專利名稱：曲柄式擺線針輪減速機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于通用傳動(dòng)機(jī)械中的擺線針輪減速機(jī)。
五十年代至今，國內(nèi)外生產(chǎn)的擺線針輪減速機(jī)是根據(jù)少齒差行星傳動(dòng)原理和擺線針輪嚙合原理而設(shè)計(jì)的，其傳動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)擺線針輪少齒差行星輪系，它的基本結(jié)構(gòu)由四部分組成1.轉(zhuǎn)臂H由一個(gè)輸入軸和一個(gè)互成180°等距偏心的雙偏心套組成。
2、行星輪C兩個(gè)不在同一平面內(nèi)互成180°偏心安裝的擺線輪，其齒形為短幅外擺線的等距曲線。
3.針輪P針齒殼上裝有Zp個(gè)針齒銷，每個(gè)銷上裝有針齒套。
4.輸出機(jī)構(gòu)W；行星輪上沿Rw園周上均布Zw(8－12)半徑為rw的銷孔，輸出軸園盤上沿Rw園周上均布Zw個(gè)園柱銷，每個(gè)銷上套有半徑為rp的銷套，銷套分別插入行星輪上相應(yīng)的Zw個(gè)銷孔中，構(gòu)成平行四邊形輸出機(jī)構(gòu)，(W機(jī)構(gòu))把行星輪自轉(zhuǎn)角速度ωc11的傳遞給輸出軸輸出。
當(dāng)輸入軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，行星輪隨轉(zhuǎn)臂公轉(zhuǎn)的同時(shí)，繞其中心反向自轉(zhuǎn)，針輪固定，通過W機(jī)構(gòu)把行星輪的自轉(zhuǎn)角速度輸出。
其傳動(dòng)比i＝－Zc／(Zp－Zc)Zp——針輪齒數(shù)Zc——擺線輪齒數(shù)目前，我國有四十多個(gè)廠家生產(chǎn)的擺線針輪減速機(jī)產(chǎn)量居各種減速機(jī)之首，廣泛用于各種機(jī)械傳動(dòng)中，但存在下述急待解決的問題1.單級速比只有11、17、23、29、35、43、59、71、87幾種，速比值既少又較小。
2.轉(zhuǎn)臂軸承處在高速重載下工作，軸承壽命只有5000－7000小時(shí)。
3.速比i＝36左右時(shí)，傳動(dòng)效率高達(dá)90％以上，小速比和大速比時(shí)，傳動(dòng)效率僅85％左右。
4.嚙合點(diǎn)齒面相對滑動(dòng)速度較大，易產(chǎn)生齒面膠合破壞。
5.W機(jī)構(gòu)中銷軸是懸臂式結(jié)構(gòu)，受力極不均勻，易產(chǎn)生折斷破壞。
6.較大功率傳動(dòng)時(shí)，附加動(dòng)載荷大，振動(dòng)和噪音大。
7.行星輪上的銷孔和輸出軸園盤上的銷孔加工精度難以保證。
8.大功率傳動(dòng)難以實(shí)現(xiàn)，日本已達(dá)220千瓦，我國僅達(dá)75千瓦。
本實(shí)用新型的任務(wù)是針對上述問題，提出一種單級速比變化范圍大、傳動(dòng)效率高、轉(zhuǎn)臂軸承壽命長、能實(shí)現(xiàn)大功率傳動(dòng)、加工工藝性好、易成產(chǎn)品系列的曲柄式擺線針輪減速機(jī)。
本實(shí)用新型是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的曲柄式擺線針輪減速機(jī)是根據(jù)平行四邊形輸入式少齒差行星傳動(dòng)原理和擺線針輪嚙合原理而設(shè)計(jì)的，其傳動(dòng)系統(tǒng)是由一個(gè)輸入軸聯(lián)軸直齒輪與N(N＝2、3、4)個(gè)同步直齒輪組成的N個(gè)并聯(lián)定軸輪系和一個(gè)由擺線輪與針輪組成的擺線針輪少齒行星輪系兩者串聯(lián)組成的。見附圖1、2、3、4。輸入軸以角速度ω1順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)同步直齒輪減速后，驅(qū)動(dòng)N個(gè)曲柄軸以角速度ωM逆時(shí)針方向同步轉(zhuǎn)動(dòng)，行星輪只能隨曲柄軸公轉(zhuǎn)平動(dòng)，不能自轉(zhuǎn)，擺線輪齒推動(dòng)針輪齒減速轉(zhuǎn)動(dòng)，針輪逆時(shí)針方向的角速度ωp，由針輪軸或針輪直接輸出其傳動(dòng)比i＝－Z2／Z1×Zp／(Zp－Zc)當(dāng)Zp－Zc＝1時(shí)，i＝－Z2／Z1×ZpZp－Zc＝2時(shí)，i＝－Z2／Z1×Zp／2式中Z1——輸入軸聯(lián)軸直齒輪的齒數(shù)Z2——同步直齒輪的齒數(shù)一齒差適用于大速比，二齒差適用于小速比，同步減速比Z2／Z1的取值范圍為1.1－3。
本實(shí)用新型的輸入部分采用平行四邊形輸入式機(jī)構(gòu)，輸出部分由針輪或針輪軸直接輸出。平行四邊形輸入式機(jī)構(gòu)是由一個(gè)輸入軸聯(lián)軸直齒輪、N個(gè)同步直齒輪、N個(gè)曲柄軸和行星輪所構(gòu)成的N個(gè)并聯(lián)平行四邊形機(jī)構(gòu)所組成。如附圖2所示，N＝2的雙曲柄式擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)原理圖中，由一個(gè)輸入軸聯(lián)軸直齒輪、兩個(gè)同步直齒輪、兩個(gè)曲柄軸、一個(gè)行星輪所構(gòu)成的兩個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)O1H1OcOp和O2H2OcOp。圖3所示，N＝3的三曲柄式擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)原理圖中，由一個(gè)輸入軸聯(lián)軸直齒輪、三個(gè)曲柄軸、一個(gè)行星輪所構(gòu)成的三個(gè)平行四邊形機(jī)構(gòu)O1H1OcOp、O2H2OcOp和O3H3OcOp。圖4所示，N＝4的四曲柄式擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)原理圖中，由一個(gè)輸入軸聯(lián)軸直齒輪、四個(gè)同步直齒輪、四個(gè)曲柄軸、一個(gè)行星輪所構(gòu)成的平行四邊形機(jī)構(gòu)O1H1OcOp、O2H2OcOp、O3H3OcOp和O4H4OcOp。平行四邊形輸入式機(jī)構(gòu)的充要條件是O1H1＝O2H2＝O3H3＝O4H4＝OcOp＝AO1Op＝O2op＝O3Op＝O4Op＝H1Oc＝H2Oc＝H3Oc＝OcH4＝a
A——擺線輪與針輪的中心距a——輸入軸聯(lián)軸直齒輪與同步直齒輪的中心距。


圖1曲柄式擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)原理圖。
圖2雙曲柄式擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)原理圖。
圖3三曲柄式擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)原理圖。
圖4四曲柄式擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)原理圖。
圖5雙曲柄式擺線針輪減速機(jī)結(jié)構(gòu)圖的主視剖面圖圖6圖5所示減速機(jī)的A－A剖面?zhèn)纫晥D。
圖7曲柄式擺線針輪減速機(jī)中輸入軸和曲柄軸懸臂式結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8四個(gè)擺線輪雙曲柄式擺線針輪減速機(jī)傳動(dòng)原理圖。
本實(shí)用新型結(jié)合實(shí)施例附圖詳述實(shí)施例1臥式雙曲柄式擺線針輪減速機(jī)，如圖5、圖6所示，其結(jié)構(gòu)分為四部分1.一個(gè)輸入軸聯(lián)軸直齒輪1和兩個(gè)同步直齒輪2所組成的二個(gè)并聯(lián)定軸輪系直齒輪可以是標(biāo)準(zhǔn)、修正、柔性漸開線齒輪，也可是擺線輪或園弧直齒輪。輸入軸聯(lián)軸直齒輪1兩側(cè)的兩個(gè)支承軸承30、31、分別裝配在剛性支座16和軸承座27中的軸承孔內(nèi)，稱為簡支式結(jié)構(gòu)。
2.兩個(gè)曲柄軸曲柄軸是由同步軸3和互成180°等距偏心的雙偏心套5用鍵聯(lián)接所組成；也可是同步軸和偏心轉(zhuǎn)臂軸承鍵聯(lián)接所組成或互成180°等距偏心的偏心軸。同步軸3上位于擺線輪7兩側(cè)的支承軸承4和13分別裝配在剛性支座6和軸承座27上的軸承孔內(nèi)，稱之為簡支式結(jié)構(gòu)。同步直齒輪2用鍵聯(lián)接在同步軸上。
3.行星輪兩個(gè)擺線輪7套裝在兩個(gè)剛性支柱32和兩個(gè)曲柄軸上的轉(zhuǎn)臂軸承6上。擺線輪齒形為短幅外擺線的等距曲線(含一齒差和二齒差的移距、等距、轉(zhuǎn)角復(fù)合修正齒形)。兩個(gè)擺線輪的軸向定位靠套在剛性支柱32上的隔離環(huán)33來實(shí)現(xiàn)。
4.針輪和輸出軸針輪11上均布Zp個(gè)針齒銷8，每個(gè)銷上套有針齒套10。針輪11和輸出軸24靠園柱面定位來保證同軸性，兩者用螺釘15和柱銷聯(lián)接成一體，針輪角速度ωp直接由針輪軸輸出。針輪軸24的兩支承軸承18和21固定在機(jī)座19上的軸承孔中，剛性支座16上軸承17裝配在輸出軸聯(lián)接接園盤的軸承孔內(nèi)。
機(jī)座19、環(huán)殼12和軸承座27用螺栓9聯(lián)接，前端蓋29用螺釘28與軸承座27聯(lián)接，后端蓋22與機(jī)座19用螺釘20聯(lián)接。剛性支座16和軸承座27用兩個(gè)剛性支柱32固結(jié)一體，組成剛性支架。橡膠密封圈23和密封墊25起密封作用，14為吊耳，26為泄油孔油堵。整機(jī)外形與安裝尺寸與擺線針輪減速機(jī)基本相同。
實(shí)施例2懸臂結(jié)構(gòu)的雙曲柄式擺線針輪減速機(jī)，如圖7所示。不用圖5圖6中的剛性支座16和剛性支柱32，輸入軸34的兩支承軸40和41、同步軸36的兩個(gè)支承軸37和38均裝配在軸承座39的軸承孔內(nèi)，稱為懸臂式結(jié)構(gòu)。其整機(jī)軸向尺寸較大，安裝尺寸不變。
實(shí)施例3四個(gè)擺線輪的雙曲柄式擺線針輪減速機(jī)，如圖8所示。其它結(jié)構(gòu)與圖5所示相同，只是采用四個(gè)擺線輪，針輪的另一端面與錐形支座之間用螺釘聯(lián)接成一體，錐形支座與軸承座之間靠軸承支承。適用于徑向尺寸較小，大功率傳動(dòng)。
實(shí)施例4四曲柄式擺線針輪減速機(jī)，如圖4所示。結(jié)構(gòu)上是在圖5的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)同步直齒輪、兩個(gè)曲柄軸、兩個(gè)剛性支柱，其它不變。適用于徑向尺寸和軸向尺寸要求較小的大功率傳動(dòng)工況下。
本實(shí)用新型具有下述優(yōu)點(diǎn)1.單級速比變化范圍大。i＝(9－250)中的任意數(shù)值。
2.轉(zhuǎn)臂軸承壽命長。一方面轉(zhuǎn)臂軸承的轉(zhuǎn)速為同步齒輪減速后的轉(zhuǎn)速，且行星輪僅能公轉(zhuǎn)平動(dòng)，不能自轉(zhuǎn)；另一方面行星輪傳遞的載荷由2N個(gè)轉(zhuǎn)臂軸承分擔(dān)，軸承承受的徑向載荷大大減少，所以軸承壽命可超過10000小時(shí)以上。
3.傳動(dòng)效率高。小速比的定軸齒輪傳動(dòng)的摩擦損耗小于W機(jī)構(gòu)中的摩擦損耗；齒面相對滑動(dòng)速度小，所以整機(jī)傳動(dòng)效率達(dá)90－93％以上。
4.嚙合點(diǎn)齒面的相對滑動(dòng)速度減小。曲柄軸的轉(zhuǎn)速小，行星輪僅能公轉(zhuǎn)平動(dòng)，針輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向與曲柄軸轉(zhuǎn)向相同，所以嚙合點(diǎn)兩齒面間的相對滑動(dòng)速度小，減小了齒面膠合破壞的危險(xiǎn)性。
5.附加動(dòng)載荷大大減小。行星輪的公轉(zhuǎn)角速度ωH減小，離心慣性力與ωH的平方成正比，所以附加動(dòng)載荷也大大減小，振動(dòng)和噪音也隨之減小。
6.加工工藝性得到改善。擺線輪上精加工孔的數(shù)目由9－13個(gè)減少到3－5個(gè)；輸出軸聯(lián)接園盤上沒有精加工孔，因此加工工藝性得到改善。
7.易成產(chǎn)品系列。按輸出扭矩大小分的每一種機(jī)型，只需要生產(chǎn)3－4種齒數(shù)的擺線輪和相應(yīng)的針輪，僅改變直齒數(shù)Z1和Z2，就可生產(chǎn)出速比i＝(9－250)工中任意數(shù)值的系列產(chǎn)品，減少工裝和毛坯種類，便于組織生產(chǎn)。
8.能夠?qū)崿F(xiàn)100千瓦以上的大功率傳動(dòng)。
權(quán)利要求1.一種擺線針輪減速機(jī)，包括機(jī)座、端蓋、轉(zhuǎn)臂軸承、擺線輪、針輪、輸入軸、輸出軸，其特征在于一個(gè)輸入軸聯(lián)軸漸開線直齒輪沿徑向均布N個(gè)并聯(lián)同步漸開線直齒輪，輸入軸上聯(lián)軸直齒輪兩側(cè)的兩個(gè)支承軸承分別在剛性支座和軸承座上，同步直齒輪與同步軸用鍵聯(lián)接，同步軸的兩個(gè)支承軸承分別在剛性支座和軸承座上，M個(gè)擺線輪套裝在N個(gè)剛性支柱和N個(gè)曲柄軸上的轉(zhuǎn)臂軸承上，剛性支座和軸承座之間用N個(gè)剛性支柱固結(jié)一體，針輪園環(huán)平端面與輸出軸連接園盤園環(huán)平端面之間用螺釘和柱銷聯(lián)接，軸承座、環(huán)殼和機(jī)座之間用螺栓聯(lián)接。
2.按權(quán)利要求1所述的減速機(jī)，其特征在于同步直齒輪、曲柄軸、剛性支柱的個(gè)數(shù)N＝2、3、4。
3.按權(quán)利要求1所述的減速機(jī)，其特征在于擺線輪的個(gè)數(shù)M＝2、4。
4.按權(quán)利要求1所述的減速機(jī)，其特征在于曲柄軸是由同步直軸與互成180°等距偏心的雙偏心套鍵聯(lián)接所組成。
5.按權(quán)利要求1所述的減速機(jī)，其特征在于曲柄軸是由同步直軸與偏心轉(zhuǎn)臂軸承鍵聯(lián)接所組成。
6.按權(quán)利要求1所述的減速機(jī)，其特征在于曲柄軸是互成180°等距偏心的偏心軸。
7.按權(quán)利要求1所述的減速機(jī)，其特征在于曲柄軸的兩支承軸承、輸入軸的兩支承軸承均在一個(gè)軸承座上。
專利摘要一種曲柄式擺線針輪減速機(jī)，由直齒輪定軸輪系和擺線針輪少齒差行星輪系串聯(lián)組成，采用由一個(gè)輸入軸聯(lián)軸直齒輪、N(N＝2、3、4)個(gè)同步直齒輪、N個(gè)曲柄軸和2-4個(gè)行星輪構(gòu)成的N個(gè)并聯(lián)平行四邊形輸入式機(jī)構(gòu)，由針輪或針輪軸直接輸出，從而實(shí)現(xiàn)單級速比i＝9-250中任意值、傳動(dòng)效率達(dá)90-93％以上、轉(zhuǎn)臂軸承壽命長、附加動(dòng)載小、加工工藝性好、能實(shí)現(xiàn)100千瓦以上大功率傳動(dòng)系列產(chǎn)品的目的。
文檔編號F16H1/28GK2032668SQ88206098
公開日1989年2月15日 申請日期1988年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1988年5月30日
發(fā)明者劉繼巖, 宋天豹 申請人:劉繼巖