专利名称：轮毂式减速机的制作方法
技术领域：
本发明是轮毂式减速机，属机械传动领域，由轮毂输入机构，啮合输出机构和机架构成。一般挠性件传动，具有成本低廉，安装维修方便，传输距离远等特点，其中胶带传动还具有起停柔和，过载保护等优点;但是又有单级传动比不高，多级传动体大笨重等缺点。
现有技术少齿差(摆线针齿或渐开线少齿差)传动，具有传动比较大，结构紧凑等优点，但有以下缺点(1).传动比只宜大不宜小，一般i≥11(渐开线少齿差传动i≥17)。(2).其输出机构多为销轴式，悬臂受力，磨损不均匀。(3).只能向一端输出动力，不能往两端输出。
将挠性件传动与少齿差传动相结合的方案有美国专利“快速减速装置”(US4235129)，但它有两个缺点一是传动路线长，传动链多，效率低;其输入力矩由皮带轮传入，经法兰盘、偏心轮、轴承、浮动盘、主动齿轮、被动齿轮传出，其中4处滑配间隙，降低了效率;二是悬臂受力的零件多皮带轮、偏心轮、浮动盘、主动齿轮、被动齿轮等重要零件，均为悬臂受力，因而不是最佳结构方案。
本发明改进了关键结构，利用皮带轮转筒内壁偏心孔，直接推动主动啮合件作平面平移运动，每平动一次，拨动被动啮合件反向旋转一个齿差，传动链少，传动路线短，主要受力零件均为简支受力，结构紧凑，传动比范围大(3-200)，传动效率高(0.92)，动力可往两端输出，还保留了起停柔和，过载保护等优点。
本发明的上述宗旨，通过下述措施来实现轮毂式减速机，
图1、图2，由轮毂输入机构，啮合输出机构和机架三部分组成。轮毂输入机构由转筒(10)，两个端盖(9)，12个螺钉(8)，紧固为刚性轮毂，以两个轴承(19)的机架上定位。转筒内壁有两个偏心孔，孔径相同，偏心距相等，错位180°，两个配重(15)在相反方位。螺堵(8a)用于放油、加油、检查油位，油封(20)防止漏油。转筒外壁可按挠性传动件的几何参数，加工成三角胶带槽(或平胶带槽、园胶带槽、同步胶带齿、链轮齿等)。啮合输出机构安装在轮毂内，是减速机的心脏，由啮合副〔即内摆线齿轮(11)针齿齿轮(4)〕输出轴(2)组成，用轴承(18)在机架上定位。图1中主动齿轮(11)外缘为精加工的园柱面，与转筒(10)的内壁偏心孔间隙配合，间隙中置滚针(12)减少摩擦，幅板上周围均布6-15个园孔，孔径d1为销轴(6)直径，加上2倍偏心距(d1＝d+2e)，被动齿轮(5)为针齿(4)和输出轴(2)组成，针齿是轴承钢精密加工的园柱体，为加工方便，针齿数用偶数，如图2中针齿数为6，所以减速比i2＝6。
当使用外摆线齿轮啮合副时，如图3、图4，齿轮(35)，用键(31)在输出轴(32)上定位，主动齿轮由针齿(34)、连接板(36)以螺钉固定在浮动盘(33)上。这种啮合副的传动比宜为奇数，图3中针齿数为8，摆线齿数7，故传动比i2＝7。机架包括前支架(3a)、后支架(3)和销轴(6)，以螺母(7)联成刚体。悬臂式机架如图1;前支架端部有封头(16)，后支架以螺钉与地脚法兰(1)联接。简支式机架如图5、图7;图5前后支架(3)相同，直接在伸出部分铣出一个平面，用于地脚固定。支架与输出轴(28)之间有油封(22)。
啮合副还有多种，图5、图6是渐开线啮合副的例子，外齿轮(24)用键(23)固定在输出轴(28)上，内齿轮(25)幅板均布园孔中，有销轴(6)及销轴套(26)，销轴以螺母(7)固定在支架(3)上，导油片(27)，其余零件号同图1、图2。
活齿啮合幅如图7、图8。活齿由滚柱(44)凹弧滑块(47)置入支架(43)相应的槽内，螺栓将前支架(43)后支架(48)联成整体。被动啮合件为外摆线齿轮(45)键(41)固定在输出轴(42)上。活齿受转筒(50)的偏心孔驱动在槽内往复运动，依次推动输出轴作旋转运动。机座(49)与支架刚性连接。
本发明附面说明如下图1是内摆线啮合副的轮毂式减速机纵剖面图。
图2是图1的横剖面图。
图3是外摆线啮合副的轮毂式减速机的局部纵剖面图。
图4是图3的横剖面图。
图5是渐开线啮合副的轮毂式减速机纵剖面图。
图6是图5的横剖面图。
图7是活齿啮合副的轮毂式减速机纵剖面图。
图8是图7横剖面图。
本发明下面结合附图实施例进行进一步详细叙述在图1、图2中，输出轴(2)为碳结构钢加工成阶梯轴，中段径向均布z1个铰制针齿孔，再将外径部分车去半个孔径，轴向槽宽略大于主动齿轮(11)的宽度，孔中置入z1个针齿(4)，构成被动齿轮，(图1中z1＝6，则i2＝6)，此处注意，若z1为奇数，则左右两排针齿孔不同心，而应错开180°/z1，为了同心以便加工，所以z1宜为偶数。主动齿轮(11)内齿齿型为短幅内摆线平移曲线，是按针齿直径和转筒内壁偏心孔偏心距e等几个参数刨成的，针齿和主动齿轮均为合金钢精加工并热处理的硬面齿，主动齿轮为园盘形，两件完全相同，两件之间有垫圈(13)隔开，其幅板上均布6-15个销轴孔，其外园柱面与转筒(10)的内壁偏心孔间隙配合，间隙中置入滚动体(12)和保持架(14)，两件主动齿轮之间有垫圈(14)隔开，销轴孔中插入6-15个销轴(6)，销轴直径d＝d1-2e，(d1-销轴孔直径)销轴两端有垫圈(7)螺母(6)紧固在前支架(3a)后支架(3)的法兰盘孔中，使机架成为一个刚性整体，而允许主动齿轮(11)和垫圈(13)在转筒偏心孔驱动下绕销轴(6)作平面平移运动。像少齿差转动一样，主动齿轮每平动一次，被动齿轮反向旋转一齿差，从而实现减速增扭的作用。
轮毂输入机构中，转筒(10)的外表面，加工成三角胶带槽(或其他挠性传动件的槽或齿)，内表面加工出两个偏心孔，其孔径相同，偏心距相等，三心成一条直线，转筒两端各有一个端盖(9)，用螺钉(8)紧固成轮毂，并用轴承(19)在机架上定位，配重(15)以保证轮毂实现动平衡，油塞(8a)用以加油、放油、检查油位，油封(20)保证不漏油。
机架由前支架(3a)、后支架(3)、销轴(6)、螺母(7)、法兰盘(1)构成。支架形如一只带有法兰盘的短管，法兰(1)与后支架(3)之间，用螺钉固紧，整个机架为刚性静件。轮毂输入机构在其外，啮合输出机构在其内。封头(16)用螺钉固于前支架上，可供安装商标与铭牌。
图3、图4为外摆线啮合副的轮毂式减速机，其轮毂输入机构和机架均与图1、图2相同，故未画出，唯有啮合输出机构不同。主动啮合件由浮动盘(33)针齿(34)组成，浮动盘上有与针齿吻合的半弧形凹槽，针齿置入凹槽内，并用环形件(36)以螺钉固定在浮动盘上。被动齿轮(35)，为外摆线齿形，用键(31)在输出轴(32)上定位。
图5、图6为渐开线啮合副的轮毂式减速机，其轮毂输入机构与图1、图2相同，机架结构也大致相同，所不同的仅是销轴(6)外有销轴套(26)以增加耐磨性;销轴端部增加导油片(27)，以使润滑油飞溅润滑各部位;前后支架(3b)相同，伸出轮毂的部位，直接铣出一个平面(局部剖视c-c)以便作为地脚固定于主机上;油封(22)防止漏油。其啮合输出机构采用渐开线少齿差啮合副，主动齿轮(25)，其齿数比被动齿轮(24)多1至3齿，被动齿轮(24)用键(23)固在输出轴(28)上。轴承(18)、垫圈(21)、油封(22)均为标准件。其传动比宜为10-40间任意整数或分数。
图7、图8为活齿啮合副的轮毂式减速机，其轮毂输入机构与图1、图2相同;机架不同，后支架(43)有径向槽孔，用螺栓(46)与前支架(48)联结成刚性整体。啮合输出机构的输出轴(42)与被动齿轮(45)用键(41)联结，主动啮合件为活齿，而活齿是由针齿(44)及滑块(47)组成，滑块(47)为耐磨材料制成，针齿置入滑块的园弧凹槽内，露出半个园柱体，以便与摆线齿(45)接触，并推动其旋转。(49)是支座，(50)是转筒。
图1、图5为双啮合副的轮毂式减速机，转筒内壁有两个偏心孔，图7为单啮合副，转筒内只开有一个偏心孔，但要求销轴和输出轴有足够的刚度和强度，而配重两件在同一方位。图1为悬臂式机架，图5、图7为简支式机架。
本发明有如下优点1.传动比范围宽，且易于调节传动比，初级挠性件传动比i1＝1-5，次级挠性传动比i2＝3-40，总传动比i＝i1·i2＝3-200，只要对动力机上的带(链)轮选用适当直径，就能方便地调节总传动比。
2.传动效率较高，初级传动效率η1＝0.98，次级传动效率η2＝0.96，总传动效率η＝η1·η2＝0.92-0.93。
3.结构紧凑，体积小，以采用皮带轮及减速箱的JDY350型混凝土搅拌机为例，改用轮毂式减速机后，体积仅为原来的1/4.5，一般只有园柱齿轮减速机的1/2～1/3。
4.输出轴、销轴、啮合件、轮毂、机架等主要零件，均为简支受力，改善了一般少齿差传动输出轴和销轴为悬臂受力的弱点，提高承载能力，延长使用寿命。
5.可往两端输出动力，增大减速机的使用范围。
6.初级传动为胶带时，起停扭矩柔和过载时自动保护。
7.通过挠性件可将原动机装在较远的位置，安装自由度多，且便于通风散热。
总之，本发明可在适合胶带链条作初级减速的各种场合，如建筑机械、化工机械、轻工机械、塑胶机械、农业机械，以及起重、运输、食品、造纸、纺织等各个机械传动领域均可使用，并收到良好效果。
权利要求
1.轮毂式减速机，由轮毂输入机构，啮合输出机构和机架构成，其特征在于a.轮毂输入机构由一个转筒，两个端盖，若干螺钉构成一个轮毂，用两个轴承在支架外定位，可绕支架轴线旋转，端盖上有油封、放油螺嘴、配重，转筒内壁开有偏心孔，偏心距为e，转筒外表，可按挠性传动件的几何参数加工成平胶带槽，园胶带槽，三角胶带槽，同步胶带齿，或链轮齿，以便安装胶带或链条。b.啮合输出机构由啮合副、输出轴、键组成，用轴承在支架内定位，啮合副的主动啮合件外周成园柱形，与转筒内壁偏心孔滑配，在转筒驱动下，作半径等于e的平面平移运动，而不是作行星运动，被动啮合件装在主动啮合件里面，按少齿差啮合原理进行减速和增加力矩，啮合副可以选用外摆线齿轮啮合副，内摆线齿轮啮合副，渐开线齿轮啮合副，园弧齿轮啮合副，活齿啮合副，以及其它共曲线啮合副，输出轴可以往一端伸出，也可往两端伸出。c.机架由前支架、后支架、销轴、紧固件组成刚体静件，支架形如一端带法兰盘的短管，法兰盘孔内装入销轴，导油片装于支架外边，对滑油导向以满足润滑，机架可采用两端支承，也可采用一端支承。
2.根据权利要求1所述的轮毂式减速机，其特点在于其啮合副可采用双啮合副，转筒内壁开有两个偏心孔，偏心距相等，三心在一条直线上，主动啮合件为两件，被动啮合件为两件或一件，配重两件在不同方位;也可采用单啮合副，转筒内壁只开一个偏心孔，配重两件在同一方位。
3.根据权利要求1所述的轮毂式减速机，其特征在于转筒内壁偏心孔与主动啮合件之间，为减少摩擦和消除过热，可设置滚针或液压静力轴承，以及其他有效轴承。
4.根据权利要求1所述的轮毂式减速机，其特征在于动力从转筒输入后，直接作用于主动啮合件，经被动啮合件输出，传动链少，传动路线短。
5.根据权利要求1所述的轮毂式减速机，其特征在于轮毂、主动啮合件、被动啮合件、输出轴、销轴，两点支承的支架，均为简支受力。
全文摘要
轮毂式减速机，一种新型传动装置，适用于皮带、链条等挠性件作初级传动的场合，由轮毂输入机构、啮合输出机构和机架构成。轮毂只有一般带轮大小，将啮合输出机构和机架装在轮毂内，只有轴伸和地脚露出外面，结构紧凑，输出轴可往两端伸出，总传动比范围宽i＝3—200，总效率高η≥0.92，强度高、寿命长、噪音低、传动平稳、起停扭矩柔和、过载自动保护，可在化工、轻工、建筑、运输、农业机械等各个领域广泛使用。
文档编号F16H57/02GK1060700SQ9110718
公开日1992年4月29日 申请日期1991年4月23日 优先权日1991年4月23日
发明者袁正敏 申请人:袁正敏