9，所述连接盘9的内壁上固定连接有第二内齿轮8，所述第二外齿轮6与所述第二内齿轮8啮合；所述转轴16上套设有与所述转轴16固定连接的太阳齿轮13，所述壳体1内壁上还固定连接有中心齿轮10，所述太阳齿轮13与中心齿轮10之间设置有与所述太阳齿轮13和中心齿轮10啮合的行星齿轮11，所述输出轴15的所述一端上设置有与所述输出轴15固定连接的行星架14，所述行星架14与所述行星齿轮11通过第二连接件12连接。

该大传动比少齿差行星齿轮传动装置的传动原理如下：该传动装置分为两部分，第一部分为少齿差齿轮行星运动，第二部分为传统行星齿轮传动，第一部分的输出轴即转轴16为第二部分的输入轴。偏心套3与输入轴2固定连接，偏心套3上有两个偏心轴段，偏心轴段为圆柱体，两个偏心轴段的轴心线相位相差为180度；第一外齿轮4与第二外齿轮6分别安装在偏心套的两个偏心段上并与其转动配合。输入轴2旋转，带动偏心套3上的第一外齿轮4与固定于壳体上的第一内齿轮7啮合产生行星运动，旋转方向与输入轴2相反。第一外齿轮4通过第一连接件5带动第二外齿轮6转动，第二外齿轮6与第一外齿轮4转速相同，同时在输入轴2上偏心套3带动下公转，第二外齿轮6复合运动通过与第二内齿轮8内啮合将动力传递给第一连接盘9；第一连接盘9与转轴16固定连接，将运动传递给太阳齿轮13，行星齿轮11同时与太阳齿轮13和固定于壳体的中心齿轮10啮合产生复合运动，行星齿轮11通过第二连接件12将公转运动传递给行星架14；行星架14与输出轴15固定连接最后将动力输出。

该传动装置的传动比计算如下：

第一部少齿差行星齿轮传动的传动比为：

其中，i1为第一部少齿差行星齿轮传动的传动比，为第一外齿轮齿数，为第一内齿轮齿数，为第二外齿轮齿数，为为第二内齿轮齿数。

当时，第一部分少齿差行星齿轮传动传动比最大：

第二部分传统行星齿轮传动的传动比：

其中，i2为第二部分传统行星齿轮传动的传动比，为太阳齿轮齿数，为中心齿轮齿数，n为中心齿轮与太阳齿轮的齿数之间的倍数，。

传动装置的总的传动比为：

其中，i为传动装置的总的传动比。

当第一外齿轮4齿数与第二外齿轮6齿数相差一个时，总的传动比最大为：

，或。

上述传动比计算表明，所述第一内齿轮7的齿数比所述第一外齿轮4的齿数多一个，所述第二内齿轮8的齿数比所述第二外齿轮6的齿数多一个，所述第一外齿轮4的齿数与所述第二外齿轮6的齿数相差一个时可得到最大传动比，最大传动比大小取决第一外齿轮4的齿数、第二内齿轮8的齿数及中心齿轮10与太阳齿轮之间的齿数的倍数三者的乘积，旋转方向取决于第一外齿轮4的齿数与第二外齿轮6的齿数的差值正负号。

该传动装置可实现三级减速，少齿差齿轮传动部分实现两级减速，行星齿轮传动部分实现一级减速，能够结合利用少齿差齿轮传动和行星齿轮传动优点；该传动装置少齿差齿轮传动部分实现两级减速总共只需要两个外齿轮，故实现同样大小传动比，该传动装置结构更加紧凑，占用空间更小。

为了减少转动部件之间的摩擦力，所述输入轴2通过轴承被支承安装在所述壳体1的一个侧壁上，所述输出轴15通过轴承被支承安装在所述壳体1的与所述一个侧壁相对的另一个侧壁上；所述输出轴15的所述一端上设置有连接盲孔，所述输入轴2的所述另一端通过轴承连接设置在所述连接盲孔内；所述第一外齿轮4通过轴承套设在靠近所述输入轴2的所述一端的一个所述偏心轴段上，所述第二外齿轮6通过轴承套设在靠近所述输入轴2的所述另一端的另一个所述偏心轴段上；所述转轴16通过轴承套设在所述输入轴2上。

为了平衡少齿差传动产生的惯性力，保持动平衡：所述两个偏心轴段的偏向相位差为180°。

所述第一连接件5为柱销，所述柱销一端通过球铰链与所述第一外齿轮4连接，所述柱销另一端通过球铰链与所述第二外齿轮6连接。柱销的数量可根据承载能力设定，柱销两端通过球铰链与两外齿轮连接，安装简单，受力性能好。

如图2所示，所述第二连接件12为“z”型结构的柔性销轴，包括相互平行的两段刚性体20和连接所述两段刚性体20的弹性体21，所述两段刚性体20中的一段刚性体20通过轴承连接设置在所述行星齿轮11内，所述两段刚性体20中的另一段刚性体20固定连接设置在所述行星架14内。柔性销轴受力过程中通过使弹性体21变形保持两段刚性体20平行，从而保证行星轮自转轴心线不偏斜，使行星齿轮11与太阳齿轮13和中心齿轮10啮合状态良好。同时采用“z”型结构柔性销轴还起到行星轮均载效应及降低扭转振动的作用。

本发明不局限于上述具体的实施方式，本发明可以有各种更改和变化。凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。