专利名称：异步减速联轴器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种输入运动与输出运动不同步的由渐开线少齿差减速机构、联轴器机体和半联轴器组成的异步减速联轴器。
现有技术中的各种联轴器，一般只能以11的传动比来传递动力。绝大多数的工作机械在工作中承担着很大的负载，就必须通过减速器将从原动机获得的转矩放大。因此，在减速器的输入侧和输出侧均需通过一对联轴器将整个系统联接起来而构成一套完整的机构传动系统。这样，一般的工作机械都需配备2对联轴器和一台减速器。特别是当减速器的传动比要求较大时，选用外啮合的齿轮减速器通常为2级或3级减速器，尺寸很大，因此人们常常喜欢选用单级摆线减速器，但与两对联轴器串联之后，轴向尺寸仍然很大。摆线减速器对制造精度的高标准要求往往使众多制造厂的现有工艺水平难以保证整机的起码质量，因此在工业应用中常产生一些质量问题。摆线减速器的制造成本很高。这些都是现实的问题。
本实用新型的目的旨在将现有技术中由两对联轴器和一台减速器组合而成的传动系统压缩成一个简单的部件，以便为机械传动提供一种具有减速器和联轴器双重功能的结构简单，轴向尺寸很短，制造容易和价格低廉的新型传动装置。
本实用新型的传动原理如
图1所示，整机系由半联轴器，联轴器机体和容纳在联轴器机体腹腔内的一级N型少齿差传动机构所组成。由偏心轴输入的高速运动经N型少齿差传动机构减速后，由紧固着少齿差齿轮副的内齿圈的联轴器机体并通过半联轴器低速输出。
图1中，Z1和Z2分别表示少齿差齿轮副中的行星齿轮和内齿圈的代号和齿数。
本实用新型所采用的N型少齿差传动机构与常见的N型少齿差传动有区别，此处亦采用了行星齿轮平动技术，即行星齿轮在工作中只作平面运动而不作转动，内齿圈将减速运动定轴输出。此项技术的原理已是现有技术的一部份。例如，该原理早在1979年由煤碳工业出版社出版的《煤矿机械传动设计》上册第386页上有反映，并在申请号为88221198的专利申请上有具体结构反映。
本实用新型减速部份实现行星齿轮平动的结构与前述的现有技术不同，为了使本技术领域内的一般技术人员能对本实用新型的传动原理有明确的了解，下面先结合
图1简述它的原理。
图1中，联轴器的腹腔内设置有一套少齿差齿轮机构，它的内齿圈Z2与联轴器机体联成一体。一个行星齿轮Z1通过一对滚动轴承支撑在偏心轴的中部偏心轴段上并能与内齿圈Z2啮合。输入端空心的偏心轴里端支撑在机体输出侧内壁的中心轴承上，外端支撑在空心的控制套孔内的轴承上。投影形状象一个“T”字形的空心控制套的轴颈通过一个轴承支撑在机体上并由机体内通过轴承伸出机体外。控制套留在机体内的法兰部份正好夹在行星齿轮Z1与输入端机体内侧壁之间并互不磨擦。控制套的法兰上与其中心孔同心的分布园上，均匀布有4或6个孔，在行星齿轮Z1与齿轮中心孔同心且分布园直径与控制套法兰上的均布孔分布园直径相同的分布园上，牢固地插入4－6个销轴，并使余留在行星齿轮Z1端面外的销轴长度小于或等于控制套法兰厚度。控制套法兰上的4－6个孔的内径应是销轴的直径与2倍偏心轴偏心距的和，销轴的外伸部分插入控制套法兰的均布孔中，由于偏心距的作用，所有销轴的外径均在同一相位与控制套法兰上的均布孔内径恰好接触。控制套伸出机体外部分的空心轴颈上，紧固一块外控板，可以对控制套施加周向约束。在联轴器机体输出端的外侧壁上，可以刚性地联接一个与机体旋转中心同心的半联轴器，也可以通过弹性元件联接一个半联轴器以便于安装调整。控制套是一个低副构件，它只有一个周向自由度，当本实用新型通过偏心轴的输入孔和半联轴器安装于原动机与工作机械之间时，只要对外控板用拉杆或更简单的方法施加周向约束，则整个控制套便成为地面机架部份，本实用新型便成为如
图1所示的能进行工作的新型传动装置。当偏心轴从原动机获得高速运动后，在偏心轴的偏心量，销轴和控制套法兰均布孔的作用下，行星齿轮Z1上的各销轴伸入控制套法兰孔部份的轴颈则围绕该孔中心作平面运动，因而导致行星齿轮作平面运动并与内齿圈啮合、定轴减速运动由内齿圈Z2传给联轴器机体并通过半联轴器传给工作机械。为了减少磨擦提高效率，在实际设计中控制套法兰上均布孔内常装上滚套，销轴上常套上能自由在销轴上转动的销套，并使滚套的内径等于销套的外径与2倍偏心距的和。在
图1的传动原理图中前文已经命名Z1、Z2分别代表行星齿轮和内齿圈的齿数，根据转化机构法，我们很容易地导出本实用新型的传动比为i＝ (Z2)/(Z2－Z1) …………(1)因Z2＞Z1故从式(1)可以看出i永远为正值。正值表明输出运动的转向与输入运动同向，这也是平动式少齿差传动的一个特点。由式(1)还可以看出，传动比的大小与内齿圈的齿数和齿数差有关，设Z2分别取80、70和60，并分别采用1齿差、2齿差、3齿差和4齿差，并适当调整齿轮模数使Z2的外形尺寸接近或相同，根据式(1)分别可以得到80、40、26.7、20、70、35、23.3、17.5、60、30、20、15等12个传动比，将这些传动比去除重复部份并按从大到小的顺序排列，可以得到80、70、60、40、35、30、26.7、23.3、20、17.5、15等11种传动比，这一组传动比与现有技术中广泛应用的单级摆线针轮减速器的传动比很接近，这表明采用本实用新型完全有可能代替两对联轴器和一台摆线减速器所组成的传动系统供大工业选用，理论计算表明，5齿差以上的方案不易采用，其原因是导致偏心距过大难以采取平衡措施的缘故，在四齿差以下的方案中，在偏心轴系上加偏心配重可以得到令人满意的平衡结果。
显而易见，本实用新型中的少齿差传动机构采用的是工艺最成熟的渐开线齿形。人们可以根据实际需要来确定Z2的取值和齿数差，从而得到离散程度与前述的一组传动比不同的一个速比族。
下面参照附图对本实用新型的具体结构进行较为详细的描述
图1是本实用新型的传动原理图。
图2是本实用新型的一个具体实例。
图3是本实用新型具体实例中的销轴、销套、滚套及控制套法兰部份的工作状态图。
图4是本实用新型具体实例中的异形外控板平面图。
在图2的具体实例中，序号3、16、18分别为偏心轴、内齿圈(齿数为Z2)和行星齿轮(齿数为Z1)。齿数Z2大于Z1。行星齿轮18通过一对滚动轴承17支撑在偏心轴3的偏心轴颈上，偏心轴颈的偏心量为e。偏心轴3右端的主轴线轴颈上。装有配重24和轴承25的内圈，轴承25的外圈固定在机体22输出端内壁的中心轴承孔内。为了装配的方便，轴承25是内外圈可分离型的。配重24的重心应在偏心轴3的主轴线和偏心轴线所构成的平面内并与偏心轴线分别位于主轴线的两侧。紧定螺钉23将配重24按前述方位固定在偏心轴3上。2个孔用挡圈20和1个轴用挡圈21将二对轴承17轴向限位，使行星齿轮18和偏心轴3之间不产生相对轴向移动。内齿圈16的外园柱面与机体22的内园柱孔紧配合再通过园柱销15加以固定。内齿圈16的齿部能与行星齿轮18啮合。在行星齿轮18的端面与其中心孔同心的分布园上，均匀布有6个销孔，6个销轴14牢牢地插入这6个销孔中并外露一定的长度。销套13套在销轴14的外露部份轴颈上并采用动配合使销套13能在销轴14上自由转动，偏心轴3的输入端是孔输入的形式，孔中开有键槽能与原动机的主轴配合，它的外园柱面通过一个固定在控制套2的中心孔内的轴承7支撑起来，轴承7和轴承25对偏心轴3实现简支。轴承7可以采用滚动轴承，也可以采用滑动轴承，为了限制偏心轴3向外串动和限制控制套2向机体内串动，控制套2的轴承孔是一个台阶孔，而偏心轴3与轴承7的配合轴颈处设置了一个轴肩。控制套2是一个投影如“T”字形的带有法兰的中空轴套。它的轴颈部份通过一个轴承8支撑在与机体22压紧成一体的压盖9的轴承孔内，压盖9是通过螺栓10和弹簧垫圈11来压紧的，控制套2的中空轴颈部份通过轴承8伸出机体外，留在机腔内的法兰部份夹在压盖9的内侧面和行星齿轮18之间并互不接触磨擦，控制套2的法兰端面上，在与其中心孔同心且直径与行星齿轮18销孔分布园直径相同的分布园上均匀地布有6个滚套孔，6个厚度与法兰厚度相等的滚套12牢固地压入滚套孔中，安装在行星齿轮18上的6个销轴14带着销套13一起伸入滚套12内，滚套12的内径是销套13的外径与2倍偏心轴3的偏心距的和。这样所有的销套13都在相同的相位与滚套12的内径恰好接触，销轴14、销套13、滚套12和控制套2的法兰部份工作状态如图3所示，为了使本实例的外形尺寸协调，轴承7采用了含油滑动轴承，而轴承8采用了廉价的耐磨铸铁滑动轴承有利于降低制造成本。为了对轴承7和8处有相对运动的零件之间进行密封，分别装有2个油封6和4，以防止润滑油的泄漏。控制套2伸出机体外的空心轴颈上留有一个台阶，外控板1与其紧配合并通过若干个骑缝螺钉5增强结合力，外控板1之所以与控制套2制成两件是为了满足装配需要。外控板1可以制成两种形状，一种可以制成能与直联式电机法兰联接的园形法兰板，另一种可以制成如图4所示的异形板，用焊接方法组合而成，这种异形外控板在原动机不带法兰的情况下使用，异形外控板1上的销孔是用来安装拉杆或采用其它更简单的方法对控制套2实现周向约束，控制套2是一个低副构件，它只有一个周向自由度，当外控板1受周向约束后，控制套2便失去了自由度而变成了机架的一部份，在机体22输出端的外侧壁上，与机体中心线同心的某分布园上，均布加工若干个螺孔，螺孔以盲孔为宜，一组用来联接半联轴器28的特制螺钉27旋入该螺孔，螺钉27的光滑园柱部份套有弹性元件26，弹性元件26是标准件，开有弹性元件安装孔的半联轴器28便可以与机体22构成弹性结合，为了运输包装的方便和用户安装本实用新型时的方便，在机体22输出端外侧壁上，避开螺钉27的位置均布加工不少于3个螺孔并旋入适当长度的双头螺栓29，半联轴器28的法兰上与双头螺栓29的位置相对应处加工直径比双头螺栓名义直径大2－3毫米的通孔，然后用螺母30将机体22和半联轴器28刚性压紧，安装调试时再去除螺母30使机体22与半联轴器28形成弹性联接，为考虑润滑，机体22外园柱面上开有螺塞孔并用油塞19压紧，润滑油可从油塞孔处注入或放出，机体22外园柱面与油塞孔所在同一母线处加工一个螺孔以便安装时安装起吊螺钉，为观察油面高度和控制油面高度，压盖9的端面上适当处安装一个油标31，考虑本实用新型运转后机体温度上升使压力升高，在机体22输出端面中心，开有一个直径很小的泄压孔用以代替通气塞。当原动机和工作机械通过本实用新型联接起来后，对外控板1施加周向约束便可使本实用新型进入运行。当原动机起动后，偏心轴3高速转动。在偏心量e，销轴14，销套13，液套12和控制套2的作用下，行星齿轮18作平面运动并与内齿圈16啮合使内齿圈16得到定轴减速运动，通过机体22和半联轴器28将减速运动传递给工作机械。从表面运动来看，本实用新型是一台纯粹的联轴器。从内部运动来看，本实用新型又是一台新型的少齿差减速装置，二者的融合产生兼有二者功能的新型联轴器。
从上面叙述的一切内容可以看出，对于需要采用联轴器和减速器组合的传动系统的场合，都可以采用廉价易制的本实用新型使设备布置更加紧凑，当大批量采用时，必将因节约钢材，节省设备投资和提高设备布局水平等带来良好的经济效益和社会效益。
图2的实例为本实用新型的最佳方案。
显然按照上面叙述的内容可能作出许多改进和变异，因此可以充分理解和推断的是。凡符合少齿差传动原理的其他齿形的齿轮副都可以通过本实用新型提出的方案和结构型式进行改进实施。
权利要求1.一种输入运动与输出运动不同步的具有减速器和联轴器双重功能的异步减速联轴器，由联轴器机体和半联轴器所组成，其特征是在联轴器机体腹腔中设置一级N型渐开线少齿差减速机构，该减速机构的内齿圈与联轴器的机体紧固相联可将减速后的运动通过半联轴器定轴低速输出。
2.根据权利要求1所述的异步减速联轴器，其特征是设置在联轴器机体腹腔内的N型渐开线少齿差减速机构是一种平动式的少齿差减速机构，即其行星齿轮只能作平面运动而不能转动，行星齿轮平面运动的实现是通过一个能从机体外进行周向约束的中空的尾部带有法兰的控制套对行星齿轮上的销轴及相关零件的约束来实现的，控制套的法兰部份夹在机体内的行星齿轮和压盖(也可以是机体)侧壁之间，控制套的另一端通过一个轴承支撑伸出机体外，高速轴(偏心轴)一端通过控制套的中心孔内的一个轴承支撑伸出机体外，另一端伸入机体由机体内侧壁上的中心轴承支撑而实现简支。
3.根据权利要求1或2所述的异步减速联轴器，其特征是伸出机体外的控制套轴颈上紧固有一块外控板，通过对外控板的周向约束便使控制套成为静止不动的机架部份。
专利摘要一种异步减速联轴器，由联轴器机体和半联轴器组成，具有减速器和联轴器的双重功能，可代替2台联轴器和1台减速器组成的传动系统。它的机体腹腔内设置有一级平动式少齿差减速机构通过一个控制套的约束实现平动减速并由半联轴器将低速运动输出。控制套由机体内伸出机体外并通过对外控板的周向约束使控制套成为机架的一部分。该减速联轴器最适合在80以内的中等传动比传动领域内应用。
文档编号F16H1/28GK2097320SQ90225838
公开日1992年2月26日 申请日期1990年12月8日 优先权日1990年12月8日
发明者任乔圭 申请人:任乔圭