CN205534041U - 一种两级谐波行星齿轮减速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种两级谐波行星齿轮减速器，包括设置在减速器壳体内用于接收动力的波发生器，波发生器上从内向外依次套接柔轮和刚轮，组成第一级谐波齿轮传动机构；柔轮同轴连接太阳轮，减速器壳体前端设置电机接口，刚轮固定安装在电机接口内壁上；减速器壳体内壁上还一体设置有环绕在太阳轮外部的内齿轮，太阳轮和内齿轮之间设置有行星轮组，行星轮组中的每个行星轮均连接用于输出动力的行星架，形成第二级行星齿轮传动机构。本实用新型第一级谐波齿轮传动机构可提高减速器的传动比；同时，本实用新型谐波传动与行星传动相结合的结构紧凑、体积小。

Description

一种两级谐波行星齿轮减速器

【技术领域】

本实用新型涉及减速器领域，具体涉及一种两级谐波行星齿轮减速器。

【背景技术】

减速器是原动机与工作机之间的独立的闭式传动装置。用来降低转速和增大扭矩，以满足工作需要。目前，国内减速机的主要类型有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆减速器、齿轮—蜗杆减速器、行星齿轮减速器等。行星减速器以其传动比大、传动效率高、结构紧凑等优点广泛应用于各个领域中。但当所需的传动比过大时，单独采用行星轮系结构导致了减速箱的体积过大，局限了其使用范围。并且行星传动结构复杂、零件多、体积大、生产成本高。

【发明内容】

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种两级谐波行星齿轮减速器，在保留大传动比的同时，减小体积。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

包括设置在减速器壳体内用于接收动力的波发生器，波发生器上从内向外依次套接柔轮和刚轮，组成第一级谐波齿轮传动机构；柔轮同轴连接太阳轮，减速器壳体前端设置电机接口，刚轮固定安装在电机接口内壁上；

减速器壳体内壁上还一体设置有环绕在太阳轮外部的内齿轮，太阳轮和内齿轮之间设置有行星轮组，行星轮组中的每个行星轮均连接用于输出动力的行星架，形成第二级行星齿轮传动机构。

进一步地，波发生器采用滚动摩擦式波发生器。

进一步地，柔轮采用杯形柔轮。

进一步地，柔轮齿数为200，刚轮齿数为202。

进一步地，第二级行星齿轮传动机构采用2K—H(A)型式。

进一步地，太阳轮、内齿轮和行星轮组均采用直齿圆柱齿轮。

进一步地，太阳轮的齿数为12，行星轮组中的行星轮齿数均为30，内齿轮的齿数为72。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型通过采用串联的第一级谐波齿轮传动机构和第二级行星齿轮传动机构，第一级谐波齿轮传动机构采用刚轮固定，波发生器输入，柔轮输出的形式，可大大提高减速器的传动比。第一级谐波齿轮传动机构的输出作为第二级行星齿轮传动机构的输入，最终通过第二级行星齿轮传动机构的行星架输出，这种谐波传动与行星传动相结合的结构，具有结构紧凑、体积小、重量轻、承载能力大、传动精度高、侧隙小、运转平稳等特点；同时，本实用新型中内齿轮与减速器壳体为一体，在保持大的传动比的前提下缩小了整个减速器的体积。

进一步地，本实用新型通过采用滚动摩擦式波发生器，在传动中获得滚动摩擦，摩擦系数小，效率高。

进一步地，本实用新型采用2K—H(A)型式，该型式的行星传动具有结构紧凑、体积小、重量轻、制造方便、传递效率高等特点。

进一步地，本实用新型通过采用特定齿数的第二级行星齿轮传动机构，行星传动满足定传动比条件、装配条件、同心条件与邻接条件，传动比可达700。

【附图说明】

图1是本实用新型的剖视图。

图2是本实用新型的结构简图。

图3是本实用新型的外部结构示意图。

图4是本实用新型行星齿轮传动剖视图。

其中：1-波发生器；2-柔轮；3-刚轮；4-太阳轮；5-行星轮组；6-行星架；7-内齿轮；8-电机接口；9-减速器壳体。

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。

如图1至图4所示，本实用新型包括设置在减速器壳体9内的波发生器1，波发生器1上从内向外依次套接柔轮2和刚轮3组成第一级谐波齿轮传动机构；还包括由太阳轮4、行星轮组5、行星架6和内齿轮7组成的第二级行星齿轮传动机构。柔轮2同轴连接太阳轮4。

波发生器1与电机输出轴相连，作为减速器的输入端A，用于接收动力；柔轮2采用杯形柔轮；减速器壳体9前端设置电机接口8，刚轮3固定安装在电机接口8内壁上，波发生器1主动，刚轮3固定，柔轮2输出。柔轮2输出端与第二级行星齿轮传动机构的太阳轮4相连，作为第二级行星齿轮传动机构的输入端。内齿轮7一体设置在减速器壳体9内壁上，固定不动，且内齿轮7环绕在太阳轮4外部，行星轮组5设置在太阳轮4与内齿轮7之间，行星架6连接行星轮组5中的每个行星轮，太阳轮4输入，行星轮组5既绕中心轴转动，又绕自身轴转动，行星架6输出并作为整体减速器的输出端B用于输出动力。

第二级行星齿轮传动机构采用2K—H(A)型式，该型式的行星传动具有结构紧凑、体积小、重量轻、制造方便、传递效率高等特点。太阳轮4、内齿轮7和行星轮组5均采用直齿圆柱齿轮。

本实用新型主要的工作过程及原理：在使用过程中，动力由波发生器1一端传入，刚轮3固定，由柔轮2输出，且柔轮2的转动方向与波发生器1的转动方向相反。第一级谐波齿轮传动机构的输出转速作为第二级行星齿轮传动机构的输入，太阳轮4与柔轮2同轴，内齿轮7固定，行星轮组5在太阳轮4与内齿轮7的带动下，实现了与行星轮组5相连的行星架6的旋转，最终完成了动力的同轴输出。

当刚轮3和内齿轮7固定，波发生器1输入，行星架6输出时，本实用新型是单级谐波齿轮机构与一级行星齿轮机构串联的两级谐波行星齿轮减速器，根据传动结构，则可得其传动比关系为

i＝i₁×i₂ (1)

第一级谐波齿轮传动机构的传动比i₁的计算公式为：

$i_1=-\frac{Z_R}{Z_G-Z_R}=-\frac{Z_R}{n}---\left(2\right)$

式(2)中，Z_R为柔轮2的齿数；Z_G为刚轮3的齿数；n为波数。

第二级行星齿轮传动机构的传动比i₂计算公式为

$i_2=1+p=1+\frac{Z_b}{Z_a}---\left(3\right)$

式(3)中，p为行星齿轮机构的特性参数；Z_b为内齿轮7的齿数；Z_a为太阳轮4的齿数。

综上所述，本实用新型减速器的传动比计算公式为

$i=-\frac{Z_R}{n}(1+\frac{Z_b}{Z_a})$

式中的负号“-”表示作为输出件的行星架6的转向与作为输入件的波发生器1的转向相反，即行星架6的角速度w₆与波发生器1的角速度w₁的转向相反。

本实用新型具体实施例如下：第一级谐波传动中，刚轮3齿数为202，柔轮2齿数为200，波发生器1采用积极控制式波发生器中的滚动摩擦式波发生器，其特点是在椭圆轮的外面，套装有薄壁滚动轴承，使其在传动中获得滚动摩擦，摩擦系数小，效率高。波发生器1输入，刚轮3固定，柔轮2输出。对于行星齿轮传动，太阳轮4、行星轮组5中的行星轮及内齿轮7均采用直齿圆柱齿轮行星传动。当压力角为20°时，不发生根切的最少齿数是17。第二级行星齿轮传动中，设定太阳轮4的齿数为12，行星轮组5中的行星轮齿数为30，内齿轮7的齿数为72。由于太阳轮的齿数小于17，需要对太阳轮4、行星轮组5中的行星轮和内齿轮7进行变位，在此采用高度变位，经计算，选取太阳轮4的变位系数为0.31，行星轮和内齿轮7的变位系数均为-0.31。行星传动满足定传动比条件、装配条件、同心条件与邻接条件。根据传动比计算公式，得到传动比i＝700。

若本实用新型内的行星传动的所有齿轮的模数为1，则在减速器中，最大分度圆直径为72mm。而市面上传动比达到700的行星减速器大多是多级行星传动相结合或者采用大齿数的内齿轮，小齿数的太阳轮来提高行星减速器的传动比。比如一种现有的传动比为700的行星减速器，采用三组行星齿轮传动相串联的方式，第一级行星齿轮传动传动比为10，太阳轮齿数为30，内齿轮齿数为270，行星轮个数为6，齿数为120。第二级行星齿轮传动传动比也为10，太阳轮齿数为30，内齿轮齿数为270，行星轮个数为6，齿数为120。第三级行星齿轮传动传动比为7，太阳轮齿数为,20，内齿轮齿数为120，行星轮个数为4，齿数为50。所有行星齿轮传动均满足定传动比条件，同心条件，装配条件及邻接条件。若所有齿轮模数均为1mm，则该行星减速器的齿轮最大分度圆直径是270mm，远大于本实用新型。

因此相较于市面上传动比达到700的行星齿轮减速器，本实用新型的减速器的体积大大减小了。

本实用新型采用谐波传动与行星传动相结合的方式，由于该两级谐波行星齿轮减速器采用了具有多个轮齿啮合的谐波齿轮传动，具有传动比大、体积小的特点，行星齿轮传动采用了2K-H(A)型即NGW型传动形式，这种型式的行星传动具有体积小、结构紧凑的特点，故使其整体具有结构紧凑、体积小、重量轻、承载能力大、传动精度高、侧隙小、运转平稳等特点。尤其是在保证装置体积小的前提下，大大提高了减速器的传动比。

Claims (7)

1.一种两级谐波行星齿轮减速器，其特征在于：包括设置在减速器壳体(9)内用于接收动力的波发生器(1)，波发生器(1)上从内向外依次套接柔轮(2)和刚轮(3)，组成第一级谐波齿轮传动机构；柔轮(2)同轴连接太阳轮(4)，减速器壳体(9)前端设置电机接口(8)，刚轮(3)固定安装在电机接口(8)内壁上；

减速器壳体(9)内壁上还一体设置有环绕在太阳轮(4)外部的内齿轮(7)，太阳轮(4)和内齿轮(7)之间设置有行星轮组(5)，行星轮组(5)中的每个行星轮均连接用于输出动力的行星架(6)，形成第二级行星齿轮传动机构。

2.根据权利要求1所述的一种两级谐波行星齿轮减速器，其特征在于：波发生器(1)采用滚动摩擦式波发生器。

3.根据权利要求1所述的一种两级谐波行星齿轮减速器，其特征在于：柔轮(2)采用杯形柔轮。

4.根据权利要求1所述的一种两级谐波行星齿轮减速器，其特征在于：柔轮(2)齿数为200，刚轮(3)齿数为202。

5.根据权利要求1所述的一种两级谐波行星齿轮减速器，其特征在于：第二级行星齿轮传动机构采用2K—H(A)型式。

6.根据权利要求1所述的一种两级谐波行星齿轮减速器，其特征在于：太阳轮(4)、内齿轮(7)和行星轮组(5)均采用直齿圆柱齿轮。

7.根据权利要求1所述的一种两级谐波行星齿轮减速器，其特征在于：太阳轮(4)的齿数为12，行星轮组(5)中的行星轮齿数均为30，内齿轮(7)的齿数为72。