專利名稱：一種差動杠桿式減速器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及減速裝置，具體說是一種差動杠桿式減速器。
背景技術(shù)：
圓柱齒輪傳動在傳動裝置中最有可靠性且結(jié)構(gòu)簡單，但有幾個缺點1、有噪音；2、在減速器上應(yīng)用的時候做不到大的傳動比如果減速器的圓柱齒輪固定在軸 上，則會增加平行軸的級數(shù)且較多的齒輪相互嚙合，因此對減速比加大不利。

實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本實用新型的目的在于提供一種差動杠桿式減速 器，在平行布置的兩軸上使圓柱齒輪相互嚙合并進(jìn)行差動旋轉(zhuǎn)為達(dá)到以上目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是一種差動杠桿式減速器，包括外殼17，其特征在于輸出軸1穿裝在外殼17的左側(cè)壁上，且輸出軸1和左側(cè)壁間設(shè)有第一球軸承2，輸入軸8穿裝在外殼17的右側(cè)壁上，且輸入軸8和右側(cè)壁間設(shè)有另一組第一球軸 承2，輸出軸1與輸入軸8同軸，且二者通過連接件連接，輸出軸1與連接件間設(shè)有第二球軸承4，輸入軸8與連接件間設(shè)有第三球軸承18 ；輔助軸12的兩端同外殼17連接，且輔助軸12平行于輸出軸1和輸入軸8 ；輔助軸12和輸出軸1、輸入軸8之間通過若干齒輪傳動。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述若干齒輪包括輸出軸1位于外殼17內(nèi)的部分設(shè)有輸出齒輪3，輸入軸8位于外殼17內(nèi)的部分從左至右依次設(shè)有第一齒輪5、第二齒輪7和輸入 齒輪9，第一齒輪5、第二齒輪7與輸入軸8間設(shè)有針狀軸承6，輔助軸12位于外殼17內(nèi)的部分從左至右依次設(shè)有第五齒輪15、第六齒輪16、第 四齒輪13、第三齒輪11，第五齒輪15、第六齒輪16與輔助軸12間設(shè)有第三可動復(fù)合涂膜套管14，第四齒輪13、第三齒輪11與輔助軸12間設(shè)有第二可動復(fù)合涂膜套管10，輸出齒輪3與第五齒輪15嚙合，第一齒輪5與第六齒輪16嚙合，第二齒輪7與第四齒輪13嚙合，輸入齒輪9與第三齒輪11嚙合。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述各可動復(fù)合涂膜套管的底層材料由腐蝕反應(yīng)效果好的球狀石墨鑄鐵制成，且各可動復(fù)合涂膜套管的臨界工作條件為300MPa · m/s。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，具有與齒輪固定的可動套管與軸分離，以間隙配合組 裝，從而改善齒輪的嚙合特性的結(jié)構(gòu)。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，第五齒輪15、第六齒輪16固定在第三可動復(fù)合涂膜套 管14上，第三可動復(fù)合涂膜套管14以間隙配合組裝在輔助軸12上，第四齒輪13、第三齒輪11固定在第二可動復(fù)合涂膜套管10上，第二可動復(fù)合涂膜 套管10以間隙配合組裝在輔助軸12上。本實用新型所述的差動杠桿式減速器，加大減速比，并減少重量體積；相對減少起 動轉(zhuǎn)矩，減少傳動功率；實現(xiàn)柔軟齒輪嚙合，減少噪音與振動，提高可靠性與壽命；結(jié)構(gòu)簡 單，容易制作，而降低成本。

本實用新型有如下附圖圖1本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2標(biāo)準(zhǔn)齒輪減速器從動輪輪齒的各區(qū)應(yīng)力，圖3差動杠桿式減速器從動輪輪齒的各區(qū)應(yīng)力，圖4軸危險斷面的力矩分析圖，圖5復(fù)合涂膜示意圖，圖6本實用新型的具體實施例之一。附圖標(biāo)記圖 1 中1輸出(從動)軸；2第一球軸承X2;3輸出(從動)齒輪；4第二球軸承X2;5第一齒輪；6針狀軸承；7第二齒輪；8輸入(主動)軸；9輸入(主動)齒輪；10第二可動復(fù)合涂膜套管；11第三齒輪；12輔助軸；13第四齒輪；14第三可動復(fù)合涂膜套管；15第五齒輪；16第六齒輪；17夕卜殼；18第三球軸承X 2。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本實用新型留意了解決如下幾個問題加大減速比，并減少重量體積；相對減少 起動轉(zhuǎn)矩，減少傳動功率；實現(xiàn)柔軟齒輪嚙合，減少噪音與振動，提高可靠性與壽命；結(jié)構(gòu) 簡單，容易制作，而降低成本。為此，本實用新型在減速器傳動中運用了圓柱齒輪的差動運 動原理與相對性杠桿式力矩放大原理。從小型機械裝置、自動化裝置、日用品中的微型減速 器到煤礦、礦山、機械、建工等領(lǐng)域的大型減速器與卷揚機上都可以應(yīng)用到。如圖1所示，本實用新型所述的差動杠桿式減速器，包括以下部件外殼17，用于安裝輸出軸1、輸入軸8、輔助軸12及起傳動作用的若干齒輪、軸承；輸出軸1穿裝在外殼17的左側(cè)壁上，且輸出軸1和左側(cè)壁間設(shè)有第一球軸承2，輸入軸8穿裝在外殼17的右側(cè)壁上，且輸入軸8和右側(cè)壁間設(shè)有另一組第一球軸 承2，輸出軸1與輸入軸8同軸，且二者通過連接件連接，輸出軸1與連接件間設(shè)有第二球軸承4，輸入軸8與連接件間設(shè)有第三球軸承18 ；輔助軸12的兩端同外殼17連接，且輔助軸12平行于輸出軸1和輸入軸8 ；輔助軸12和輸出軸1、輸入軸8之間通過若干齒輪傳動。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述若干齒輪包括輸出軸1位于外殼17內(nèi)的部分設(shè)有輸出齒輪3，輸入軸8位于外殼17內(nèi)的部分從左至右依次設(shè)有第一齒輪5、第二齒輪7和輸入 齒輪9，第一齒輪5、第二齒輪7與輸入軸8間設(shè)有針狀軸承6，輔助軸12位于外殼17內(nèi)的部分從左至右依次設(shè)有第五齒輪15、第六齒輪16、第 四齒輪13、第三齒輪11，第五齒輪15、第六齒輪16與輔助軸12間設(shè)有第三可動復(fù)合涂膜套管14，為間隙 配合組裝方式；即第五齒輪15、第六齒輪16固定在第三可動復(fù)合涂膜套管14上，第三可動 復(fù)合涂膜套管14以間隙配合組裝在輔助軸12上，第四齒輪13、第三齒輪11與輔助軸12間設(shè)有第二可動復(fù)合涂膜套管10，為間隙 配合組裝方式；即第四齒輪13、第三齒輪11固定在第二可動復(fù)合涂膜套管10上，第二可動 復(fù)合涂膜套管10以間隙配合組裝在輔助軸12上，輸出齒輪3與第五齒輪15嚙合，第一齒輪5與第六齒輪16嚙合，第二齒輪7與第四齒輪13嚙合，輸入齒輪9與第三齒輪11嚙合。傳達(dá)傳動時，若減速器的輸入軸8轉(zhuǎn)動，則固定 在該輸入軸上的輸入齒輪9亦轉(zhuǎn)動，輸入齒輪9帶動與其嚙合的第三齒輪11轉(zhuǎn)動，再依次 經(jīng)過第四齒輪13、第二齒輪7、第一齒輪5、第六齒輪16和第五齒輪15與軸分離進(jìn)行差動旋 轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)柔軟嚙合。此時第一齒輪5和第二齒輪7以與輸入軸8同樣的方向進(jìn)行 差動旋轉(zhuǎn)運動。結(jié)果第一齒輪5將噪聲、振動最小的傳動功率傳達(dá)到固定在輸出軸1的輸出(從動)齒輪3。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述各可動復(fù)合涂膜套管的底層材料由腐蝕反應(yīng)效果 好的球狀石墨鑄鐵制成。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，所述各可動復(fù)合涂膜套管是臨界工作條件為 300MPa · m/s的可動復(fù)合涂膜套管。此種臨界工作條件的可動復(fù)合涂膜套管可通過以下 方式獲得可動套管的底層材料由腐蝕反應(yīng)效果好的球狀石墨鑄鐵制成，并采用對潤滑層 的復(fù)合涂膜技術(shù)和真空加熱滲油技術(shù)，最終將套管的臨界工作條件從9. SMPa · m/s做到 300MPa · m/s，改善耐磨性。本實用新型具有以下優(yōu)點(1)對于隨著傳動比增加的齒輪段的增大，不增加旋轉(zhuǎn)軸數(shù)，而是做了 2軸線結(jié) 構(gòu)，并采用將與軸進(jìn)行差動旋轉(zhuǎn)運動的齒輪段的軸向增大方式，最終減少減速器的重量體 積。(2)將2軸線形式的傳動軸與固定在齒輪的可動套管以間隙配合進(jìn)行組裝，實現(xiàn) 柔軟齒輪嚙合，最終減少減速器的振動與噪聲。(3)利用力矩放大與杠桿式原理，合理分配傳動比轉(zhuǎn)矩小的前端傳動比做大，轉(zhuǎn) 矩大的負(fù)荷段的傳動比不超過2 ；最終降低起動轉(zhuǎn)矩，減少輸出齒輪齒牙的應(yīng)力，減少齒輪 模數(shù)與寬度。(4)可動套管的底層材料由腐蝕反應(yīng)效果好的球狀石墨鑄鐵制成，并采用對潤滑 層的復(fù)合涂膜技術(shù)和真空加熱滲油技術(shù)，最終將套管的臨界工作條件從9. SMPa · m/s做到 300MPa · m/s，改善耐磨性。(5)保留圓柱齒輪傳動方式，而在實現(xiàn)同樣的傳動比和轉(zhuǎn)矩時，重量體積與功率 少、振動小、噪聲低、可靠性與壽命長、結(jié)構(gòu)簡單并容易制作。(6)具有與齒輪固定的可動套管與軸分離，以間隙配合組裝，從而改善齒輪的嚙合 特性的結(jié)構(gòu)。本實用新型將連接電機的輸入端一級齒輪和輸出端的從動齒輪固定在平行軸，而 且使其余齒輪與軸以套管分離進(jìn)行差動運動，以間隙配合柔軟地嚙合，并把減速比均等分 配到每傳動要素中，利用相對性的杠桿式力矩放大原理降低了減速器的起動轉(zhuǎn)矩，改善了 起動特性，以此技術(shù)為基礎(chǔ)，我們就能制作應(yīng)用差動杠桿式二軸線減速器、同軸線減速器， 臥式減速器、微型減速器、差動杠桿式卷揚機。以下詳細(xì)闡述上述發(fā)明目的實現(xiàn)途徑一為了減少減速器的重量與體積，依靠差動旋轉(zhuǎn)原理和杠桿式傳力原理，為了解 決隨傳動比的增加而增加的齒輪嚙合排列，沒有采用增加軸數(shù)和按徑向加大齒輪的方法， 而以兩軸固定了軸線并按軸向擴大齒輪嚙合。一為了降低振動和噪聲，實現(xiàn)軸與齒輪套管之間的間隙配合的減合，兩軸的軸旋 轉(zhuǎn)支點處使用自動調(diào)心軸承，最終齒輪嚙合少收軸平行度誤差的影響。一為了保證減速器的可靠性與壽命，以可動套管的滾動接觸來實現(xiàn)傳動要素之間 的接觸，并對套管進(jìn)行物性處理效果減少摩擦。1)采用差動旋轉(zhuǎn)運動與杠桿式傳力原理。①在差動杠桿式減速器的主要傳動要素_齒輪，在旋轉(zhuǎn)軸上進(jìn)行不同轉(zhuǎn)數(shù)的差動旋轉(zhuǎn)運動并傳達(dá)傳動。差動旋轉(zhuǎn)運動的效果 改善傳動要素之間的嚙合并實現(xiàn)減速器傳動的圓滑性。 通過差動旋轉(zhuǎn)的傳動傳達(dá)，改善起動特性。 通過差動旋轉(zhuǎn)運動的實現(xiàn)，能夠保證傳動要素的可靠性并延長了壽命。②采用杠桿原理，實現(xiàn)力矩放大的圓滑性。采用以下幾個原理使杠桿上的每支點所作用的力，避免迅速的上升而均勻分布 的原理；在杠桿上選好支點，就同樣的力下能獲得相對性的矩放大效果的原理。 將輸出端的扭矩均等分配到各傳動要素，從而相對地減少了減速器的起動轉(zhuǎn)矩。 減少慣性力，減少齒輪嚙合處的動力。2)在齒輪嚙合上減少輸出端的傳動比，從而減少輸出齒輪輪齒的應(yīng)力并縮小齒輪 的尺寸。當(dāng)輸出軸承受同樣的外力下，對齒輪輪齒所作用的應(yīng)力分析。應(yīng)用實例100HP卷揚減速器的從動輪載荷條件-卷揚力P = 2700Kg卷揚速度U = 2. 3m/s卷筒直徑D = 1500mm輸出軸條件d = 180mm鍵槽面積 240mm X 50mm在軸作用的切向力FF · d = P · DF · 180 = 2700 · 1500F = ^^-2700 = 225/
180所以，對鍵槽作用的比壓為；g= 30·103·9.8 0Μρα
240· 50· IO-6在標(biāo)準(zhǔn)齒輪減速器(A = 1000mm)的從動輪的模數(shù)m = 12、齒輪寬度B = 240mm 時，從動輪輪齒的各區(qū)應(yīng)力為如下(參見圖2)；一區(qū)-σ e = 1550Mpa二區(qū)-oe = 863Mpa三區(qū)-oe = 395Mpa四區(qū)-oe=173Mpa在差動杠桿式減速器(A = 300mm)的從動輪的模數(shù)m = 8、齒輪寬度B = 120mm 時，從動輪輪齒的各區(qū)應(yīng)力為如下(參見圖3)；切向力22.5t一區(qū)-σ e = 1230Mpa二區(qū)-oe = 412Mpa三區(qū)-oe=138Mpa[0128]減小應(yīng)力值的原因在于若減少傳動比，當(dāng)輸出軸承受同樣的扭矩時，隨著齒輪半 徑的減小，在齒輪輪齒作用的力矩就減小。3)利用扭矩對消效果，減小了軸徑。如圖4所示，在軸危險斷面的力矩 在軸上的扭矩
NM1 =9550·—
ηN:對軸作用的動力(Kg)η:軸的旋轉(zhuǎn)數(shù)(rpm) 在危險斷面的合成彎矩M2 =^j M2x+M2yMx, My 在危險斷面的垂直面和水平面上的彎矩 在危險斷面的換算矩M0 = ^ikM2)2+(IclM1)2I^k2:動力學(xué)系數(shù)-在危險斷面的軸徑計算d=\ ^0, mm
F-M[Oj1 按軸材料的彎矩許用應(yīng)力Pa在A-B段與C-D段的軸，只受彎矩，而不受扭矩，PJfUM0 =^kMl)2 ^kMl不受扭矩的軸徑為Cl1，貝IJ Cl1 < d。4)改善齒輪嚙合質(zhì)量，并降低振動與噪聲。在齒輪傳動的振動與噪聲，主要與齒輪的嚙合狀態(tài)有關(guān)。齒輪嚙合的質(zhì)量與各個 齒輪的制作精度有關(guān)，同時也與齒輪安裝軸之間的相互位置精度很有關(guān)。軸之間非平行度誤差對噪聲的影響如下；軸傾斜度對音壓(dB)的影響
權(quán)利要求一種差動杠桿式減速器，包括外殼(17)，其特征在于輸出軸(1)穿裝在外殼(17)的左側(cè)壁上，且輸出軸(1)和左側(cè)壁間設(shè)有第一球軸承(2)，輸入軸(8)穿裝在外殼(17)的右側(cè)壁上，且輸入軸(8)和右側(cè)壁間設(shè)有另一組第一球軸承(2)，輸出軸(1)與輸入軸(8)同軸，且二者通過連接件連接，輸出軸(1)與連接件間設(shè)有第二球軸承(4)，輸入軸(8)與連接件間設(shè)有第三球軸承(18)；輔助軸(12)的兩端同外殼(17)連接，且輔助軸(12)平行于輸出軸(1)和輸入軸(8)；輔助軸(12)和輸出軸(1)、輸入軸(8)之間通過若干齒輪傳動。
2.如權(quán)利要求1所述的差動杠桿式減速器，其特征在于，所述若干齒輪包括 輸出軸(1)位于外殼(17)內(nèi)的部分設(shè)有輸出齒輪(3)，輸入軸(8)位于外殼(17)內(nèi)的部分從左至右依次設(shè)有第一齒輪(5)、第二齒輪(7)和 輸入齒輪(9)，第一齒輪(5)、第二齒輪(7)與輸入軸(8)間設(shè)有針狀軸承(6)， 輔助軸(12)位于外殼(17)內(nèi)的部分從左至右依次設(shè)有第五齒輪(15)、第六齒輪 (16)、第四齒輪(13)、第三齒輪(11)，第五齒輪(15)、第六齒輪(16)與輔助軸(12)間設(shè)有第三可動復(fù)合涂膜套管(14)， 第四齒輪(13)、第三齒輪(11)與輔助軸(12)間設(shè)有第二可動復(fù)合涂膜套管(10)， 輸出齒輪(3)與第五齒輪(15)嚙合， 第一齒輪(5)與第六齒輪(16)嚙合， 第二齒輪⑵與第四齒輪(13)嚙合， 輸入齒輪(9)與第三齒輪(11)嚙合。
3.如權(quán)利要求2所述的差動杠桿式減速器，其特征在于所述各可動復(fù)合涂膜套管的 底層材料由腐蝕反應(yīng)效果好的球狀石墨鑄鐵制成，且各可動復(fù)合涂膜套管的臨界工作條件 為 300MPa · m/s。
4.如權(quán)利要求1或2所述的差動杠桿式減速器，其特征在于具有與齒輪固定的可動 套管與軸分離，以間隙配合組裝，從而改善齒輪的嚙合特性的結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的差動杠桿式減速器，其特征在于第五齒輪(15)、第六齒輪 (16)固定在第三可動復(fù)合涂膜套管(14)上，第三可動復(fù)合涂膜套管(14)以間隙配合組裝 在輔助軸(12)上，第四齒輪(13)、第三齒輪(11)固定在第二可動復(fù)合涂膜套管(10)上，第二可動復(fù)合涂 膜套管(10)以間隙配合組裝在輔助軸(12)上。
專利摘要本實用新型涉及一種差動杠桿式減速器，減速器的輸出軸通過球軸承穿裝在外殼左側(cè)壁上，輸入軸通過球軸承穿裝在外殼右側(cè)壁上，輸出軸與輸入軸同軸；將輔助軸與主動軸、從動軸平行固定在外殼內(nèi)，主動齒輪固定在主動軸上，從動齒輪固定在從動軸上；其余齒輪與可動復(fù)合涂膜套管固定，以間隙配合與軸分離，進(jìn)行差動旋轉(zhuǎn)運動，以實現(xiàn)柔軟嚙合。還有均等分配在每傳動要素中的傳動比，運用相對性的杠桿式力矩放大原理，降低減速器的起動轉(zhuǎn)矩，改善起動特性。本實用新型所述的差動杠桿式減速器，加大傳動比，并減少重量體積；相對減少起動轉(zhuǎn)矩，減少傳動功率；還實現(xiàn)柔軟齒輪嚙合，減少噪聲與振動，提高可靠性與壽命；結(jié)構(gòu)簡單，容易制作，而降低成本。
文檔編號F16H57/02GK201714914SQ20102023665
公開日2011年1月19日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日
發(fā)明者趙允旻, 金正男 申請人:朝鮮山榮合營會社;金波