并联式多级行星齿轮减速传动机构的制作方法

本发明涉及一种传动装置，具体来说，涉及一种并联式多级行星齿轮减速传动机构。

背景技术：

一般的减速机有斜齿轮减速机，精密行星减速机、伺服专用行星减速机、直角行星减速机、行星齿轮减速机、螺旋齿轮减速机、强力型减速机、精密型减速机、摆线针轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、行星摩擦式机械无级变速机等等。

行星齿轮减速机的作用一般是通过把电动机、内燃机或其它高速运转的动力机构通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，行星齿轮减速机是一种常用的用于低转速大扭矩的传动设备。然而现有行星齿轮减速机的齿轮传动机构是串联的方式，如说明书附图中图15所示，即一级行星齿轮、二级行星齿轮、三级行星齿轮是依次并排将旋转扭矩传递输出，以达到减速传动的目的。这种串联方式的行星齿轮传动机构存在的缺陷是，会增加减速机的轴向长度尺寸。这样就会造成多级行星齿轮减速机在轴向长度尺寸或者空间限制的情况下，减速机的减速比就会受到行行星齿轮减速级数的限制。

针对上述问题，急需设计一种以并联传递方式的多级行星齿轮传动机构，如说明书附图中图14所示，即将三级行星齿轮设置在一级行星齿轮与二级行星齿轮之间，在多级行星齿轮传动机构进行减速传动的过程中，一级行星齿轮通过传动齿轮轴直接带动二级行星齿轮进行同步旋转，而不带动处在中间位置的三级行星齿轮进行同步旋转，然后利用二级行星齿轮对三级行星齿轮进行反向同轴传递，使得三级行星齿轮达到与一级行星齿轮同轴而不同步的旋转，在行星齿轮减速级数不变而保证减速机减速比的前提下，达到可压缩减小减速箱轴向长度尺寸的目的，从而有效解决了多级行星齿轮减速机在轴向长度尺寸限制的情况下造成减速机的减速比受到行星齿轮减速级数限制的问题。

技术实现要素：

针对以上的不足，本发明提供了一种在行星齿轮减速级数不变而保证减速机减速比的前提下，可压缩减小减速箱轴向长度尺寸的并联式多级行星齿轮减速传动机构，它包括由一级行星齿轮组件、传动齿轮轴、三级行星齿轮组件以及二级行星齿轮组件组成的内行星轮组件，所述一级行星齿轮组件、三级行星齿轮组件以及二级行星齿轮组件依次并排设置，所述三级行星齿轮组件设置在一级行星齿轮组件与二级行星齿轮组件之间，所述传动齿轮轴依次穿设一级行星齿轮组件、三级行星齿轮组件以及二级行星齿轮组件的中央位置，以使得一级行星齿轮组件、三级行星齿轮组件以及二级行星齿轮组件保持同轴旋转转动并依次传递旋转扭矩；

所述一级行星齿轮组件包括输入端太阳齿轮、至少三个一级行星小齿轮、一级行星架和一级行星内齿圈，所述输入端太阳齿轮与电机输出轴固定连接，每个所述一级行星小齿轮分别枢设于一级行星架上的行星齿轮轴上，所述一级行星内齿圈套设在各一级行星小齿轮以及一级行星架的外围，所述输入端太阳齿轮设置在一级行星内齿圈内，所述输入端太阳齿轮与每个一级行星小齿轮啮合，同时每个一级行星小齿轮均与一级行星内齿圈啮合；所述传动齿轮轴用于在多级行星齿轮之间传递旋转扭矩，所述传动齿轮轴的右端部与一级行星架固定连接，以使得传动齿轮轴跟随一级行星架保持同步旋转；

所述三级行星齿轮组件包括三级太阳齿轮、至少三个三级行星小齿轮、三级行星架和三级行星内齿圈，所述三级太阳齿轮与传动齿轮轴枢接，以使得三级太阳齿轮与传动齿轮轴保持同轴而不同步旋转，每个所述三级行星小齿轮分别枢设于三级行星架上的行星齿轮轴上，所述三级行星内齿圈套设在每个三级行星小齿轮以及三级行星架的外围，所述三级太阳齿轮设置在三级行星内齿圈的套孔内，所述三级太阳齿轮与每个三级行星小齿轮啮合，每个三级行星小齿轮均与三级行星内齿圈啮合，所述三级行星内齿圈的一侧与一级行星内齿圈固定连接；

所述二级行星齿轮组件包括二级太阳齿轮、至少三个二级行星小齿轮、二级行星架和二级行星内齿圈，二级太阳齿轮与传动齿轮轴固定连接，以使得二级太阳齿轮跟随传动齿轮轴保持同步旋转，每个所述二级行星小齿轮分别枢设于二级行星架上的行星齿轮轴上，所述二级行星架固定设置在三级太阳齿轮上，以使得三级太阳齿轮跟随二级行星架保持同步旋转，所述二级行星内齿圈套设在每个二级行星小齿轮以及二级行星架的外围，所述二级太阳齿轮设置在二级行星内齿圈内，所述二级太阳齿轮与每个二级行星小齿轮啮合，每个二级行星小齿轮均与二级行星内齿圈啮合，所述三级行星内齿圈的另一侧与二级行星内齿圈固定连接。

为了进一步实现本发明，所述减速传动机构还包括两个支撑轴承，所述支撑轴承用于提高三级行星内齿圈的承载能力以及提升三级行星内齿圈运行时的稳定性，所述两个支撑轴承分别设置在一级行星内齿圈和三级行星内齿圈之间以及二级行星内齿圈和三级行星内齿圈之间，所述两个支撑轴承分别套装在一级行星内齿圈和二级行星内齿圈上，两个支撑轴承内圈的内侧壁分别与一级行星内齿圈的外侧壁、二级行星内齿圈的外侧壁固定连接，两个支撑轴承外圈的外侧壁分别与三级行星内齿圈的内侧壁固定连接。

为了进一步实现本发明，所述减速传动机构还包括两个端盖，所述两个端盖包括第一端盖和第二端盖，所述第一端盖固定设置在一级行星内齿圈上，所述第一端盖中央设有配合电机输出轴伸入的第一通孔，所述第二端盖固定设置在二级行星内齿圈上，所述第二端盖中央设有配合传动齿轮轴伸出的第二通孔。

为了进一步实现本发明，所述一级行星小齿轮的数量设为三个，三个一级行星小齿轮均匀布置在一级行星架上，相邻两个一级行星小齿轮之间的夹角为120°。

为了进一步实现本发明，所述一级行星小齿轮通过轴承可旋转地枢设于一级行星架上的行星齿轮轴上。

为了进一步实现本发明，所述二级行星小齿轮的数量设为三个，三个二级行星小齿轮均匀布置在二级行星架上，相邻两个二级行星小齿轮之间的夹角为120°。

为了进一步实现本发明，所述二级行星小齿轮通过轴承可旋转地枢设于二级行星架上的行星齿轮轴上。

为了进一步实现本发明，所述三级行星小齿轮的数量置为三个，三个三级行星小齿轮均匀布置在三级行星架上，相邻两个三级行星小齿轮之间的夹角为120°。

为了进一步实现本发明，所述三级行星小齿轮通过轴承可旋转地枢设于三级行星架上的行星齿轮轴上。

为了进一步实现本发明，所述三级太阳齿轮中央设有左右贯通的第三中心孔，所述三级太阳齿轮通过第三中心孔内设置的轴承与传动齿轮轴枢接。

本发明的有益效果：

1、本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构，其将三级行星齿轮组件设置在一级行星齿轮组件与二级行星齿轮组件之间，首先，驱动电机驱动输入端太阳齿轮转动，输入端太阳齿轮在转动的过程中带动与其啮合配合的三个一级行星小齿轮自转，三个一级行星小齿轮在自转的同时沿着一级行星内齿圈形成的圆环形轨迹进行公转，三个一级行星小齿轮在公转的过程中带动一级行星架转动，一级行星架继而带动传动齿轮轴转动；其次，传动齿轮轴在转动过程中带动二级太阳齿轮转动，二级太阳齿轮在转动的过程中带动与其啮合配合的三个二级行星小齿轮自转，三个二级行星小齿轮在自转的同时沿着二级行星内齿圈形成的圆环形轨迹进行公转，三个二级行星小齿轮在公转的过程中带动二级行星架转动，二级行星架带动设于中间位置的三级太阳齿轮转动，从而达到反向传递的目的；然后，三级太阳齿轮在转动的过程中带动与其啮合配合的三个三级行星小齿轮自转，三个三级行星小齿轮在自转的同时带动三级行星内齿圈转动。因此，本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构，在多级行星齿轮传动机构进行减速传动的过程中，一级行星齿轮通过传动齿轮轴直接带动二级行星齿轮进行同步旋转，而不带动处在中间位置的三级行星齿轮进行同步旋转，然后利用二级行星齿轮对三级行星齿轮进行反向同轴传递，使得三级行星齿轮达到与一级行星齿轮同轴而不同步的旋转。如此，在行星齿轮减速传动机构达到三级或者三级以上时，可通过行星齿轮之间的反向传递以实现压缩减速传动机构轴向长度尺寸的目的，即在行星齿轮减速级数不变而保证减速机减速比的前提下，达到可压缩减小减速箱轴向长度尺寸的目的，从而有效解决了多级行星齿轮减速机在轴向长度尺寸或者空间限制的情况下造成减速机的减速比受到行星齿轮减速级数限制问题。

2、本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构，其在一级行星小齿轮组件中设置输入端太阳齿轮，利用齿数较少的输入端太阳齿轮啮合三个一级行星小齿轮，再通过三个一级行星小齿轮啮合齿数较多的一级行星内齿圈，使得与三个一级行星小齿轮在公转的过程中带动一级行星架保持同步旋转转动的传动齿轮轴达到减速的目的，实现了传动齿轮轴通过一级行星齿轮组件的减速后，减小了制动器扭矩，从而使得减速机构更加容易制动，有效提高了制动的安全性以及制动性能。

附图说明

图1为本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构结构爆炸图；

图2为本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构的组装图；

图3为本发明的三级传动结构的内行星轮组件与三级行星内齿圈的分解图；

图4为本发明的三级传动结构的内行星轮组件左侧面的立体结构示意图；

图5为本发明的三级传动结构的内行星轮组件右侧面的立体结构示意图；

图6为本发明的三级传动结构的内行星轮组件的爆炸图；

图7为本发明的三级行星齿轮组件的立体结构示意图；

图8为本发明的一级、三级以及二级行星齿轮组件的组装结构示意图；

图9为本发明的三级行星齿轮组件的三级行星小齿轮与三级行星架的装配图；

图10为本发明的三级太阳齿轮与二级行星架装配的立体结构示意图；

图11为本发明的三级太阳齿轮与二级行星架的分解图；

图12为本发明的支撑轴承与三级传动结构的内行星轮组件的装配图；

图13为本发明的支撑轴承与三级传动结构的内行星轮组件的分解图；

图14为本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构的工作原理结构示意图；

图15为现有技术的串联式行星齿轮减速机的齿轮传动机构的工作原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步阐述，其中，本发明的方向以图1为标准。

如图1至图14所示，本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构，它包括由一级行星齿轮组件1、传动齿轮轴2、三级行星齿轮组件3以及二级行星齿轮组件4组成的三级传动结构的内行星轮组件10、两个支撑轴承5、两个端盖、驱动电机7和制动器8，一级行星齿轮组件1、三级行星齿轮组件3以及二级行星齿轮组件4从右至左依次并排设置，且三级行星齿轮组件3设置在一级行星齿轮组件1与二级行星齿轮组件4之间的位置，传动齿轮轴2从右至左依次穿设于一级行星齿轮组件1、三级行星齿轮组件3以及二级行星齿轮组件4的中央位置，以使得一级行星齿轮组件1、三级行星齿轮组件3以及二级行星齿轮组件4保持同轴旋转转动而传递旋转扭矩，其中，

一级行星齿轮组件1包括一个输入端太阳齿轮11、三个一级行星小齿轮12、一个一级行星架13和一个一级行星内齿圈14，输入端太阳齿轮11用于多级行星齿轮传动减速机构旋转扭矩的输入，输入端太阳齿轮11的中央设有与驱动电机7输出轴的花键轴外花键齿相配合的带内花键齿的第一中心孔(图中未示出)，输入端太阳齿轮11的通过第一中心孔与电机输出轴的花键轴固定连接，以使得输入端太阳齿轮11跟随电机输出轴保持同步旋转，且电机输出轴的花键轴上的外花键齿与第一中心孔的内花键齿均为渐开线花键齿；三个一级行星小齿轮12通过轴承可旋转地枢设于一级行星架13上的行星齿轮轴上，一级行星架13为一呈纵向(轴向朝左右方向，径向朝上下方向)设置的并可绕轴向旋转的圆盘，一级行星架13的中央开设有左右贯通的第二中心孔131，第二中心孔设有内花键齿；三个一级行星小齿轮12均匀地布置在一级行星架13的右端面上，且相邻两个一级行星小齿轮12之间的夹角为120°；一级行星内齿圈14套设在三个一级行星小齿轮12以及一级行星架13的外围，输入端太阳齿轮11设置在一级行星内齿圈14内并位于一级行星架13的右侧，输入端太阳齿轮11与三个一级行星小齿轮12啮合，同时三个一级行星小齿轮12均与一级行星内齿圈14啮合，增大了啮合面积，提高了承载能力。

传动齿轮轴2用于给多级行星齿轮之间传递旋转扭矩，传动齿轮轴2的右端部设有与一级行星架13的第二中心孔131的内花键齿相配合的外花键齿，一级行星架13通过第二中心孔131套设在传动齿轮轴2的右端部上，且通过第二中心孔131的内花键齿与传动齿轮轴2的外花键齿固定连接，以使得传动齿轮轴2跟随一级行星架13保持同步旋转；此外传动齿轮轴2的输出端(传动齿轮轴2的左端部)设置有制动器8。

三级行星齿轮组件3包括一个三级太阳齿轮31、三个三级行星小齿轮32、一个三级行星架33和一个三级行星内齿圈34，三级太阳齿轮31中央设有左右贯通的第三中心孔311，三级太阳齿轮31通过其第三中心孔311内设置的轴承与传动齿轮轴2枢接，以使得三级太阳齿轮31可相对于传动齿轮轴2进行同轴而不同步的旋转转动，三级太阳齿轮31的左侧沿其第三中心孔的径向延伸设置有凸圈部312；三个三级行星小齿轮32通过轴承可旋转地枢设于三级行星架33上的行星齿轮轴上，三级行星架33为一呈纵向(轴向朝左右方向，径向朝上下方向)设置且其中部开设有左右贯通的套孔的支架，三个三级行星小齿轮32均匀地布置在三级行星架33上，且相邻两个三级行星齿轮32之间的夹角为120°；三级行星内齿圈34套设在三个三级行星小齿轮32以及三级行星架33的外围，三级太阳齿轮31设置在三级行星内齿圈34的套孔内并位于一级行星架13的左侧，三级太阳齿轮31与三个三级行星小齿轮32啮合，同时三个三级行星小齿轮32均与三级行星内齿圈34啮合，增大了啮合面积，提高了承载能力。此外，三级行星内齿圈34的右侧面与一级行星内齿圈14通过螺钉固定连接，以使得三级行星内齿圈34与一级行星内齿圈14之间不能发生相对旋转转动。

二级行星齿轮组件4包括一个二级太阳齿轮41、三个二级行星小齿轮42、一个二级行星架43和一个二级行星内齿圈44，二级太阳齿轮41中央设有与传动齿轮轴2的外花键齿相配合的带内花键齿的第四中心孔(图中未示出)，二级太阳齿轮41的通过第四中心孔与传动齿轮轴2固定连接，以使得二级太阳齿轮41跟随传动齿轮轴2保持同步旋转，且传动齿轮轴2的外花键齿与第四中心孔的内花键齿均为渐开线花键齿；三个二级行星小齿轮42通过轴承可旋转地枢设于二级行星架43上的行星齿轮轴上，二级行星架43为一呈纵向(轴向朝左右方向，径向朝上下方向)设置的并可绕其轴向旋转的圆盘，二级行星架43的中央开设有与三级太阳齿轮31的凸圈部312相配合的左右贯通的第五中心孔431，二级行星架43通过第五中心孔431与凸圈部312的配合并固定设置在三级太阳齿轮31的左端部，以使得三级太阳齿轮31跟随二级行星架43保持同步旋转；三个二级行星小齿轮42均匀地布置在二级行星架43的左端面上，且相邻两个二级行星小齿轮42之间的夹角为120°；二级行星内齿圈44套设在三个二级行星小齿轮42以及二级行星架43的外围，二级太阳齿轮41设置在二级行星内齿圈44内并位于二级行星架43的左侧，二级太阳齿轮41与三个二级行星小齿轮42啮合，同时三个二级行星小齿轮42均与二级行星内齿圈44啮合，增大了啮合面积，提高了承载能力。此外，三级行星内齿圈34的左侧面与二级行星内齿圈44通过螺钉固定连接，以使得三级行星内齿圈34与二级行星内齿圈44之间不能发生相对旋转转动。

两个支撑轴承5分别设置在内行星轮组件10与三级行星内齿圈34之间，即两个支撑轴承5分别设置在一级行星内齿圈14和三级行星内齿圈34之间以及二级行星内齿圈44和三级行星内齿圈34之间，利用两个支撑轴承5在内行星轮组件10外圆周面上对三级行星内齿圈34进行滚动支撑，以提高三级行星内齿圈34的承载能力以及提升三级行星内齿圈34运行时的稳定性，两个支撑轴承5分别套装在一级行星内齿圈14和二级行星内齿圈44上，且两个支撑轴承5内圈的内侧壁分别与一级行星内齿圈14的外侧壁、二级行星内齿圈44的外侧壁固定连接，两个支撑轴承5外圈的外侧壁分别与三级行星内齿圈34的内侧壁固定连接；两个端盖包括第一端盖61和第二端盖62，第一端盖61设置在一级行星内齿圈14的右侧，第一端盖61通过螺钉与一级行星内齿圈14固定连接，且第一端盖61中央设有配合电机输出轴伸入的第一通孔611，第二端盖62设置在二级行星内齿圈44的左侧，第二端盖62通过螺钉与二级行星内齿圈44固定连接，且第二端盖62中央设有配合传动齿轮轴2伸出的第二通孔621。

本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构旋转扭矩传递工作原理以及工作过程如下：

1)驱动电机7驱动输入端太阳齿轮11转动，输入端太阳齿轮11在转动的过程中带动与其啮合配合的三个一级行星小齿轮12自转，由于三个一级行星小齿轮12同时与固定设置的一级行星内齿圈14啮合配合，使得三个一级行星小齿轮12在自转的同时，并沿着一级行星内齿圈14形成的圆环形轨迹围绕输入端太阳齿轮11进行公转，三个一级行星小齿轮12在公转的过程中，从而带动一级行星架13转动，一级行星架13继而带动传动齿轮轴2转动。

2)传动齿轮轴2在转动过程中，由于设置在中间位置的三级太阳齿轮31通过轴承与传动齿轮轴2枢接，因而传动齿轮轴2只能带动二级太阳齿轮41转动，二级太阳齿轮41在转动的过程中带动与其啮合配合的三个二级行星小齿轮42自转，又由于三个二级行星小齿轮42同时与固定设置的二级行星内齿圈44啮合配合，使得三个二级行星小齿轮42在自转的同时，并沿着二级行星内齿圈44形成的圆环形轨迹围绕二级太阳齿轮41进行公转，三个二级行星小齿轮42在公转的过程中，从而带动二级行星架43转动，二级行星架43继而带动设置在三个一级行星小齿轮12与三个二级行星小齿轮42之间并处于三个三级行星小齿轮32中心位置的三级太阳齿轮31转动，即旋转扭矩首先通过一级行星齿轮组件1传递至二级行星齿轮组件4，再通过二级行星齿轮组件4反向传递到处于中间位置(设置于一级行星齿轮组件1和二级行星齿轮组件4之间)的二级行星齿轮组件3，从而达到内行星轮组件10内部的多级行星齿轮进行反向传递的目的。

3)三级太阳齿轮31在转动的过程中，带动与其啮合配合的三个三级行星小齿轮32自转，又由于三个三级行星小齿轮32同时与三级行星内齿圈34啮合配合，且三级行星架33是固定不能够自由旋转的，使得三个三级行星小齿轮42只能产生自转，且三级行星小齿轮42在自转的同时，并带动三级行星内齿圈34转动，从而完成了并联式多级行星齿轮减速传动机构的传动工作，达到多级减速传动的目的。

本发明的并联式多级行星齿轮减速传动机构，在多级行星齿轮传动机构进行减速传动的过程中，一级行星齿轮组件1通过传动齿轮轴2直接带动二级行星齿轮组件4进行同步旋转，而不带动处在中间位置的三级行星齿轮组件3进行同步旋转，然后再利用二级行星齿轮组件4对三级行星齿轮组件3进行反向同轴传递，使得三级行星齿轮组件达到与一级行星齿轮组件1同轴而不同步的旋转。如此，在行星齿轮减速传动机构达到三级或者三级以上时，可通过行星齿轮之间的反向传递以实现压缩减速传动机构轴向长度尺寸的目的，即在行星齿轮减速级数不变而保证减速机减速比的前提下，达到可压缩减小减速箱轴向长度尺寸的目的，从而有效解决了多级行星齿轮减速机在轴向长度尺寸或者空间限制的情况下造成减速机的减速比受到行星齿轮减速级数的限制问题。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明并不局限于上述实施方式，在实施过程中可能存在局部微小的结构改动，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，且属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型。