双模数单排分母相减性减速器的制作方法

本发明涉及一种行星排齿轮结构传动机械，具体为具有双模数的单排变线速行星排的分母相减性减速器。
背景技术：
：为了改变动力系统的转矩和转速，很多动力机械都配置了机械减速器。很多减速器是行星排齿轮结构，其中部分是单排行星排结构。新近发明的变线速行星排传动机械可以作为减速器。单排行星排中各部件齿轮的模数都相同。如果采用两种不同的模数，就可以改善行星排的结构与性能，就可以拓展改善减速器等传动机械的性能，这就是我们的目的。技术实现要素：为了达到改善行星排结构与性能进而拓展改善减速器的性能的目的，本发明提出变线速行星排中两组齿轮分别设置两种不同齿轮模数的方法，设置了两种不同齿轮模数的变线速行星排称为双模数行星排，单排双模数行星排构成的分母相减性减速器即为双模数单排分母相减性减速器。行星排由两个中心轮(太阳轮或内齿圈)与带行星轮的行星架三种部件组成，三种部件的啮合关系决定行星排种类。现有行星排按行星架上行星轮层级数的单与双可分为单层星行星排、双层星行星排。行星排种类不同，其运动规律不同，遵循的运动方程不同。现有的研究行星排运动规律的关于行星排的参数称为特性参数，研究行星排运动的方程称为运动特性方程。定义如下：设zt为一个中心轮(太阳轮)齿数，zq为另一个中心轮(内齿圈)齿数，nt为太阳轮转速,nq为内齿圈转速,nj为行星架转速，定义特性参数a＝zq/zt,单层星行星排的运动特性方程为：nt+a*nq-(1+a)*nj＝0，双层星行星排的运动特性方程为：nt-a*nq-(1-a)*nj＝0。普通行星排各部件齿轮分度圆的线速度是相同的。变线速行星排由两个中心轮与一至两层行星轮组成，其中某一层行星轮是变线速行星轮。变线速行星轮即该层行星轮的每一个行星轮均分左右侧设置两套直径、模数、齿数可以不同的齿轮，分别直接或间接与两个中心轮啮合。两套齿轮位于同一行星轮上，其转速(角速度)相等，而两套齿轮分度圆的线速度可以不相等，这就是“变线速”的行星轮。所述中心轮即以行星排轴心为旋转轴的太阳轮或内齿圈。具有变线速行星轮的行星排就是变线速行星排，变线速行星排具有七种结构形式，其中运动方程服从双层星行星排运动方程的有四种结构形式。第一种，变线速行星轮是双层星行星轮中的外层行星轮，左侧一套齿轮对内与内层行星轮啮合，相当于对内通过内层行星轮间接与左侧太阳轮啮合，右侧另一套齿轮对外直接与右侧内齿圈啮合，这种结构形式称为变线速行星排结构形式四，参见图1。第二种，变线速行星轮是双层星行星论中的内层行星轮，左侧一套齿轮对内直接与左侧太阳轮啮合，右侧另一套齿轮对外与外层行星轮啮合，相当于对外通过外层行星轮间接与右侧内齿圈啮合，这种结构形式称为变线速行星排结构形式五，参见图2。第三种，变线速行星轮为单层行星轮，左侧一套齿轮对内直接与左侧太阳轮啮合，右侧另一套齿轮对内直接与右侧太阳轮啮合，这种结构形式称为变线速行星排结构形式六，参见图3。第四种，变线速行星轮为单层行星轮，左侧一套齿轮对外直接与左侧内齿圈啮合，右侧另一套齿轮对外直接与右侧内齿圈啮合，这种结构形式称为变线速行星排结构形式七，参见图4。这四种结构形式的变线速行星排即为本发明双模数单排分母相减性减速器的四种结构形式。设左侧中心轮(太阳轮或内齿圈)齿数为zz，右侧中心轮(太阳轮或内齿圈)齿数为zy，变线速行星轮的左侧一套齿轮齿数为xz，右侧另一套齿轮齿数为xy，则定义本发明变线速行星排的特性参数为a，a＝(zy*xz)/(zz*xy)，变线速行星排结构形式四、结构形式五、结构形式六与结构形式七遵循运动特性方程nz-a*ny-(1-a)*nj＝0，类同于普通双层星行星排。变线速行星排的特性参数可以非常接近于1.0，这样nj项的系数(1-a)相对别的系数非常小，传动比式子1/(1-a)或a/(1-a)的分母可以具有相减性，传动比可以极大，可以形成大传动比的减速器。变线速行星排中变线速行星轮的左侧一套齿轮与一个中心轮直接或间接啮合，右侧另一套齿轮与另一个中心轮直接或间接啮合。本发明提出，在变线速行星轮的左侧齿轮与右侧齿轮中可以两种采用不同的齿轮模数，即采用两种不同的非标准的模数(齿厚+齿槽宽)。在变线速行星排中，变线速行星轮圆心到行星排轴心的距离恒定，根据啮合关系及各部件齿数，先设置一侧变线速行星轮齿轮的分度圆直径及模数，再设置另一侧变线速行星轮的分度圆直径及模数，由于变线速行星排中存在不同的两组齿轮啮合关系，两组齿轮的两种模数可以不相等。根据减速器传动比的需要设置各齿轮齿数，根据变线速行星轮圆心与行星排轴心的距离设置各齿轮分度圆直径，设置各齿轮两种不同的模数。这样的变线速行星排即为双模数行星排。形成的减速器即为双模数单排分母相减性减速器。设置双模数有利于改善行星排结构与性能，进而可以拓展改善减速器的性能。单模数的结构形式六与结构形式七的变线速行星排的特性参数可以接近于1.0，偏差大于1/75，也就是说其形成的单排分母相减性减速器的传动比1/(1-a)小于75。采用双模数后，结构形式六与结构形式七的变线速行星排的特性参数可以更接近于1.0，偏差可以极小约为1/22201，也就是其形成的本发明双模数单排分母相减性减速器结构形式第三种的传动比1/(1-a)可以接近于22201，结构形式第四种的传动比也可以极大。结构形式四与结构形式五的变线速行星排采用双模数之后，行星排结构与性能也有所改善，形成的本发明双模数单排分母相减性减速器结构形式第一种与第二种易于达到所需的传动比，其传动比也可以极大。与《两排分母相减性减速器》或《两排星连接分母相减性减速器》相比，本发明双模数单排分母相减性减速器结构更加简单，传动时机械损耗基本减半，部件减少，自重减轻，加工容易；而且由于本发明的四种结构形式中，内齿圈与太阳轮不限制行星轮的径向安装，便于采用正变位齿轮形式，可以改善齿轮结构的传动效率。与单模数单排分母的《变线速行星排传动机械》形成的减速器相比，本发明双模数单排分母相减性减速器更容易形成极大的传动比，容易通过调节行星排特性参数利用传动比式子的分母相减性达到所需要的传动比。本发明提出，只要在行星排传动机械中采用了本发明所述变线速行星排四种结构形式之一，在变线速行星排中采用了两种不同的模数，就属于双模数单排分母相减性减速器，均应落入本发明的保护范围。本发明双模数单排分母相减性减速器的有益之处在于，提出了本发明减速器的四种结构形式，提出了在单排行星排各部件中可以设置两种不同的齿轮模数的方法。本发明所述变线速行星排通过改善行星排结构与性能进而拓展改善减速器的性能。附图说明图1为本发明双模数单排分母相减性减速器结构形式第一种示意图。图2为本发明双模数单排分母相减性减速器结构形式第二种示意图。图3为本发明双模数单排分母相减性减速器结构形式第三种示意图，也是本发明实施例1。输入输出以箭头示意，锁定连接示意为接地标志。图4为本发明双模数单排分母相减性减速器结构形式第四种示意图。各图中行星排均按行业惯例以半幅行星排齿轮结构表示，各图中行星排各部件只示意结构关系，未反映真实尺寸。具体实施方式实施例1：本发明双模数单排分母相减性减速器结构形式的第三种，设置各输入输出锁定连接参见图3所示。输出连接对象为左侧中心轮直径dzz，锁定连接对象为右侧中心轮直径dzy，输入连接对象为行星架,其中变线速行星轮左侧齿轮直径为dxz，左侧齿轮模数mz、右侧齿轮直径为dxy，右侧齿轮模数my。该变线速行星排特性参数为a＝(zy*xz)/(zz*xy)，当各齿轮齿数zy、zz、xz、xy的取值不同时，特性参数a的值不同，模数mz、my之间关系不同。根据减速器传动比的需要设置各齿轮齿数，使传动比1/(1-a)等于所需的传动比值。根据变线速行星轮圆心与行星排轴心的距离设置各齿轮分度圆直径，使左侧中心轮直径与变线速行星轮左侧齿轮直径之和等于右侧中心轮直径与变线速行星轮右侧齿轮直径之和，dxz+dzz＝dxy+dzy。设置各齿轮模数，使相互啮合的左侧中心轮齿轮模数与变线速行星轮左侧齿轮模数相等，mz＝圆周率*dxz/xz＝圆周率*dzz/zz；使相互啮合的右侧中心轮齿轮模数与变线速行星轮右侧齿轮模数建立另一种相等关系，my＝圆周率*dxy/xy＝圆周率*dzy/zy。各传动比1/(1-a)的值、对应的各部件齿数及双模数之间关系举例见下表：传动比1/(1-a)各齿轮齿数zy、zz、xy、xz双模数之间关系22201300、298、298、296(594/296)mz＝(598/298)my288.46202、200、150、148(348/148)mz＝(352/150)my160082、80、80、78(158/78)mz＝(162/80)my18.1842、40、20、18(58/18)mz＝(62/20)my10022、20、20、18(38/18)mz＝(42/20)my由表中各例可见，运用设置双模数的方法，本发明减速器都可以通过调节各齿轮齿数来构成各种传动比。在各部件齿轮齿数不大于300不小于18的条件下，本发明减速器的结构形式第三种的传动比范围可以是十几、几十、直至二万二千二百零一。设计生产制造本实施例1的减速器时，按上述方法设计变速器的机械系统，然后按照实际需要开展材料、外形、机械、加工等工艺设计，开展润滑系统、安装支撑与保护系统的设计，然后就可以生产制造了。上述各实施例仅为本发明的部分实施方式，所述双模数单排分母相减性减速器可以是减速器、增速器，可以是传动机械的局部，均应落入本发明的保护范围。当前第1页12