一种两级差动式少齿差行星齿轮传动机构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于一种传动机构，具体涉及一种少齿差行星齿轮传动机构。
【背景技术】
[0002] 少齿差行星齿轮传动是由一对齿数相差很少（通常齿数差为1~2)的内啮合齿 轮副、偏心元件和输出机构所组成的传动机构。它有体积小、质量轻、传动比大、结构紧凑、 传动精度高、效率高、承载能力强、便于标准化、系列化及产业化设计制造、便于装配、便于 集成机电控制系统和伺服驱动系统等特点。随着科学技术的不断进步和各行业对高、精、尖 工业产品的需求日益迫切，少齿差行星齿轮传动已广泛应用于航空航天、船舶、仪表、雷达、 军用设备、机械自动化等领域，尤其适用于国家"十三五"规划和《中国制造2025》中将大力 发展的工业机器人等工业自动化（FA)产品。
[0003] 随着高精度、超高精度加工设备及加工水平的迅速发展，零部件的加工精度和少 齿差行星齿轮传动系统的传动精度已不再作为约束该传动形式发展的主要因素。业内研究 人员普遍认为，位于偏心元件上传递运动和动力的转臂轴承的寿命是整个少齿差行星传动 系统的薄弱环节。在转臂轴承的结构尺寸达到最佳程度的优化之后，造成转臂轴承寿命不 足的主要原因是转臂轴承的受力状态极为恶劣且无法得到优化，转臂轴承通常受到载荷大 幅度交变变化的空间力系的作用，使其极易疲劳失效。另外，现有的单级少齿差行星传动装 置的传动比一般在100以内，即使两级复合式少齿差行星传动装置很难在体积基本无显著 增大时大幅扩大传动比。以上制约因素阻碍了少齿差行星齿轮传动的进一步发展。
[0004] 中国专利文献CN1776252A于2005年公开了"轴装式串联少齿差行星传动装置"， 它由两级K-H-V型少齿差行星传动串联而成，第一级K-H-V型少齿差行星传动的输出作为 第二级K-H-V型少齿差行星传动的输入，该传动形式的传动比为两级少齿差行星传动传动 比的乘积，易于放大传动比，但两级少齿差行星传动的单纯串联组合增大了传动装置的体 积，带来结构不紧凑、体积增大的麻烦。另外，该传动形式并没有从本质上解决转臂轴承受 力状态恶劣、寿命不足的问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中存在的技术问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种两级 差动式少齿差行星齿轮传动机构，它能够在体积无显著增大的条件下增大少齿差行星传动 的传动比，同时能够减小单个转臂轴承的承载压力，延长转臂轴承的使用寿命。
[0006] 本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括两级差动式少 齿差行星齿轮，其中，第一级差动式少齿差行星齿轮包括第一级齿壳内齿圈和与第一级齿 壳内齿圈啮合的第一级外齿摆线轮，第二级差动式少齿差行星齿轮包括第二级齿壳内齿圈 和与第二级齿壳内齿圈啮合的第二级外齿摆线轮，输入曲轴前段经第一级齿壳内齿圈的齿 壳上的第一输入曲轴支撑轴承伸出第一级齿壳内齿圈外，输入曲轴中段通过第一输入曲轴 用转臂轴承安装第一级外齿摆线轮，输入曲轴后段通过第二输入曲轴用转臂轴承安装第二 级外齿摆线轮，第一级外齿摆线轮的侧面上具有曲轴，曲轴通过安装在第二级外齿摆线轮 的侧面上对应的曲轴用转臂轴承，将第一级外齿摆线轮与第二级外齿摆线轮连接，构成多 曲柄平行四边形机构；第一级齿壳内齿圈的外围扩展形成阶梯槽，第二级齿壳内齿圈外壁 通过支撑轴承嵌在第一级齿壳内齿圈的阶梯槽内。
[0007] 本发明的工作原理如下：
[0008] 输入曲轴通过第一输入曲轴用转臂轴承带动第一级外齿摆线轮，使之与第一级齿 壳内齿圈啮合，第一级外齿摆线轮做行星运动；多个曲轴与输入曲轴共同组成多曲柄平行 四边形输出机构，将第一级少齿差行星齿轮的输出转动以差动形式输入到第二级少齿差行 星齿轮，带动第二级外齿摆线轮13与第二级齿壳内齿圈啮合，将转动及动力从第二级齿壳 内齿圈输出。
[0009] 通常情况下，本发明的传动形式为减速传动，输入曲轴作为输入构件，有两种减速 传动形式：
[0010] 1、当第一级齿壳内齿圈1固定，第二级齿壳内齿圈15为输出时，则传动比为：
[0012] 式中，ZdS第一级外齿摆线轮的齿数，z pl为第一级齿壳内齿圈的齿数，z。2为第二 级外齿摆线轮的齿数，zp2为第二级齿壳内齿圈的齿数。
[0013] 2、当第二级齿壳内齿圈固定，第一级齿壳内齿圈1为输出时，则传动比为：
[0015] 式⑴、⑵中正号表不输入、输出方向相同，负号表不输入、输出方向相反。齿数 ^cl ' ^pl ' ^c2 ' 应俩足以下关系：
[0017] 由式（1)、（2)、⑶可知，只要满足上述约束条件，齿数匹配较为容易，且传动比计 算式的分子为齿数相乘，易实现传动比增大。由于两级少齿差行星齿轮的连接方式为差动 式，改变了传统的串联式的传动形式，将单一转臂轴承改为多个转臂轴承，从而减小了单个 转臂轴承的承载压力，大大优化了转臂轴承的受力状态，延长了转臂轴承使用寿命，进而延 长了整机寿命。由于第二级齿壳内齿圈外壁通过支撑轴承嵌在第一级齿壳内齿圈的阶梯槽 内，结构简单，相对于两级串联组合的体积明显减小。
[0018] 由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：增大了少齿差行星传动的传 动比，使用多个转臂轴承，延长了转臂轴承的使用寿命，同时体积较小，利于安装使用。
【附图说明】
[0019] 本发明的【附图说明】如下：
[0020] 图1为本发明的结构示意图；
[0021] 图2为图1中B-B的剖视图；
[0022] 图3为本发明传动比推导的简化图。
[0023] 图中：1.第一级齿壳内齿圈；2.曲轴；3.第一输入曲轴用转臂轴承；4.第二输入 曲轴用转臂轴承；5.第一输入曲轴支撑轴承；6.输入曲轴；7.第一级外齿摆线轮；8.第 一级针齿；9.定位环；10.支撑轴承；11.第二输入曲轴支撑轴承；12.曲轴用转臂轴承； 13.第二级外齿摆线轮；14.第二级针齿；15.第二级齿壳内齿圈；16.轴用弹性挡圈；
[0024] I、输入曲轴；II、第一级少齿差行星传动的外齿轮；III、第一级少齿差行星传动 的内齿圈；IV、第一级少齿差行星传动的输出曲轴；V、第二级少齿差行星传动的外齿轮； VI、第二级少齿差行星传动的内齿圈。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
[0026] 如图1和图2所示，本发明包括两级差动式少齿差行星齿轮，其中，第一级差动式 少齿差行星齿轮包括第一级齿壳内齿圈1和与第一级齿壳内齿圈啮合的第一级外齿摆线 轮7,第二级差动式少齿差行星齿轮包括第二级齿壳内齿圈15和与第二级齿壳内齿圈啮合 的第二级外齿摆线轮13 ;
[0027] 输入曲轴6前段