一种双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器

技术领域

本发明属于章动减速器领域，尤其涉及一种双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器。

背景技术

双圆弧螺旋锥齿轮章动传动具有结构紧凑、体积小、承载能力高、传动比大、传动效率高等特点，作为一种同轴传动的新型减速器，在工业机器人、汽车和航空航天设备等领域有极大应用前景。但在研究和实验过程中发现，单级章动减速器存在着较大的轴向力，对减速器寿命和传动精度都有一定损害。

针对此问题，本发明提出一种双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器，两个对向布置的单级章动锥齿轮副在啮合传动过程中，轴向力相互抵消，减低减速器内部轴向载荷，提升轴承使用寿命，进一步提升减速器的使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器，旨在解决或改善上述技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明提供了一种双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器，包括减速器箱体，所述减速器箱体的一端穿设有输入轴，所述输入轴位于减速器箱体内的轴段上套设有随输入轴旋转而章动运转的第一内锥齿轮和第二内锥齿轮，所述第一内锥齿轮和第二内锥齿轮同轴心且周向传动连接；所述第一内锥齿轮朝向减速器输入端一侧啮合有第一外锥齿轮，所述第二内锥齿轮朝向减速器输出端一侧啮合有第二外锥齿轮；所述第一内锥齿轮的啮合点与所述第二内锥齿轮的啮合点同时出现且分别位于所述输入轴的两侧；所述第一外锥齿轮固接于所述减速器箱体内，所述第一内锥齿轮和第二外锥齿轮均与所述输入轴同轴心。

本结构旨在提供一种包含两级减速，能够实现少齿差、大传动比传动的章动减速器，通过齿轮双侧啮合的方式降低章动减速器内部的轴向力，减低轴承载荷，提升减速器整体性能。

优选地，所述第一内锥齿轮的啮合点与所述第二内锥齿轮的啮合点的受力方向相反。当双侧啮合点的位置在空间上实现对称分布的时候，受力方向呈反方向分布，内部轴向力远小于单侧啮合章动齿轮减速器。

优选地，所述输入轴上通过键连接有章动套，所述第一内锥齿轮和第二内锥齿轮通过轴承装配在所述章动套上。章动套是实现章动传动的主要构件，也是保证章动锥齿轮副轴交角的前提，第一内锥齿轮和第二内锥齿轮通过轴承装配在章动套上，在传动过程中既实现章动运动，又实现自转。

优选地，所述章动套的外周一侧边缘设有从外侧抵住轴承的限位肩部，另一侧设有限位凹槽，所述限位凹槽内拆卸安装用于从外侧抵住轴承的挡圈。

优选地，所述第一内锥齿轮和第二内锥齿轮通过螺栓连接。

优选地，所述第一内锥齿轮和第二内锥齿轮一体成型。

优选地，所述第一内锥齿轮的齿数大于所述第一外锥齿轮的齿数，所述第二内锥齿轮的齿数大于所述第二外锥齿轮的齿数。

优选地，所述第一外锥齿轮、第一内锥齿轮、第二内锥齿轮、第二外锥齿轮的齿数分别为26、28、32、30。

本发明的有益效果：

本发明提出一种双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器，创新性地提出将单级章动弧齿锥齿轮副双侧对向布置，在不增加额外零件和机构复杂度的前提，极大降低了章动减速器内部的轴向力。该减速器由两个单级弧齿锥齿轮副组成，形成两个少齿差齿轮副传动，传动比能够达到10-3000。不仅结构简单紧凑，而且章动锥齿轮副的重合度大，传动过程中振动噪声小、传动平稳，双侧啮合的结构形式能够使轴向力相互抵消，降低轴承工作载荷，提升减速器整体性能与寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图一；

图2为本发明实施例的结构示意图二；

图3为本发明实施例的爆炸视图一；

图4为本发明实施例的爆炸视图二；

图5为本发明实施例的剖切图；

图6为本发明实施例的剖视图；

图7为本发明实施例中章动套的结构示意图；

图8为本发明实施例中章动套的剖切图。

其中：1、第一外锥齿轮；2、第一内锥齿轮；3、第二内锥齿轮；4、第二外锥齿轮；5、章动套；6、输入轴；7、轴承；51、键槽；52、限位肩部；53、限位凹槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

下面结合图1～图8描述本发明的双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器。

参考图1和图2，图1和图2示出了本发明实施例1的双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器的一种结构示意图，该实施例的双侧双级螺旋锥齿轮章动减速器包括减速器箱体(图中未示出)、输入轴6、章动套5以及四个锥齿轮，减速器箱体中穿设有输入轴6，箱体的输入侧固接有第一外锥齿轮1，输出侧设有第二外锥齿轮4，第一外锥齿轮1和第二外锥齿轮4轴承装配在输入轴6上，第一外锥齿轮1和第二外锥齿轮4中间还具有套设在输入轴6上并随输入轴6旋转进行章动运动的章动盘，在本实施例中，章动盘包括第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3，两内锥齿轮朝向相反的方向设锥齿，并通过螺栓固定为一个整体。

具体地，如图3和图4所示，四个锥齿轮根据动力传输路线分别命名为第一内锥齿轮2、第一外锥齿轮1、第二内锥齿轮3和第二外锥齿轮4。其中，第一外锥齿轮1和第一内锥齿轮2通过轮齿啮合形成第一级章动锥齿轮副，完成第一级减速，第二内锥齿轮3和第二外锥齿轮4通过轮齿啮合形成第二级章动锥齿轮副，完成第二级减速器，同时，第二外锥齿轮4作为减速器的输出构件，向外输出动力。

具体地，四个锥齿轮中，两外锥齿轮同轴设置，即第一外锥齿轮1和第二外锥齿轮4同轴设置；两内锥齿轮同轴设置，即第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3同轴设置；贯通第一外锥齿轮1至第二外锥齿轮4中心具有输入轴6，且第一外锥齿轮1至第二外锥齿轮4分别通过轴承与输入轴6转动连接；所述输入轴6位于减速器箱体内的轴段上键连接有章动套5，所述第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3轴承装配于章动套5上，且第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3通过螺栓固定连接，形成一个整体。

应当理解，由于加工困难，第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3分别加工，然后利用螺栓连接，第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3作为一个整体通过传动装配在章动套5上，作为替代方案，第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3可以一体成型为一个独立的内锥齿轮，并在该内锥齿轮两侧分别开有不同齿数的锥齿，两侧锥齿分别啮合第一外锥齿轮1和第二外锥齿轮4。

如图7和图8所示，章动套5为偏心设置的斜轴套，与输入轴6键连接，随输入轴6旋转，在减速器内部作为提供章动倾角的关键零件，保证两个内锥齿轮在传动过程中始终保持一定的章动倾角。所述章动套5包括容纳输入轴6贯穿的中心孔，中心孔开有贯通轴向的至少一个键槽51，键槽51用于和输入轴6键连接配合，如图6所示，章动套5的外周面为倾斜的圆柱面，用于支撑连接两个内锥齿轮，两内锥齿轮通过轴承7装配在章动套5的外周面，章动套5的外周一侧边缘设有从外侧抵住轴承7的限位肩部52，另一侧设有限位凹槽53，所述限位凹槽53内拆卸安装有从外侧抵住轴承7的挡圈。

第一外锥齿轮1通过螺栓固接于减速器箱体，作为固定轮使用，同时可拆卸的螺栓固定在减速器箱体便于对损坏的齿轮进行维护和更换。

第二外锥齿轮4作为输出构件，通过轴承与减速器箱体配合，向外输出动力。

在本实施例中，第一外锥齿轮1、第一内锥齿轮2、第二内锥齿轮3和第二外锥齿轮4的齿数分别为26、28、32、30。

根据公式一，减速器传动比由四个齿轮的齿数共同决定，当Z

其中，Z

在本实施例中，外部动力从输入轴6输入减速器，带动输入轴6旋转，由于章动套5与输入轴6通过键连接，二者保持同步旋转，带动两个内锥齿轮(第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3)绕输入轴6轴线转动；第一内锥齿轮2与第一外锥齿轮1在输入轴6的上方位置啮合，形成第一级章动锥齿轮减速，由于章动套5倾斜所形成的章动角，使得两个锥齿轮轴线呈一定夹角；第二内锥齿轮3与第二外锥齿轮4在输入轴6的下方位置啮合，形成第二级章动锥齿轮减速，动力经由第二级章动锥齿轮副后进一步减速增矩，最终第二外锥齿轮4作为输出构件向减速器外输出动力；两级章动锥齿轮副在啮合处的受力方向相反，两个单级章动锥齿轮的轴向力在空间中有一定相互抵消作用，能够抵消大部分轴向力，提高轴承寿命与齿轮副的综合传动性能。

本发明实施例的工作原理：

电机的动力输出轴带动输入轴6转动，输入轴6带动章动套5转动，章动套5带动第一内锥齿轮2和第二内锥齿轮3进行偏摆运动，因为第一外锥齿轮1与减速器箱体固定连接从而保持静止，当第一内锥齿轮2与第一外锥齿轮1啮合时，第一外锥齿轮1反作用于第一内锥齿轮2，使得第一内锥齿轮2章动的同时自转，同时，第二内锥齿轮3和第二外锥齿轮4啮合，且两个啮合点的受力方向相反，使轴向力相互抵消，第二外锥齿轮4输出减速动力。

本发明实施例的有益效果：

本发明实施例的减速器包括两个内锥齿轮、两个外锥齿轮、输入轴、章动套和减速器箱体，内、外锥齿轮分别形成一个单级章动齿轮副；章动套是实现章动传动的主要构件，也是保证章动锥齿轮副轴交角的前提；两个内锥齿轮通过螺栓固接一起，并通过轴承装配在章动套上，在传动过程中既实现章动运动，又实现自转；章动套与轴承所受的轴向力远小于单侧啮合章动齿轮减速器，有效提高了传动平稳性与减速器寿命。总体而言，本发明包含两级减速，具有实现少齿差、大传动比传动和承载能力高等优势。

本发明未详尽之处均为本领域技术人员所公知的常规技术手段。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“轴向”、“径向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。