CN101183816B - 一种控制电机用减速器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种控制电机用减速器，它由输入轴、阶梯行星齿轮、内齿轮、输出轴、右壳体、左壳体、以及多个支撑轴承构成。其特点是：减速器齿轮设有高转速啮合，因而齿轮加工简单，噪声低、发热少，随着减速比的增加，这一特点尤其明显。齿轮和轴承采用滚动轴承配合，效率高，输出、输入同轴便于安装。齿轮啮合时有4～7个齿轮参与啮合工作，齿轮的均载性好，齿轮啮合是低速的啮合运动，发热小、噪声低、使用寿命长。由4个齿轮可任意组成100以下的任意传动比减速器，适合各序列减速比的需要，便于系列化生产。采用合理的齿顶高系数、变位系数、和齿形压力角可得到高的传动效率。

Description

一种控制电机用减速器

技术领域

本发明涉及一种适合控制电机用的精密减速器，属机械传动技术领域。

背景技术

现有技术中，最常见的控制电机减速器，主要有PX、PL系列行星减速器，这些减速器中心齿轮加工复杂，齿轮数多，成本高，特别是输入轴的小齿轮需适应转速高，工作时间长，同时与三个行星轮参加啮合工作，磨损快，行星架加工要求高。而且，该减速器在系列化产品中减速比不能按数字序列排序增加减速比，只能按基数的倍数增加如5、8、12、15、20等，增加减速比，需增加齿轮数，同时随级数的增加也将降低齿轮的效率。由于该系列减速器是按径向结构行星排布齿轮，在径向尺寸一定的情况下，齿轮和齿轮轴受径向尺寸的限制，不能安装轴承，形成滑动摩擦，增加能耗，随减速比增加，在结构上也不易增加模数而提高齿轮强度，在同一等级的减速比当中，减速器的抗扭强度和减速器的减速比不匹配。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种齿轮加工简单，噪声低、发热少，输出效率高的一种控制电机用减速器。

本发明的目的是这样实现的：一种控制电机用减速器，其特征在于由输入轴、两阶梯行星齿轮、内齿轮、输出轴、右壳体、左壳体和若干支撑轴承构成；

输入轴由第一支撑轴承和第二支撑轴承分别支撑在左壳体和输出轴的左端的内孔中，输入轴中间有两对周向相差180°的偏心圆，两偏心圆上装有第三支撑轴承和第四支撑轴承，第三支撑轴承和第四支撑轴承的外圈上装分别有阶梯行星齿轮和阶梯行星齿轮；阶梯行星齿轮和阶梯行星齿轮均由一外齿轮和一内齿轮组成；阶梯行星齿轮的内孔套在输入轴左端的第三支撑轴承的外圆上，阶梯行星齿轮的内孔套在输入轴右端的偏心圆第四支撑轴承外圆上；阶梯行星齿轮右端的外齿轮和内齿轮啮合，阶梯行星齿轮左端的外齿轮和内齿轮啮合；阶梯行星齿轮右端的内齿轮和输出轴上左端的外齿啮合；内齿轮夹定在左壳体和右壳体中间，输出轴靠第五支撑轴承和第六支撑轴承支承在右壳体的内孔中。

相比现有技术，本发明具有如下优点：

1、减速器上的齿轮齿的结合面设有高转速啮合，因而齿轮加工简单，噪声低、发热少，随着减速比的增加，这一特点尤其明显。

2、齿轮和轴承采用滚动轴承配合，效率高，输出、输入同轴便于安装。

3、齿轮啮合时有4～7个齿轮参与啮合工作，齿轮的均载性好，齿轮啮合是低速的啮合运动，发热小、噪声低、使用寿命长。

4、由4个齿轮可任意组成100以下的任意传动比减速器，适合各序列减速比的需要，便于系列化生产。

5、采用合理的齿顶高系数、变位系数和齿形压力角可得到高的传动效率。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式结构示意图；

图2是本发明的第二实施方式结构示意图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，一种控制电机用减速器，由输入轴1、阶梯行星齿轮4、7(阶梯行星齿轮4、7均由一外齿轮和内齿轮组成)、内齿轮6、输出轴9、右壳体10、左壳体2、输入轴1的支撑轴承3、14，两个阶梯行星齿轮4、7的支撑轴承5、8，以及输出轴9的支撑轴承11、12构成。图中，13、15、16均是档圈。

输入轴1由第一支撑轴承3和第二支撑轴承14分别支撑在左壳体2和输出轴9左端的内孔中，输入轴1中间有两对周向相差180°的偏心圆，两偏心圆上装有第三支撑轴承5、第四支撑轴承8，阶梯行星齿轮4的内孔套在输入轴1左端的偏心圆第三支撑轴承5的外圈上，阶梯行星齿轮7的内孔套在输入轴右端的偏心圆第四支撑轴承8的外圈上。其中，阶梯行星齿轮4右边的外齿轮和内齿轮6啮合，阶梯行星齿轮7左边的外齿轮和内齿轮6啮合，阶梯行星齿轮7右边的内齿轮和输出轴9上左端的外齿啮合，内齿轮6夹定在左壳体2和右壳体10的中间，输出轴9靠第五支撑轴承11、第六支撑轴承12支承在右壳体10内孔中。

输入轴1把电机的转动通过第四支撑轴承8和输入轴1上的偏心量e传递给阶梯行星齿轮7的外齿，阶梯行星齿轮7上的外齿z1与内齿轮6的齿z2啮合，阶梯行星齿轮7的内齿z3同时和输出轴9上的外齿z4啮合，第二支撑轴承8的内圈随输入轴1高速转动，阶梯行星齿轮7在偏心运动和内齿轮6齿z2的反作用下随偏心e周期性的反向自转，阶梯行星齿轮7上的内齿轮z3也随这种偏心运动自转，其上的齿周期性的插入输出轴9上的外齿z4的齿槽中带动输出轴9与输入轴1反向减速转动。

内齿轮6的内齿z2和阶梯齿轮7上的外齿z1啮合，输入轴中段有一对180°对称的偏心圆，偏心量均为e，两偏心圆上分别装有第三支撑轴承5、第四支撑轴承8，轴承外圈与阶梯齿轮z1、z3内孔相配，其外齿z1与壳体上内齿z2啮合，右阶梯齿轮右边内齿z3与输出轴上外齿z4啮合，输入轴右边轴承伸进输出轴左端内孔，输出轴右边轴承支撑在右壳体上。则

传动比 $i=\frac{z1\×z4}{z1\×z4-z2\×z3};$ z1、z3分别为阶梯行星齿外齿和内齿，z2是壳体上的内齿，z4是输出轴上的外齿，z1、z2和z3、z4齿差均为1～5。

本实施例主要适用于传动比较小的情况使用。

实施例2：与第一种结构不同之处是：两阶梯行星齿轮4、7上的齿都是外齿，输出轴9上左端有一圈内齿，其余结构与第一种结构一样。

由图2所示：减速器主要包括输入轴1、第一阶梯行星齿轮4、第二阶梯行星齿轮7、内齿轮6和输出轴9，以及用于支撑输入轴1的第一支撑轴承3和第二支撑轴承14，用于支撑两阶梯行星齿轮4、7的第三支撑轴承5和第四支撑轴承8，用于支撑输出轴9的第五支撑轴承11和第六支撑轴承12。图中，2是右壳体，10是左壳体，13是挡圈。

输入轴1由第一支撑轴承3和第二轴承14分别支撑在左壳体2和输出轴9左端的内孔中，输入轴1中间有两对周向相差180°的偏心圆，两偏心圆上装有用于支撑两阶梯行星齿轮4、7的第三支撑轴承5和第四支撑轴承8(第三支撑轴承5和第四支撑轴承8的外圈上分别装有阶梯行星齿轮4和阶梯行星齿轮7)，阶梯行星齿轮4内孔套在输入轴1左端的偏心圆支撑轴承5外圆上，阶梯行星齿轮7套在输入轴1右端的偏心圆支撑轴承8外圆上，阶梯行星齿轮4由两外齿轮组成，如图2所示，阶梯行星齿轮4右边的外齿轮和内齿轮6啮合；阶梯行星齿轮7也由两外齿轮组成，如图2所示，阶梯行星齿轮7左上的外齿也和内齿轮6啮合，阶梯行星齿轮7右边的外齿和输出轴9上左端的内齿啮合，内齿轮6夹定在左壳体2和右壳体10中间，输出轴9靠第五支撑轴承11和第六支撑轴承12支承在右壳体10内阶梯孔中。

输入轴1把电机的转动，通过第四支撑轴承8和输入轴1上的偏心量e递给阶梯行星齿轮7，阶梯行星齿轮7上的外齿z1与内齿轮6的齿z2啮合，阶梯行星齿轮7的外齿z3同时和输出轴9上的内齿z4啮合，第三支撑轴承5的内圈随输入轴1高速转动，阶梯行星齿轮7在偏心运动和齿z2及内齿轮6的反作用下随偏心e周期性的反向自转，阶梯行星齿轮7上的外齿z3也随这种偏心运动自转，其上的齿周期性的插入输出轴9上的内齿轮的齿槽中带动输出轴9与输入轴1同向减速转动。

传动比 $i=\frac{z1\×z4}{z1\×z4-z2\×z3};$ z1、z3为阶梯行星齿轮7的外齿，z2是内齿6的齿，z4是固定在输出轴9左端的内齿。

z1＝z3，z4-z2＝1时，则：传动比i＝z4

在产品系列化设计中只要在保证两对齿轮中心距e一定、z1和z2内外齿啮合，模数为m1，z3和z4内外齿啮合，模数为m2，m2-m1＝0.25，z1＝z3，z4-z2＝1的前提下，z4＝30、31、32…99、100时，就可获得对应的i＝30、31、32…99、100的序列传动比。

本实施例主要适用于传动比较大的情况使用。

实施例3：省略附图，两阶梯行星齿轮都是外齿轮，在两级内外齿轮啮合中第一级和第二级齿轮的模数相差0.25，如第一级为1.25，第二级为1.5，靠调整变位系数x来保证两对齿轮中心距均为e。

传动比 $i=\frac{z1\×z4}{z1\×z4-z2\×z3};$ zi、z3为阶梯行星齿轮的外齿，z2是内齿轮6的内齿；z4是固定在输出轴的内齿。

z1＝z3，z4-z2＝1时，则：传动比i＝z4

在产品系列化设计中只要在保证两对齿轮中心距e一定、z1和z2内外齿啮合，模数为m1，z3和z4内外齿啮合，模数为m2，m2-m1＝0.25，z1＝z3，z4-z2＝1的前提下，z4＝30、31、32…99、100时，就可获得对应的i＝30、31、32…99、100的序列传动比。

本实施例主要适用于传动比需按30、31、32、…100序列数排列时的情况使用。

本发明的另一特点是：行星阶梯齿轮z1、z3和内齿轮z2、输出轴齿z4啮合时由于偏心运动形成的平动和转动的复合运动，为了减小齿轮啮合的径向分力，取齿轮压力角为a＝9°～20°，并把齿顶高系数取为0.5…0.3以提高传动效率、避免齿顶干涉。

偏心轴承内圈固定在输入轴的偏心台阶上，阶梯行星齿轮内圈紧固在该轴承外圈上，轴承内圈随输入轴高速转动，由于偏心运动的作用带动轴承外圈上的阶梯齿轮z1、z3绕输入轴公转，其外齿z1、z3插入内齿z2和输出轴z4齿槽内，由于内齿z2、输出轴内齿z4的反作用力使其产生绕偏心轴承轴心的反向自转，这种自转是随转动比i周期性的低速运动，所以齿面的啮合运动是一种低速的传动，电机的高速运动由精度高的偏心轴承承受，由此完成减速运动。

Claims (2)

1.一种控制电机用减速器，其特征在于由输入轴(1)、两组阶梯行星齿轮(4、7)、第一内齿轮(6)、输出轴(9)、右壳体(10)、左壳体(2)和支撑轴承(3、14、5、8、11、12)构成；

输入轴(1)由第一支撑轴承(3)和第二支撑轴承(14)分别支撑在左壳体(2)和输出轴(9)的左端的内孔中，输入轴(1)中间有两对周向相差180°的偏心圆，两偏心圆上装有第三支撑轴承(5)和第四支撑轴承(8)，第三支撑轴承(5)和第四支撑轴承(8)的外圈上装分别有第一阶梯行星齿轮(4)和第二阶梯行星齿轮(7)；第一阶梯行星齿轮(4)和第二阶梯行星齿轮(7)均由一外齿轮和一内齿轮组成；第一阶梯行星齿轮(4)的内孔套在输入轴(1)左端的第三支撑轴承(5)的外圆上，第二阶梯行星齿轮(7)的内孔套在输入轴(1)右端的偏心圆第四支撑轴承(8)外圆上；第一阶梯行星齿轮(4)右端的外齿轮和第一内齿轮(6)啮合，第二阶梯行星齿轮(7)左端的外齿轮和第一内齿轮(6)啮合；第二阶梯行星齿轮(7)右端的第二内齿轮和输出轴(9)上左端的外齿啮合；第一内齿轮(6)夹定在左壳体(2)和右壳体(9)中间，输出轴(9)靠第五支撑轴承(11)和第六支撑轴承(12)支承在右壳体(10)的内孔中。

2.一种控制电机用减速器，其特征在于由输入轴(1)、两组阶梯行星齿轮(4、7)、内齿轮(6)、输出轴(9)、右壳体(10)、左壳体(2)和支撑轴承(3、14、5、8、11、12)构成；

输入轴(1)由第一支撑轴承(3)和第二支撑轴承(14)分别支撑在左壳体(2)和输出轴(9)的左端的内孔中，输入轴(1)中间有两对周向相差180°的偏心圆，两偏心圆上装有第三支撑轴承(5)和第四支撑轴承(8)，第三支撑轴承(5)和第四支撑轴承(8)的外圈上装分别有第一阶梯行星齿轮(4)和第二阶梯行星齿轮(7)；第一阶梯行星齿轮(4)和第二阶梯行星齿轮(7)均由两外齿轮组成；第一阶梯行星齿轮(4)的内孔套在输入轴(1)左端的第三支撑轴承(5)的外圆上，第二阶梯行星齿轮(7)的内孔套在输入轴(1)右端的偏心圆第四支撑轴承(8)外圆上；第一阶梯行星齿轮(4)右端的外齿轮和内齿轮(6)啮合，第二阶梯行星齿轮(7)左端的外齿轮和内齿轮(6)啮合；第二阶梯行星齿轮(7)右端的外齿轮和输出轴(9)上左端的内齿啮合；内齿轮(6)夹定在左壳体(2)和右壳体(9)中间，输出轴(9)靠第五支撑轴承(11)和第六支撑轴承(12)支承在右壳体(10)的内孔中。

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