專利名稱：同力面混合少齒差行星傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于機械式的傳動裝置，它具體涉及一種新型的同力面混合少齒差的行星傳動箱的結(jié)構(gòu)。
行星式傳動箱是機械傳動中的一種已有技術(shù)。經(jīng)撿索知，US3451290《帶軸向重疊齒輪的傳動裝置》是一種典型的同力面少齒差的行星傳動裝置，它的特點如下(1)它把行星輪上的兩個齒輪安排在同一平面內(nèi)，利用輸入齒輪付與輸出齒輪付行星輪作用力的方向相反的特性，使二力相互抵消，可大幅度降低少齒差行星傳動裝置的受力狀況；(2)因兩級齒輪付軸向重疊，二力的軸向力臂為零，從根本上克服了高速軸傾覆力矩對軸承的破壞性影響；(3)它在偏心軸行星輪的兩側(cè)使用了雙平衡塊，將行星輪總成的質(zhì)心落在輸入輸出的軸線上，實現(xiàn)了動平衡。但它也還存在一些不足(1)由于該專利在設(shè)計上純粹是從結(jié)構(gòu)的重疊入手，只注重同齒差同模數(shù)的偏心距相同可重疊安置的特點，因而在徑向尺寸受到限制或傳動比更大、或要求傳動比配置更密的機構(gòu)中，難以推廣使用；(2)在傳動比偏小(i＜20)時，因相對費效比高而不夠理想；(3)其行星輪上的兩個齒輪都是外齒，只能在分別加工后再組裝成一體，兩齒輪的同心度是一難點，特別是該少齒差傳動若要避免干涉，必須采用正變位或超短齒結(jié)構(gòu)，要實現(xiàn)良好的嚙合對系統(tǒng)的工藝要求更高。
本實用新型的目的是在同力面少齒差行星傳動裝置的基礎(chǔ)上，在各齒輪付中采用不同模數(shù)，形成同力面混合少齒差的行星傳動機構(gòu)，按傳動比的范圍分成三個區(qū)段，保持前述專利的優(yōu)點，并有效地克服其缺點。
按如上構(gòu)思，本方案所提出的同力面混合少齒差行星傳動裝置包括有固定齒輪、行星齒輪、輸出齒輪、偏心軸、雙平衡塊、及殼體，其特征是它的行星輪的輸入和輸出齒輪的作用力或合力作用在其軸上的同一垂直面內(nèi)，且各對傳動付的齒輪可采用不同的模數(shù)，它的裝在曲軸上的行星輪是兩個同心的外齒輪，該行星輪的小齒輪與固定的內(nèi)齒輪相嚙合，另外的大齒輪與輸出的大內(nèi)齒輪相嚙合，兩平衡塊位于行星輪的兩側(cè)，構(gòu)成一減速器。
在本方案中的行星傳動裝置按傳動比的分布呈三個分段①它的行星輪的小齒輪與固定的內(nèi)齒輪相嚙合，另外的大齒輪與輸出的大內(nèi)齒輪相嚙合，兩平衡塊位于行星輪的兩側(cè)，構(gòu)成一減速器。若是它的固定的內(nèi)齒輪大于輸出的內(nèi)齒輪，則構(gòu)成另一種傳動比的減速器。②它的行星輪的兩個齒輪為同心的一個內(nèi)齒輪和一個外齒輪。它的行星輪的內(nèi)齒輪與固定的小齒輪相嚙合，其外齒輪與輸出的大的內(nèi)齒輪相嚙合，構(gòu)成另一優(yōu)越性動比的減速器。③它的行星輪是由三個外齒輪對稱安裝組成的，其外端的兩齒輪的參數(shù)相同，并與兩固定的內(nèi)齒輪相嚙合，其中間的外齒輪與固定在外殼上的內(nèi)齒輪相嚙合，構(gòu)成一從外殼輸出動力的減速器。它的行星輪中的大齒輪與固定在外殼上的固定內(nèi)齒輪相嚙合，行星輪兩端的齒輪分別與兩個形狀相同的輸出的內(nèi)齒輪相嚙合，可構(gòu)成向兩端輸出的減速器。
采用本方案能體現(xiàn)如下的優(yōu)越性①本方案中的頭兩個分段行星輪上的輸入力和輸出力作用在軸線的同一垂直面內(nèi)，使得軸向上的傾覆力矩為零，在第三分段中，其輸入和輸出的合力也位于同一平面內(nèi)，也使軸向的傾覆力矩為零，可以大大提高行星輪軸承的壽命；②在本方案的各曲軸上并在行星輪的兩邊都對稱地裝有平衡塊，保證行星輪總成的質(zhì)心落在輸入輸出的軸線上，使之實現(xiàn)靜平衡和偶平衡，也是提高整機工作穩(wěn)定和壽命的重要措施；③本機在輸入和輸出級齒輪付中可采用模數(shù)、齒差數(shù)不同的混合少齒差形式，但必須滿足齒差數(shù)與模數(shù)的積即M1ΔZ1＝M2ΔZ2，保證其偏心距相等，混合少齒差的匹配可實現(xiàn)更寬的傳動比的要求；④本方案的行星傳動裝置能實現(xiàn)極寬的傳動比的覆蓋，又有很好的工作穩(wěn)定性和壽命，因此它適合各種工況要求，便于推廣使用。
圖1是已有技術(shù)中的同力面少齒差行星傳動裝置的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是前專利的受力情況示意圖。
圖3、圖4是本專利第一分段的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5、圖6上本專利第二分段的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7、圖8是本專利第三分段的結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是一端輸入，從外殼輸出動力的減速器的結(jié)構(gòu)示意圖，圖8是一端輸入兩端輸出的減速器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9、圖10、圖11分別為本專利三個分段的同力面混合少齒差行星傳動裝置減速器的結(jié)構(gòu)圖。
現(xiàn)結(jié)合

本方案的實施例。各方案的傳動裝置都是由固定齒輪(1)、行星齒輪(2)、輸出齒輪(3)、偏心軸(4)、雙平衡塊(5)、及殼體(6)所組成的。本設(shè)計保證外力的合力和對行星輪及偏心軸不形成嚙合的傾覆力矩和動力平衡慣性力偶，并盡可能地使作用于同一剛性組件上的這些外力相互抵消，達合力最小，以獲得最好的性能和壽命。本設(shè)計按傳動比的分布分為三個區(qū)段(一)傳動比適中的區(qū)段，即i＝20～100，如圖9。它采用行星輪的兩個齒輪重疊在一個面上，在兩對傳動付的齒輪上可采用同模數(shù)、同齒差數(shù)外可以分別選取不同模數(shù)和不同齒差數(shù)，形成混合少齒差傳動組合，能擴大傳動比的范圍和密度，在相同結(jié)構(gòu)、直徑條件下可匹配出更多的實用有效的傳動比方案，能適應(yīng)不同功能傳動設(shè)備的要求。當(dāng)選用混合少齒差時，必須保證輸入級行星齒輪付與輸出級行星齒輪付的偏心距相等。
(二)小傳動比區(qū)段，即i＜20，如圖10。它適合于對行星輪輸入、輸出級分別采用在同一平面內(nèi)的內(nèi)齒和外齒的結(jié)構(gòu)，盡管兩對齒輪付的嚙合點分別位于偏心軸的兩邊，兩個方向相同的嚙合切向分力全部地加到行星輪軸承上，但它們只是正壓力，而無傾覆和憋勁現(xiàn)象。它的優(yōu)點是另件數(shù)量少且工藝性好。該行星輪的內(nèi)外齒可在一次裝卡中完成加工，能提高質(zhì)量并降低成本，它特別適合用于負荷較輕、中小傳動比的各種工況機構(gòu)。
(三)特大傳動比區(qū)段，如圖11。它適宜選用三排單層串聯(lián)外齒的行星輪方案，其兩端齒環(huán)與中間齒環(huán)分別為行星輪的輸入與輸出級，由于兩端齒環(huán)完全相同，且對中間齒環(huán)對稱，所以與之嚙合的內(nèi)齒輪作用到行星外齒輪上的作用力的合力必與中間外齒環(huán)所受嚙合力位于同一力平面內(nèi)，行星輪軸承對行星輪的反力的合力及行星輪旋轉(zhuǎn)的離心慣性力自然也在此平面內(nèi)，因此，這種三聯(lián)行星輪就同單排重疊設(shè)置的行星輪一樣，可極大地減輕行星輪軸承的受力，在偏心軸的兩端加上完全相同的平衡塊，可使輸入軸承受力處于最佳狀態(tài)，可應(yīng)用于各種轉(zhuǎn)速工況。對輸入與輸出級齒輪取混合少齒差搭配，可獲得更多的傳動比匹配方案。該三聯(lián)行星齒輪的輸入級和輸出級齒數(shù)可作得十分接近，可實現(xiàn)極大的傳動比跨度，當(dāng)二者的齒數(shù)完全相同時，理論上的傳動比可達無窮大，實際上可以作到i=9～10000。圖11所示的一端輸入由旋轉(zhuǎn)的外殼輸出的方案適用于絞盤、電動滾筒等。圖8所示的可兩端輸出的方案適用于抽油機等機械。
前面以減速器的形式描述了本發(fā)明的原理和實施方案。事實上如果將輸入和輸出級對調(diào)，可形成一種很好的加速器。若將減速器的輸入軸直接與電動機相聯(lián)，又形成一種很好的低速電機，能進一步減小體積并降低成本。
本方案的部分試制產(chǎn)品經(jīng)運行試驗證明它具有傳動比覆蓋范圍大、性能穩(wěn)定、整機壽命高、工藝性好的優(yōu)點。
權(quán)利要求1.一種同力面混合少齒差行星傳動裝置，它包括有固定齒輪(1)、行星齒輪(2)、輸出齒輪(3)、曲軸(4)、雙平衡塊(5)、及殼體(6)，其特征是它的行星輪的輸入和輸出齒輪的作用力或合力作用在其軸上的同一垂直面內(nèi)，且各傳動付的齒輪可采用不同的模數(shù)，它的裝在曲軸上的行星輪是兩個同心的外齒輪，該行星輪的小齒輪與固定的內(nèi)齒輪相嚙合，另外的大齒輪與輸出的大內(nèi)齒輪相嚙合，兩平衡塊位于行星輪的兩側(cè)，構(gòu)成一減速器。
2.按照權(quán)利要求1所述的行星傳動裝置，其特征是它的固定的內(nèi)齒輪大于輸出的內(nèi)齒輪，則構(gòu)成另一傳動比的減速器。
3.按照權(quán)利要求1所述的行星傳動裝置，其特征是它的裝在曲軸上的行星齒輪的兩個齒輪為同心的一個內(nèi)齒輪和一個外齒輪。
4.按照權(quán)利要求1或3所述的行星傳動裝置，其特征是它的行星輪的內(nèi)齒輪與固定的小齒輪相嚙合，其外齒輪與輸出的大的內(nèi)齒輪相嚙合，構(gòu)成減速器。
5.按照權(quán)利要求4所述的行星傳動裝置，其特征是它的固定的內(nèi)齒輪大于輸出的外齒輪，則構(gòu)成另一傳動比的減速器。
6.按照權(quán)利要求1所述的行星傳動裝置，其特征是它的裝在曲軸上的行星輪是由三個外齒輪對稱安裝組成的，其外端的兩個齒輪的參數(shù)相同，并與兩固定的相同的內(nèi)齒輪相嚙合，其中間的外齒輪與固定在外殼上的內(nèi)齒輪相嚙合，構(gòu)成一從外殼輸出動力的減速器。
7.按照權(quán)利要求6所述的行星傳動裝置，其特征是它的行星輪中間的大齒輪與固定外殼上的內(nèi)齒輪相嚙合，行星輪兩端的齒輪分別與兩個形狀相同的輸出的內(nèi)齒輪相嚙合可構(gòu)成向兩端輸出的減速器。
專利摘要本實用新型屬機械式的傳動裝置。為克服已有技術(shù)中的同力面行星傳動裝置存在的結(jié)構(gòu)和工藝上的問題特提出本方案。它是由固定齒輪、行星齒輪、輸出齒輪、偏心軸、雙平衡塊、及殼體所構(gòu)成,本方案的特征是它的行星輪的兩齒輪的作用力或合力作用在其軸上的同一垂直面內(nèi),且各齒輪可采用不同的模數(shù),其行星輪上的兩個齒輪可為同心的外齒輪、同心的內(nèi)齒外齒或三個并聯(lián)的外齒輪。本設(shè)計可按傳動比分三個分段,經(jīng)試制品的運行證明,它具有傳動比覆蓋范圍大、性能穩(wěn)定、壽命高和工藝性好的優(yōu)點。
文檔編號F16H1/32GK2283758SQ9621539
公開日1998年6月10日 申請日期1996年7月11日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月11日
發(fā)明者汪立人, 遲月珍, 張志杰, 張樹 申請人:汪立人, 遲月珍, 張志杰, 張樹