專利名稱：一種大速比差動減速器的制作方法
一種大速比差動減速器，它屬于機械傳動裝置，適于做各種執(zhí)行機構，如管道閥門開關機械、船用舵機等。
在各種傳動裝置中，都需要把電動機等原動機高轉速降為低速大扭矩輸出，以操作各種機構，如閥門開閉的轉動、輪船舵的轉動等。但是一般的齒輪減速器，由于結構限制，單級速比不能太大，因而為滿足需要，必須使用多級減速，為達到1∶100或更大的速比，要用三級或更多級，從而使減速器體積十分龐大，重量極大。既便是使用蝸輪蝸桿減速，單級速比也不能很大。有的減速器使用行星輪減速方式，由于將行星輪的公轉作為一個輸出項，傳動效率不高?，F(xiàn)在使用一種諧波齒輪減速裝置作為一些中小功率的高速比減速器，用于儀器儀表控制、航空舵機等。它使用差動的方式減速，利用剛性齒圈和柔性齒圈間的齒差減速，可以做到單級減速比超過100。但由于要使用柔性齒圈，在工作時，柔性齒圈不斷變形，因而對柔性齒圈的技術要求高，而且受柔性齒圈齒強度的限制，輸出扭矩不能過高。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種高速傳動比的減速器。它使用差動原理，并且不使用柔性變形元件來實現(xiàn)差動，有很大的減速比和很大的輸出扭矩，并有很高的的傳動效率。
本發(fā)明的結構如附

圖1所示。它有輸入軸1，輸出軸套2，齒圈3，行星齒輪4，太陽齒輪5，行星齒輪保持架6，保持架固定塊7，其特征在于行星齒輪4由上下兩齒輪面構成，輸出軸套2上固接有輸出齒輪8，行星齒輪4的兩個齒輪面分別與輸出齒輪8和太陽齒輪5嚙合，行星齒輪4的其中一個齒輪面與固定齒圈3內齒嚙合，太陽齒輪5與減速器殼體固接，齒圈3通過外齒與輸入軸1上的外齒嚙合，太陽齒輪5有Z1個齒，輸出齒輪8有Z2個齒，Z1和Z2差1齒，行星齒輪4有兩個或兩個以上。
本發(fā)明的工作原理如下輸入軸1與原動機相連，在工作時，輸入軸1輸入的較高轉速的轉動扭矩通過輸入軸1上的齒輪傳遞給齒圈3，齒圈3在轉動時，由于太陽齒輪5固定不動，因而使得行星齒輪4既自身旋轉，也繞太陽齒輪5公轉。由于太陽齒輪5的齒數(shù)為Z1，輸出齒輪8的齒數(shù)為Z2，兩者相差1齒，因而在行星齒輪4公轉一周時，輸出齒輪8與太陽齒輪5相對差動1齒。由于太陽齒輪5與減速器殼體固接，因而輸出齒輪8帶動輸出軸套2轉動了1齒。
本發(fā)明的速比關系計算如下。
假定行星齒輪4的齒數(shù)為Z3，齒圈3內齒的齒數(shù)為Z4，齒圈3外齒的齒數(shù)為Z5，輸入軸1上的齒輪齒數(shù)為Z6，輸入軸1的轉速為n6，齒圈3的轉速為n4，行星齒輪4的自轉轉速為n3，公轉轉速為n2，輸出軸套2的轉速為n1，那么n4＝n6＊Z6/Z5對于行星齒輪4，公轉轉速n2為n2＝n4＊Z4/(Z4+Z2)由Z1和Z2的差動關系得n1＝n2/Z2所以有n1＝n6＊(Z6＊Z4)/(Z5＊(Z4+Z2)＊Z2)在一般情況下，可以設計使得Z2＝100，從而使減速比也大于100(因為Z5＞Z6，Z4+Z2＞Z4，所以減速比＞Z2)。
本發(fā)明使用了差動原理，在行星齒輪4公轉時，因太陽齒輪5與輸出齒輪8相差一齒，故每公轉一周這兩者之間將相對轉過一齒的角度。同時，在工作中沒有使用柔性齒，全部采用剛性齒輪，有很高的強度。在傳動時，行星齒輪4的公轉只是作為中間過渡，因此也無行星輪效率問題。本發(fā)明的結構緊湊，機構簡單。為增大傳遞功率，可以使用三個、四個或四個以上的行星輪。
本發(fā)明中，輸出齒輪8齒數(shù)Z2可以比太陽齒輪5齒數(shù)Z1多一齒或少一齒。在多一齒時，輸入旋轉方向與輸出旋轉方向相同，少一齒時，輸入旋轉方向與輸出旋轉方向相反。由于輸出齒輪8和太陽齒輪5的齒數(shù)不相等，為保持兩者與行星齒輪4都有相同的中心距，可使用變位齒輪技術。可以讓輸出齒輪8、太陽齒輪5、行星齒輪4上下齒面和齒圈3內齒面都變位，這樣，每一個齒輪的變位系數(shù)都不大，以保持運動的平穩(wěn)性。也可以只對輸出齒輪8和行星齒輪4與之嚙合的齒面變位，進行中心距修正，使加工和裝配方便。保持輸出齒輪8與行星齒輪4之間的中心距及太陽齒輪5和行星齒輪4之間的中心距也可以采用斜齒輪螺旋角大小不同的方法加以調整，輸出齒輪8和行星齒輪4上的與之相嚙合的齒面使用斜齒輪。中心距的調整還可以用非標準模數(shù)的方法進行調整。
本發(fā)明中行星齒輪保持架6使用保持架固定塊7使上下兩片固定，可用緊固件如螺釘、螺栓等，也可以鉚接。要求固定牢固，上下兩保持架片不能有相對轉動現(xiàn)象。本發(fā)明中，所有的軸承，如輸入軸1軸承、輸出軸套2軸承、齒圈3軸承和行星齒輪4軸承都可以使用滾動同承或滑動軸承?？梢允褂弥瑵櫥?，也可以使用油潤滑。在保持架6與輸出軸套2之間可以加支持軸承，以保持行星齒輪4的一定軸向位置，特別是在斜齒輪傳動時，用于承受行星齒輪4的軸向力。由于齒圈3受力較小，軸向尺寸也較小，可以使用附圖1中的懸臂支承結構，所用軸承可以是滑動軸承，有一定的支承寬度;也可以使用滾動軸承，使用有一定寬度的滾棒或滾針軸承;也可以使用雙列軸承。
本發(fā)明為增加齒圈3和行星齒輪4的剛度，也可以采用附圖2的結構形式。齒圈3支承在減速器殼體的兩個端蓋上。行星齒輪保持架6在行星齒輪4的兩側。取消了齒圈3的懸臂結構和行星齒輪4的懸臂結構。
權利要求
1.一種大速比差動減速器，它有輸入軸1，輸出軸套2，齒圈3，行星齒輪4，太陽齒輪5，行星齒輪保持架6，保持架固定塊7，其特征在于行星齒輪4由上下兩齒輪面構成，輸出軸套2上固接有輸出齒輪8，行星齒輪4的兩個齒輪面分別與輸出齒輪8和太陽齒輪5嚙合，行星齒輪4的其中一個齒輪面與固定齒圈3內齒嚙合，太陽齒輪5與減速器殼體固接，齒圈3通過外齒與輸入軸1上的外齒嚙合，太陽齒輪5有Z1個齒，輸出齒輪8有Z2個齒，Z1和Z2差1齒，行星齒輪4有兩個或兩個以上。
全文摘要
一種大速比差動減速器，它適用于做各種高扭矩減速傳動機械。它有輸入齒輪、行星齒輪、太陽齒輪、輸出齒輪等，其特征在于太陽齒輪與輸出齒輪同軸并齒數(shù)相差一齒，太陽齒輪與減速器殼體固定。輸入齒輪帶動行星齒輪公轉，每轉一周使太陽齒輪與輸出齒輪差動一齒，從而得到很大的減速比。在該減速器中，全部使用剛性齒輪，因而有很高的強度，可以傳遞很大的扭矩，結構緊湊，機構簡單。
文檔編號F16H48/10GK1067949SQ9110384
公開日1993年1月13日 申請日期1991年6月17日 優(yōu)先權日1991年6月17日
發(fā)明者石行 申請人:北京市西城區(qū)新開通用試驗廠