双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器制造技术

本发明专利技术公开了一种双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器，包括：两组少齿差锥齿轮，零齿差输出机构，交叉连接结构。其中两组少齿差锥齿轮提供给输出齿轮双侧驱动力。输出机构两组齿轮齿数相同，因此可以固联。固联有两个优点，一是用内力平衡消除部分的驱动力，以提高输出力矩，降低轴承负担。二是将减速器轴承数量降到了6个，简化结构。本发明专利技术避免了轴承的重负载，由齿轮啮合承担，解决了轴承容易损坏的问题，提高了减速器的承载和寿命；因为本发明专利技术减速器效率较高且输出力矩较大，因此适用于中低速重载大力矩输出情况；输出机构各相应的部分通过两、三个连接点交叉连接在一起，实现没有干涉的各自运动和具有一定连接强度刚度连接的要求。

【技术实现步骤摘要】
双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器
本专利技术属于机械工程
，具体涉及双侧驱动的少齿差行星锥齿轮减速器或双侧驱动的章动齿轮传动减速器。
技术介绍
平面内啮合少齿差传动具有接触强度高、扭矩大等优点，被高性能的减速器所广泛的采用。例如，RV减速器、内平动齿轮减速器、三环减速器等。然而，随着输出扭矩的增加，首先出现问题的是轴承，因为轴承工作在高转速，同时由于重载，径向力很大，长期重负荷工作，很容易出现问题。国内外的论文对此都有共识，即轴承是提高这几种齿轮减速器性能的瓶颈。平面少齿差传动还有一个压力角较大的问题，例如一齿差内啮合的啮合角一般为54-56度。二齿差内啮合的啮合角也高达40-42度，因此齿轮的受力情况不理想。而锥齿轮传动属于球面机构，球面机构是平面机构的推广，平面机构是球面机构的特殊情况，可以认为平面机构是半径无穷大的球面中的一小部分。所以，在球面机构的范围内进行研究，理论上也包括平面机构，可以在更大范围内对机构进行优化。RV(旋转矢量)齿轮减速器中最基本的部分是RV齿轮，即旋转矢量齿轮，实际上就是行星齿轮，行星齿轮本身除了自转，其中心还围绕RV齿轮减速器中心公转。一个RV齿轮受力如下图1所示，从图1可以看出，轴承力比负载力还要高一些。一般的RV齿轮减速器都有至少两个RV齿轮，呈180度对称分布，并用两个或三个曲轴驱动。RV齿轮的输入输出原理如图2所示，其中，曲轴的自转作为公转输入，驱动RV齿轮1和RV齿轮2的公转，RV齿轮2的自转由系杆自转输出，RV齿轮与一个固联于内齿轮机架的内齿轮啮合。可以看出系杆的输出力矩是由固联于系杆的几个轴承提供的，轴承能够提供多大的径向力，系杆就能对应得到多大的输出力矩。因为两个RV齿轮间具有相对平动，所以二者之间不能固连，即每个RV齿轮都至少要有两个轴承驱动，而轴承又受力较大，且高速旋转，因而造成了工作负载重，易损坏。从图2还可以看出驱动两个RV齿轮至少要8个轴承，再加上输入与输出，十几个轴承总是需要的。章动齿轮传动作为一种新型的传动装置，相对于传统的蜗轮蜗杆传动和圆柱齿轮等传动而言，具有许多无可比拟的优点，其中包括传动比大、重合度高，传动平稳、结构紧凑、效率和可靠性高等。同时,目前还面临着一些诸如内锥齿轮加工困难和内外齿轮啮合干涉以及只能单侧驱动等有待进一步研究和探索的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种少齿差和零齿差行星锥齿轮减速器，所述的减速器把RV减速器中平面少齿差内外齿轮啮合传动，改为球面少齿差内外齿轮啮合传动，即由平面上升为球面，可以把RV减速器当中，连接两个RV齿轮间的轴承取消，直接把这两个RV齿轮或称为行星齿轮固联，避免了轴承对减速器性能的影响。为了改进章动齿轮传动中，只能单侧驱动的问题，除了要把两个行星齿轮固联以外，还增加了零齿差内外锥齿轮啮合，用以把行星齿轮中的自转运动输出。在此基础上，又设计了交叉连接结构，用以连接两组章动齿轮中的对应部分和输入输出构件。采用这些措施后，可以实现减速器的双侧驱动，传动当中的重负载只由少齿差和零齿差啮合的齿轮承担。本专利技术的优点在于：(1)少齿差内外锥齿轮啮合，具有接触应力小、驱动力大的优点。(2)采用双侧驱动，增加了零齿差内外锥齿轮啮合，输出力矩大，降低了轴承的负载。(3)与RV减速器比较，该减速器所用的零件数少，结构简单，装配容易。附图说明图1是现有技术中一个RV齿轮受力示意图。图2是现有技术中RV齿轮的输入输出原理示意图。图3是本专利技术中将两个RV齿轮成为锥齿轮后固连示意图。图4是内外锥齿轮啮合示意图，其中外锥齿轮为RV齿轮。图5是零齿差锥齿轮传动原理示意图。图6是零齿差锥齿轮变位设计示意图。图7是双侧驱动零齿差啮合示意图。图8是双侧驱动锥齿轮少齿差与零齿差部分机构示意图。图9是定轴轮系转速示意图。图10是少齿差外锥齿轮为机架的第一种机构。图11是零齿差外锥齿轮为机架的第二种机构。图12是少齿差内锥齿轮为机架的第三种机构。图13是零齿差内锥齿轮为机架的第四种机构。图14是交叉连接结构采用三点连接方案的示意图。图15是交叉连接结构采用两点连接方案的示意图。图16是本专利技术采用第一种机构的整体结构示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提供一种双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器，由两对对称布置的少齿差锥齿轮以及输出机构和交叉连接结构组成；每对互相啮合的少齿差锥齿轮都包括一个齿数多的大齿轮与一个齿数少的小齿轮，大齿轮和小齿轮的齿数差为1-4，相对于齿轮的齿数很少，属于少齿差传动；两对锥齿轮的锥顶点重合；两个大齿轮互相平行，且固联在一起，位于锥顶点两侧，互成180度；两个小齿轮也互相平行，且固联在一起，位于锥顶点两侧，互成180度。其中小齿轮与机架固定，大齿轮通过轴承安装在一个倾斜轴上，倾斜轴通过一对轴承与机架连接，作为高速输入端；大齿轮参与两个转动，一个在倾斜轴上自转，另外一个与倾斜轴一起公转；大齿轮还通过一个输出机构输出自转。输出机构采用两对零齿差的锥齿轮啮合传动实现，用以输出大齿轮的自转；每对零齿差齿轮包括两个齿数相同的齿轮，其中一个与大齿轮固联或由大齿轮的齿延长而成，另外一个与机架间设有轴承，输出低速转动。交叉连接结构是把两对零齿差的齿轮中对应的部分，即对应的两个输出齿轮，相互通过120度分布的3点连接在一起；对应的另外一对齿轮通过120度分布的3个点与上下两个轴承相连；这6个点交叉布置，相差60度。交叉连接结构是把两对零齿差的齿轮中对应的部分；即对应的两个输出齿轮，相互通过180度分布的两点连接在一起，且每个点具有一定的宽度；对应的另外一对通过180度分布的两个点与上下两个轴承相连；这4个点交叉布置，相差90度。少齿差锥齿轮的大小齿轮可以交换，即，大齿轮与机架固定，小齿轮通过轴承安装在倾斜轴上。输出机构和机架可以交换。少齿差锥齿轮的大小齿轮可以交换，同时输出和机架可以随之交换。所述的锥齿轮是直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮或曲齿锥齿轮。基于现有技术中存在的多轴承问题，本专利技术提供了一种双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器，在图2所示结构的基础上，将两个RV齿轮均逆时针旋转一个角度(一般大于0小于45度)，并将RV齿轮都加工成为外锥齿，则两个RV齿轮之间的相互平动随即消失，于是可以把两个具有外椎齿的齿轮固连起来，形成本专利技术中的一组外锥齿轮。这就减少了轴承的数量，如图3。由于采用外锥齿轮，具体形式如图4，输入公转，与内锥齿轮啮合；但同时，输出机构没有了，因此，本专利技术增加了另外两对零齿差齿轮啮合传动作为输出机构。即两个齿数相等的锥齿轮啮合。在理想状态下零齿差啮合应该采用两个形状完全相同的齿轮，如图5所示，啮合节点位于P。但是，因为需要两侧都参与啮合并输出，因此一对零齿差齿轮只能占据一侧位置，留出另外一侧位置给对面的一对齿轮。所以，两对零齿差的齿轮必须进行变位设计。每侧齿轮所占据的位置必须如图6所示，即图6中一对零齿差的齿轮只占据上半侧位置。但是，根据理论分析其啮合节点位置，仍然在图中的P点，与理论状态相同。或者说球面上啮合节点落在齿轮以外，实际上，受力点通过节点P。根据中心对称的原则，以球中心为对称中心，安排另外一侧的啮合齿轮，于是，两对零齿差啮合齿轮如图7所示。再把少齿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器，由两对对称布置的少齿差锥齿轮以及输出机构和交叉连接结构组成；每对互相啮合的少齿差锥齿轮都包括一个齿数多的大齿轮与一个齿数少的小齿轮，大小齿轮的齿数差为1‑4，相对于齿轮的齿数很少，属于少齿差传动；两对锥齿轮的锥顶点重合；两个大齿轮互相平行，且固联在一起，位于锥顶点两侧，互成180度；两个小齿轮也互相平行，且固联在一起，位于锥顶点两侧，互成180度。

【技术特征摘要】
1.一种双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器，由两对对称布置的少齿差锥齿轮以及输出机构和交叉连接结构组成；每对互相啮合的少齿差锥齿轮都包括一个齿数多的大齿轮与一个齿数少的小齿轮，大小齿轮的齿数差为1-4，相对于齿轮的齿数很少，属于少齿差传动；两对锥齿轮的锥顶点重合；两个大齿轮互相平行，且固联在一起，位于锥顶点两侧，互成180度；两个小齿轮也互相平行，且固联在一起，位于锥顶点两侧，互成180度。2.根据权利要求1所述的一种双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器，其中小齿轮与机架固定，大齿轮通过轴承安装在一个倾斜轴上，倾斜轴通过一对轴承与机架连接，作为高速输入端；大齿轮参与两个转动，一个在倾斜轴上自转，另外一个与倾斜轴一起公转；大齿轮还通过一个输出机构输出自转。3.根据权利要求1或2所述的一种双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器，其特征在于：输出机构采用两对零齿差的锥齿轮啮合传动实现，用以输出大齿轮的自转；每对零齿差齿轮包括两个齿数相同的齿轮，其中一个与大齿轮固联或由大齿轮的齿延长而成，另外一个与机架间设有轴承，输出低速转动。4.根据权利要求书1所述的一种双侧驱动少齿差行星锥齿轮减速器，其特征在于：交叉连...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋原，廖启征，郭磊，单显杰，魏世民，张英，庄育锋，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11