滚柱齿轮传动结构的制作方法

本发明涉及机械传动领域，特别地，涉及一种滚柱齿轮传动结构。

背景技术：

目前在传动系统中，为了满足大传动比的要求，主要采用两级行星齿轮传动的结构方式。该结构主要由Ⅰ级太阳齿轮、Ⅰ级行星齿轮、Ⅰ级行星架、Ⅰ级固定齿圈、Ⅱ级太阳齿轮、Ⅱ级行星齿轮、Ⅱ级行星架、Ⅱ级固定齿圈等零件组成，行星齿轮通过轴承固定在行星架上。由Ⅰ级太阳齿轮传入扭矩，Ⅰ级行星齿轮带动Ⅰ级行星架转动，Ⅱ级太阳齿轮与Ⅰ级行星架连接使Ⅱ级太阳齿轮转动，Ⅱ级太阳齿轮通过Ⅱ级固定齿圈驱动Ⅱ级行星齿轮和Ⅱ级行星架转动，Ⅱ级行星架带动输出轴转动，将扭矩传递到输出轴上。

该结构的主要缺点是：结构复杂，零件数量较多，系统的高度和重量大，且行星齿轮的不均载特性导致工作不平稳，噪声较大。

技术实现要素：

本发明提供了一种新型滚柱齿轮传动结构，以解决现有两级行星齿轮的结构复杂、工作不平稳且噪声较大的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种滚柱齿轮传动结构，该滚柱齿轮传动结构包括提供功率输入的主动齿轮、沿主动齿轮圆周方向设置的多个与主动齿轮啮合的滚柱齿轮、多个分别与任意两个相邻的滚柱齿轮啮合的中间齿轮，以及与中间齿轮啮合的从动齿圈；

通过滚柱齿轮分别与主动齿轮和中间齿轮之间的啮合产生的径向力实现滚柱齿轮的自定心，从动齿圈为柔性齿圈，通过从动齿圈与中间齿轮啮合产生的径向力以实现各个齿轮间载荷均匀，从动齿圈经连接件与用于功率输出的输出轴连接，主动齿轮与输出轴同心设置。

进一步地，主动齿轮包括共轴设置的上齿轮以及位于上齿轮下方的下齿轮，滚柱齿轮包括共轴的上滚柱齿轮、下滚柱齿轮以及设置在其之间的直齿轮，中间齿轮包括共轴的小齿轮以及位于小齿轮上方的大齿轮，上齿轮与上滚柱齿轮啮合，下齿轮与下滚柱齿轮啮合，直齿轮与两个相邻的大齿轮啮合。

进一步地，中间齿轮上设有与其同轴的输出齿轮，从动齿圈包括与输出齿轮啮合的第一从动齿圈以及与小齿轮啮合的第二从动齿圈。

进一步地，第一从动齿圈的圆周方向设有第一悬臂，第二从动齿圈的圆周方向设有第二悬臂，第一悬臂和第二悬臂经螺栓组件与输出轴连接。

进一步地，上滚柱齿轮、下滚柱齿轮与直齿轮之间采用电子束焊连接，经滚柱齿轮锁紧螺母轴向定位。

进一步地，大齿轮和小齿轮之间采用电子束焊连接，并经嵌于滚柱齿轮的凹肩内的锁紧螺母轴向定位。

进一步地，中间齿轮由滚子轴承支撑，滚子轴承的外环经中间齿轮的内挡肩于轴向定位，并经间隔套对滚子轴承外环的轴向压紧；滚子轴承的内环经沿中间齿轮轮轴方向设置的齿轮架的挡肩于轴向定位，并经滚子轴承锁紧螺母锁紧。

进一步地，齿轮架经螺栓组件固定于固定机匣上，以防止齿轮架相对中间齿轮发生转动。

进一步地，滚子轴承为球面滚子轴承。

进一步地，上齿轮和下齿轮之间设有用于功率输入的花键，输出轴上设有用于功率输出的花键。

本发明具有以下有益效果：

本发明的滚柱齿轮传动结构，通过滚柱齿轮分别与主动齿轮和中间齿轮啮合产生的径向力实现滚柱齿轮的自动定心和预压紧，中间齿轮与从动齿圈啮合，从动齿圈经连接件与输出轴连接，以将扭矩传递给输出轴；从动齿圈采用柔性齿圈，通过中间齿轮与从动齿圈啮合产生的径向力使轮缘产生径向变形，促使各齿轮间的载荷均匀，降低了齿轮工作时的噪音，且该传动结构零件少，重量轻，传动比大。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的滚柱齿轮传动结构示意图；

图2是本发明优选实施例的滚柱齿轮径向受力示意图。

附图说明：

1、主动齿轮；11、上齿轮；12、下齿轮；13、花键；

2、滚柱齿轮；21、上滚柱齿；22、下滚柱齿；23、直齿轮；24、凹肩；

3、中间齿轮；31、小齿轮；32、大齿轮；

4、输出齿轮；

5、从动齿圈；51、第一从动齿圈；511、第一悬臂；52、第二从动齿圈；521、第二悬臂；

6、齿轮架；7、输出轴；8、滚子轴承；9、间隔套；14、固定机匣；15、从动机匣；16、连接盘；17、锁紧螺母。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1，本发明的优选实施例提供了一种滚柱齿轮传动结构，该滚柱齿轮传动结构包括提供功率输入的主动齿轮1、沿所述主动齿轮1圆周方向设置的多个与主动齿轮1啮合的滚柱齿轮2、多个分别与任意两个相邻的滚柱齿轮2啮合的中间齿轮3，以及与中间齿轮3啮合的从动齿圈5；

通过滚柱齿轮2分别与主动齿轮1和中间齿轮3之间的啮合产生的径向力实现所述滚柱齿轮2的自定心，该从动齿圈5为柔性齿圈，通过从动齿圈5与所述中间齿轮3啮合产生的径向力以实现各个齿轮间载荷均匀，所述从动齿圈5经连接件与用于功率输出的输出轴7连接，所述主动齿轮1与所述输出轴7同心设置。在本实施例中，所述连接件为螺栓组件，也可以是其他连接件。

本实施例的滚柱齿轮传动结构，通过滚柱齿轮分别与主动齿轮和中间齿轮啮合产生的径向力实现滚柱齿轮的自动定心和预压紧，中间齿轮与从动齿圈啮合，从动齿圈经连接件与输出轴连接，以将扭矩传递给输出轴；从动齿圈采用柔性齿圈，通过中间齿轮与从动齿圈啮合产生的径向力使轮缘产生径向变形，促使各齿轮间的载荷均匀，降低了齿轮工作时的噪音，且该传动结构零件少，重量轻，传动比大。

优选地，主动齿轮1包括共轴设置的上齿轮11以及位于所述上齿轮11下方的下齿轮12，滚柱齿轮2包括共轴的上滚柱齿轮21、下滚柱齿轮22以及设置在所述上滚柱齿轮21和下滚柱齿轮22间的直齿轮23，中间齿轮3包括共轴的小齿轮31以及位于小齿轮31上方的大齿轮32，上齿轮11与上滚柱齿轮21啮合，下齿轮12与下滚柱齿轮22啮合，直齿轮23与两个相邻的大齿轮32啮合。

在本实施例中，参照图2，通过上齿轮11与上滚柱齿轮21啮合，下齿轮12与下滚柱齿轮22啮合，产生F3方向的径向力；直齿轮23分别与两个相邻的大齿轮32啮合，分别产生F1和F2方向的径向力；滚柱齿轮2受到了F1、F2、和F3三个方向的作用力，经过计算得知F1、F2、和F3的合力为0，所以说滚柱齿轮2不需要其他轴承进行支撑，通过滚柱齿轮2分别与主动齿轮1和中间齿轮3之间的啮合产生的径向力实现所述滚柱齿轮2的自动预压紧和自动定心，相比于现有的两级行星齿轮传动的结构方式，减少了零件的数量，减化了结构。

优选地，中间齿轮3上设有与其同轴的输出齿轮4，从动齿圈5包括与输出齿轮4啮合的第一从动齿圈51以及与小齿轮31啮合的第二从动齿圈52。第一从动齿圈51的圆周方向设有第一悬臂511，第二从动齿圈52的圆周方向设有第二悬臂521，第一悬臂511和第二悬臂521经螺栓组件与所述输出轴7连接。

在本实施例中，所述输出齿轮4经螺栓连接于中间齿轮3，第一从动齿圈51的圆周方向设有第一悬臂511，第二从动齿圈52的圆周方向设有第二悬臂521，第一悬臂511和第二悬臂521经螺栓组件与从动机匣15连接，从动机匣15经螺栓组件与连接盘16将功率传递给输出轴7。该传动结构的从动齿圈5为柔性齿圈，且从动齿圈5分为第一从动齿圈51和第二从动齿圈52两部分，通过输出齿轮4与第一从动齿圈啮合51以及小齿轮31与第二从动齿圈52啮合产生的径向力使齿轮边缘产生径向变形，以此促使各齿轮间载荷均匀，有利于系统的动力学特性，相比较现有的两级行星齿轮传动的结构方式降低了齿轮工作时的噪音。

优选地，上滚柱齿轮21、下滚柱齿轮22与直齿轮23之间采用电子束焊连接，经滚柱齿轮锁紧螺母轴向定位。

优选地，大齿轮32和小齿轮31之间采用电子束焊连接，并经嵌于滚柱齿轮2的凹肩内的锁紧螺母轴向定位。在本实施例中，大齿轮32和小齿轮31通过上下两个锁紧螺母17嵌于滚柱齿轮2的凹肩24内进行轴向定位。

优选地，中间齿轮3由滚子轴承8支撑，滚子轴承8的外环经中间齿轮3的内挡肩于轴向定位，并经间隔套9对滚子轴承8外环的轴向压紧；滚子轴承8的内环经沿中间齿轮3轮轴方向设置的齿轮架6的挡肩于轴向定位，并经滚子轴承锁紧螺母锁紧。齿轮架6经螺栓组件固定于固定机匣14上，以防止齿轮架6相对中间齿轮3发生转动。在本实施例中，滚子轴承8为球面滚子轴承。在本实施例中，所述滚子轴承8的外环经中间齿轮3的内挡肩于轴向定位，并经间隔套9和输出齿轮4对滚子轴承8外环的轴向压紧。

优选地，上齿轮11和下齿轮12之间设有用于功率输入的花键13，输出轴7上设有用于功率输出的花键。

本实施例的滚柱齿轮传动结构的工作原理如下：

初始状态时，上齿轮11和上滚柱齿轮21啮合，下齿轮12和下滚柱齿轮22啮合，直齿轮23与大齿轮32啮合，输出齿轮4与第一从动齿圈51啮合，小齿轮31与第二从动齿圈52啮合，第一从动齿圈51与第二从动齿圈52经连接件与输出轴7连接，工作时，功率通过主动齿轮1上的花键13输入，主动齿轮1带动滚柱齿轮2转动，滚柱齿轮2带动大齿轮32转动，大齿轮32带动小齿轮31和输出齿轮4转动，输出齿轮4带动第一从动齿圈51转动，小齿轮31带动第二从动齿圈52转动，第一从动齿圈51和第二从动齿圈52经连接件与从动机匣15连接，从动机匣15经连接盘16将功率传递给输出轴7，并通过输出轴7上的输出花键将功率输出。

从以上的描述可以得知，本发明实施例通过滚柱齿轮分别与主动齿轮和中间齿轮啮合产生的径向力实现滚柱齿轮的自动定心和预压紧，有效的解决了现有两级行星齿轮传递结构零件多、结构复杂的问题，从动齿圈采用柔性齿圈，通过中间齿轮与从动齿圈啮合产生的径向力使轮缘产生径向变形，以促使各齿轮间的载荷均匀，降低了齿轮工作时的噪音，有效的解决了现有两级行星齿轮传动结构载荷不均匀，以及噪音大的问题，另外，该传动结构零件少，重量轻，传动比大，传动平稳以及传动效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，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。