三齿联动双曲柄针轮输出摆线少齿差行星减速器的制作方法

本发明属于机械传动技术领域，提供一种可应用于矿山、冶金、化工、起重运输、建筑工程等工业部门机械设备中减速系统执行机构的三齿联动双曲柄针轮输出摆线少齿差行星减速器。

背景技术：

目前，渐开线少齿差行星减速器在实际使用过程中存在以下主要缺陷：第一，同时啮合齿数少，承载能力低；第二，当传递载荷较大时，轮齿会发生较大的弹性变形，导致整机传动不平稳、噪声高；第三，整机结构外形尺寸、体积较大，难以缩小。

技术实现要素：

为了解决现有行星减速器存在的体积大、承载能力低、传动不平稳、传动效率低、易变形等技术问题，本发明提供一种三齿联动双曲柄针轮输出摆线少齿差行星减速器。

本发明解决技术问题所采取的技术方案如下：

三齿联动双曲柄针轮输出摆线少齿差行星减速器，其包括输出轴、第一输出轴支撑轴承、第二输出轴支撑轴承、第一Ⅰ号曲柄轴支撑轴承、第一无外圈圆柱滚子轴承、第一间隔环、第二无外圈圆柱滚子轴承、第二间隔环、第三无外圈圆柱滚子轴承、第三间隔环、针齿销、第四无外圈圆柱滚子轴承、第二Ⅰ号曲柄轴支撑轴承、Ⅰ号渐开线行星齿轮、Ⅰ号曲柄轴、第一输入齿轮轴支撑轴承、第二输入齿轮轴支撑轴承、输入齿轮轴、Ⅱ号渐开线行星齿轮、Ⅱ号曲柄轴、第二Ⅱ号曲柄轴支撑轴承、第八无外圈圆柱滚子轴承、第一摆线轮、第七无外圈圆柱滚子轴承、第二摆线轮、第六无外圈圆柱滚子轴承、第三摆线轮、第四摆线轮、第五无外圈圆柱滚子轴承、均载盘、第一Ⅱ号曲柄轴支撑轴承、均载盘支撑轴承、轴套、上箱盖、联接螺栓和下箱体；输入齿轮轴通过第一输入齿轮轴支撑轴承和第二输入齿轮轴支撑轴承支撑，第一输入齿轮轴支撑轴承和第二输入齿轮轴支撑轴承的外圈安装在上箱盖和下箱体的轴承支座上，输入齿轮轴的齿轮副分别与Ⅰ号渐开线行星齿轮、Ⅱ号渐开线行星齿轮的齿轮副啮合；Ⅰ号渐开线行星齿轮与Ⅰ号曲柄轴采用渐开线花键联接，Ⅰ号曲柄轴通过第一Ⅰ号曲柄轴支撑轴承与第二Ⅰ号曲柄轴支撑轴承支撑；第一Ⅰ号曲柄轴支撑轴承的外圈安装在均载盘的轴承孔中，第二Ⅰ号曲柄轴支撑轴承的外圈安装在上箱盖、下箱体的轴承支座上；Ⅰ号曲柄轴具有四个偏心，偏心位置分别安装第一无外圈圆柱滚子轴承、第二无外圈圆柱滚子轴承、第三无外圈圆柱滚子轴承和第四无外圈圆柱滚子轴承的内圈；Ⅱ号渐开线行星齿轮、Ⅱ号曲柄轴采用渐开线花键联接；Ⅱ号曲柄轴通过第一Ⅱ号曲柄轴支撑轴承和第二Ⅱ号曲柄轴支撑轴承支撑，第一Ⅱ号曲柄轴支撑轴承的外圈安装在上箱盖、下箱体的轴承支座上，第二Ⅱ号曲柄轴支撑轴承的外圈安装在的轴承孔中；Ⅱ号曲柄轴具有四个偏心，偏心位置分别安装第八无外圈圆柱滚子轴承、第七无外圈圆柱滚子轴承、第六无外圈圆柱滚子轴承和第五无外圈圆柱滚子轴承的内圈；第一摆线轮上对称设有两个轴承孔，轴承孔中心圆的直径等于Ⅰ号渐开线行星齿轮与Ⅱ号渐开线行星齿轮的中心距，两个轴承孔的内壁分别作为第四无外圈圆柱滚子轴承与第八无外圈圆柱滚子轴承的外圈；第二摆线轮上对称设有两个轴承孔，轴承孔中心圆的直径等于Ⅰ号渐开线行星齿轮与Ⅱ号渐开线行星齿轮的中心距，两个轴承孔的内壁分别作为第三无外圈圆柱滚子轴承与第七无外圈圆柱滚子轴承的外圈；第三摆线轮上对称设有两个轴承孔，轴承孔中心圆的直径等于Ⅰ号渐开线行星齿轮与Ⅱ号渐开线行星齿轮的中心距，两个轴承孔的内壁分别作为第二无外圈圆柱滚子轴承与第六无外圈圆柱滚子轴承的外圈；第四摆线轮上对称设有两个轴承孔，轴承孔中心圆的直径等于Ⅰ号渐开线行星齿轮与Ⅱ号渐开线行星齿轮的中心距，两个轴承孔的内壁分别作为第一无外圈圆柱滚子轴承与第五无外圈圆柱滚子轴承的外圈；第一摆线轮与第二摆线轮通过第三间隔环隔开，第二摆线轮与第三摆线轮通过第二间隔环隔开，第四摆线轮与第三摆线轮通过第一间隔环隔开；针齿销安装在输出轴的针齿销孔中；均载盘通过均载盘支撑轴承支撑，均载盘支撑轴承安装在输出轴上；输出轴通过第一输出轴支撑轴承和第二输出轴支撑轴承支撑，第一输出轴支撑轴承和第二输出轴支撑轴承的外圈安装在上箱盖和下箱体的轴承支座上；用于定位第一输出轴支撑轴承和第二输出轴支撑轴承内圈的轴套安装在输入轴上，上箱盖和下箱体通过联接螺栓联接。

本发明的有益效果如下：

第一，本发明的行星减速器传动比大，整机采用两级减速，第Ⅰ级采用渐开线直齿圆柱齿轮传动，第Ⅱ级采用摆线轮与针轮啮合传动，其中摆线轮针轮传动比可达9~87；

第二，本发明的行星减速器承载能力强，摆线轮与针轮属于硬齿面多齿啮合，同时啮合齿数多，理论上可达针齿总齿数的一半；

第三，本发明的行星减速器结构简单紧凑，一方面省略了传统摆线轮针轮啮合传动的柱销输出机构，另一方面将双曲柄向内平移到摆线轮幅板内部，大大减小了减速器整机的外形尺寸和重量；

第四，本发明的行星减速器第Ⅰ级减速系统采用渐开线圆柱齿轮啮合，实现了功率分流，同时亦有效的克服了第Ⅱ级摆线轮针轮啮合传动中的死点问题；

第五，本发明的行星减速器第Ⅱ级摆线轮针轮啮合传动中使用四片摆线轮，且两两相位差为180°，可有效克服振动，同时实现机构受力的静平衡和动平衡。

附图说明

图1是本发明三齿联动双曲柄针轮输出摆线少齿差行星减速器的外观主视结构示意图。

图2是图1的轴向剖面的俯视结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的三齿联动双曲柄针轮输出摆线少齿差行星减速器包括输出轴1、第一输出轴支撑轴承2、第二输出轴支撑轴承3、第一Ⅰ号曲柄轴支撑轴承4、第一无外圈圆柱滚子轴承5、第一间隔环6、第二无外圈圆柱滚子轴承7、第二间隔环8、第三无外圈圆柱滚子轴承9、第三间隔环10、针齿销11、第四无外圈圆柱滚子轴承12、第二Ⅰ号曲柄轴支撑轴承13、Ⅰ号渐开线行星齿轮14、Ⅰ号曲柄轴15、第一输入齿轮轴支撑轴承16、第二输入齿轮轴支撑轴承17、输入齿轮轴18、Ⅱ号渐开线行星齿轮19、Ⅱ号曲柄轴20、第二Ⅱ号曲柄轴支撑轴承21、第八无外圈圆柱滚子轴承22、第一摆线轮23、第七无外圈圆柱滚子轴承24、第二摆线轮25、第六无外圈圆柱滚子轴承26、第三摆线轮27、第四摆线轮28、第五无外圈圆柱滚子轴承29、均载盘30、第一Ⅱ号曲柄轴支撑轴承31、均载盘支撑轴承32、轴套33、上箱盖34、联接螺栓35和下箱体36。

输入齿轮轴18通过第一输入齿轮轴支撑轴承16和第二输入齿轮轴支撑轴承17支撑，第一输入齿轮轴支撑轴承16和第二输入齿轮轴支撑轴承17的外圈安装在上箱盖34和下箱体36的轴承支座上，输入齿轮轴18的齿轮副分别与Ⅰ号渐开线行星齿轮14、Ⅱ号渐开线行星齿轮19的齿轮副啮合。

Ⅰ号渐开线行星齿轮14与Ⅰ号曲柄轴15采用渐开线花键联接，Ⅰ号曲柄轴15通过第一Ⅰ号曲柄轴支撑轴承4与第二Ⅰ号曲柄轴支撑轴承13支撑；第一Ⅰ号曲柄轴支撑轴承4的外圈安装在均载盘30的轴承孔中，第二Ⅰ号曲柄轴支撑轴承13的外圈安装在上箱盖34、下箱体36的轴承支座上。

Ⅰ号曲柄轴15具有四个偏心，偏心位置分别安装第一无外圈圆柱滚子轴承5、第二无外圈圆柱滚子轴承7、第三无外圈圆柱滚子轴承9和第四无外圈圆柱滚子轴承12的内圈；Ⅱ号渐开线行星齿轮19、Ⅱ号曲柄轴20采用渐开线花键联接。

Ⅱ号曲柄轴20通过第一Ⅱ号曲柄轴支撑轴承31和第二Ⅱ号曲柄轴支撑轴承21支撑，第一Ⅱ号曲柄轴支撑轴承21的外圈安装在上箱盖34、下箱体36的轴承支座上，第二Ⅱ号曲柄轴支撑轴承31的外圈安装在30的轴承孔中；Ⅱ号曲柄轴20具有四个偏心，偏心位置分别安装第八无外圈圆柱滚子轴承22、第七无外圈圆柱滚子轴承24、第六无外圈圆柱滚子轴承26和第五无外圈圆柱滚子轴承29的内圈。

第一摆线轮23上对称设有两个轴承孔，轴承孔中心圆的直径等于Ⅰ号渐开线行星齿轮14与Ⅱ号渐开线行星齿轮19的中心距，两个轴承孔的内壁分别作为第四无外圈圆柱滚子轴承12与第八无外圈圆柱滚子轴承22的外圈。

第二摆线轮25上对称设有两个轴承孔，轴承孔中心圆的直径等于Ⅰ号渐开线行星齿轮14与Ⅱ号渐开线行星齿轮19的中心距，两个轴承孔的内壁分别作为第三无外圈圆柱滚子轴承9与第七无外圈圆柱滚子轴承24的外圈。

第三摆线轮27上对称设有两个轴承孔，轴承孔中心圆的直径等于Ⅰ号渐开线行星齿轮14与Ⅱ号渐开线行星齿轮19的中心距，两个轴承孔的内壁分别作为第二无外圈圆柱滚子轴承7与第六无外圈圆柱滚子轴承26的外圈。

第四摆线轮28上对称设有两个轴承孔，轴承孔中心圆的直径等于Ⅰ号渐开线行星齿轮14与Ⅱ号渐开线行星齿轮19的中心距，两个轴承孔的内壁分别作为第一无外圈圆柱滚子轴承5与第五无外圈圆柱滚子轴承29的外圈。

第一摆线轮22与第二摆线轮25通过第三间隔环10隔开，避免碰撞；第二摆线轮25与第三摆线轮27通过第二间隔环8隔开，避免碰撞；第四摆线轮28与第三摆线轮27通过第一间隔环6隔开，避免碰撞；针齿销11安装在输出轴1的针齿销孔中。

均载盘30通过均载盘支撑轴承32支撑，均载盘支撑轴承32安装在输出轴1上；输出轴1通过第一输出轴支撑轴承2和第二输出轴支撑轴承3支撑，第一输出轴支撑轴承2和第二输出轴支撑轴承3的外圈安装在上箱盖34和下箱体36的轴承支座上；用于定位第一输出轴支撑轴承2和第二输出轴支撑轴承3内圈的轴套33安装在输入轴1上，上箱盖34和下箱体36通过联接螺栓35联接。本发明整机采用两级减速，第Ⅰ级为渐开线圆柱齿轮传动，第Ⅱ级为摆线轮针轮啮合传动。

本发明的三齿联动双曲柄针轮输出摆线少齿差行星减速器的工作原理是：输入齿轮轴18为高速轴，输出轴1为低速轴。第Ⅰ级减速机构由输入齿轮轴18、Ⅰ号渐开线行星齿轮14、Ⅱ号渐开线行星齿轮19组成。当电动机带动输入齿轮轴18转动时，输入齿轮轴18的齿轮副分别与Ⅰ号渐开线行星齿轮14、Ⅱ号渐开线行星齿轮19啮合。Ⅰ号渐开线行星齿轮14与Ⅱ号渐开线行星齿轮19做定轴转动，转动方向相同，与输入齿轮轴18转动方向相反，实现功率分流。第Ⅱ级减速机构由四片摆线轮（即第一摆线轮23、第二摆线轮25、第三摆线轮27、第四摆线轮28）与针齿销13组成。Ⅰ号曲柄轴15的转速大小、方向与Ⅰ号渐开线行星齿轮14一致，Ⅱ号曲柄轴20的转速大小、方向与Ⅱ号渐开线行星齿轮19一致。四片摆线轮通过八个无外圈圆柱滚子轴承（即第一无外圈圆柱滚子轴承5、第二无外圈圆柱滚子轴承7、第三无外圈圆柱滚子轴承9、第四无外圈圆柱滚子轴承12、第五无外圈圆柱滚子轴承29、第六无外圈圆柱滚子轴承26、第七无外圈圆柱滚子轴承24、第八无外圈圆柱滚子轴承22）安装在Ⅰ号曲柄轴15与Ⅱ号曲柄轴20上。在Ⅰ号曲柄轴15与Ⅱ号曲柄轴20的转动驱使下，四片摆线轮的运动方式为平动，分别与针齿销11啮合。第一摆线轮23与第二摆线轮25的相位相差为180°，第四摆线轮28与第三摆线轮27的相位相差为180°，第二摆线轮25与第三摆线轮27的相位相同。针齿销11安装在输出轴1的针齿销孔中，输出轴1做定轴转动，进行运动与动力的输出。