一種兩級差動(dòng)式少齒差行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于一種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體涉及一種少齒差行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 少齒差行星齒輪傳動(dòng)是由一對齒數(shù)相差很少（通常齒數(shù)差為1~2)的內(nèi)嚙合齒 輪副、偏心元件和輸出機(jī)構(gòu)所組成的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它有體積小、質(zhì)量輕、傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、 傳動(dòng)精度高、效率高、承載能力強(qiáng)、便于標(biāo)準(zhǔn)化、系列化及產(chǎn)業(yè)化設(shè)計(jì)制造、便于裝配、便于 集成機(jī)電控制系統(tǒng)和伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等特點(diǎn)。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和各行業(yè)對高、精、尖 工業(yè)產(chǎn)品的需求日益迫切，少齒差行星齒輪傳動(dòng)已廣泛應(yīng)用于航空航天、船舶、儀表、雷達(dá)、 軍用設(shè)備、機(jī)械自動(dòng)化等領(lǐng)域，尤其適用于國家"十三五"規(guī)劃和《中國制造2025》中將大力 發(fā)展的工業(yè)機(jī)器人等工業(yè)自動(dòng)化（FA)產(chǎn)品。
[0003] 隨著高精度、超高精度加工設(shè)備及加工水平的迅速發(fā)展，零部件的加工精度和少 齒差行星齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)精度已不再作為約束該傳動(dòng)形式發(fā)展的主要因素。業(yè)內(nèi)研究 人員普遍認(rèn)為，位于偏心元件上傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的轉(zhuǎn)臂軸承的壽命是整個(gè)少齒差行星傳動(dòng) 系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)。在轉(zhuǎn)臂軸承的結(jié)構(gòu)尺寸達(dá)到最佳程度的優(yōu)化之后，造成轉(zhuǎn)臂軸承壽命不 足的主要原因是轉(zhuǎn)臂軸承的受力狀態(tài)極為惡劣且無法得到優(yōu)化，轉(zhuǎn)臂軸承通常受到載荷大 幅度交變變化的空間力系的作用，使其極易疲勞失效。另外，現(xiàn)有的單級少齒差行星傳動(dòng)裝 置的傳動(dòng)比一般在100以內(nèi)，即使兩級復(fù)合式少齒差行星傳動(dòng)裝置很難在體積基本無顯著 增大時(shí)大幅擴(kuò)大傳動(dòng)比。以上制約因素阻礙了少齒差行星齒輪傳動(dòng)的進(jìn)一步發(fā)展。
[0004] 中國專利文獻(xiàn)CN1776252A于2005年公開了"軸裝式串聯(lián)少齒差行星傳動(dòng)裝置"， 它由兩級K-H-V型少齒差行星傳動(dòng)串聯(lián)而成，第一級K-H-V型少齒差行星傳動(dòng)的輸出作為 第二級K-H-V型少齒差行星傳動(dòng)的輸入，該傳動(dòng)形式的傳動(dòng)比為兩級少齒差行星傳動(dòng)傳動(dòng) 比的乘積，易于放大傳動(dòng)比，但兩級少齒差行星傳動(dòng)的單純串聯(lián)組合增大了傳動(dòng)裝置的體 積，帶來結(jié)構(gòu)不緊湊、體積增大的麻煩。另外，該傳動(dòng)形式并沒有從本質(zhì)上解決轉(zhuǎn)臂軸承受 力狀態(tài)惡劣、壽命不足的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種兩級 差動(dòng)式少齒差行星齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它能夠在體積無顯著增大的條件下增大少齒差行星傳動(dòng) 的傳動(dòng)比，同時(shí)能夠減小單個(gè)轉(zhuǎn)臂軸承的承載壓力，延長轉(zhuǎn)臂軸承的使用壽命。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是通過這樣的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，它包括兩級差動(dòng)式少 齒差行星齒輪，其中，第一級差動(dòng)式少齒差行星齒輪包括第一級齒殼內(nèi)齒圈和與第一級齒 殼內(nèi)齒圈嚙合的第一級外齒擺線輪，第二級差動(dòng)式少齒差行星齒輪包括第二級齒殼內(nèi)齒圈 和與第二級齒殼內(nèi)齒圈嚙合的第二級外齒擺線輪，輸入曲軸前段經(jīng)第一級齒殼內(nèi)齒圈的齒 殼上的第一輸入曲軸支撐軸承伸出第一級齒殼內(nèi)齒圈外，輸入曲軸中段通過第一輸入曲軸 用轉(zhuǎn)臂軸承安裝第一級外齒擺線輪，輸入曲軸后段通過第二輸入曲軸用轉(zhuǎn)臂軸承安裝第二 級外齒擺線輪，第一級外齒擺線輪的側(cè)面上具有曲軸，曲軸通過安裝在第二級外齒擺線輪 的側(cè)面上對應(yīng)的曲軸用轉(zhuǎn)臂軸承，將第一級外齒擺線輪與第二級外齒擺線輪連接，構(gòu)成多 曲柄平行四邊形機(jī)構(gòu)；第一級齒殼內(nèi)齒圈的外圍擴(kuò)展形成階梯槽，第二級齒殼內(nèi)齒圈外壁 通過支撐軸承嵌在第一級齒殼內(nèi)齒圈的階梯槽內(nèi)。
[0007] 本發(fā)明的工作原理如下：
[0008] 輸入曲軸通過第一輸入曲軸用轉(zhuǎn)臂軸承帶動(dòng)第一級外齒擺線輪，使之與第一級齒 殼內(nèi)齒圈嚙合，第一級外齒擺線輪做行星運(yùn)動(dòng)；多個(gè)曲軸與輸入曲軸共同組成多曲柄平行 四邊形輸出機(jī)構(gòu)，將第一級少齒差行星齒輪的輸出轉(zhuǎn)動(dòng)以差動(dòng)形式輸入到第二級少齒差行 星齒輪，帶動(dòng)第二級外齒擺線輪13與第二級齒殼內(nèi)齒圈嚙合，將轉(zhuǎn)動(dòng)及動(dòng)力從第二級齒殼 內(nèi)齒圈輸出。
[0009] 通常情況下，本發(fā)明的傳動(dòng)形式為減速傳動(dòng)，輸入曲軸作為輸入構(gòu)件，有兩種減速 傳動(dòng)形式：
[0010] 1、當(dāng)?shù)谝患夶X殼內(nèi)齒圈1固定，第二級齒殼內(nèi)齒圈15為輸出時(shí)，則傳動(dòng)比為：
[0012] 式中，ZdS第一級外齒擺線輪的齒數(shù)，z pl為第一級齒殼內(nèi)齒圈的齒數(shù)，z。2為第二 級外齒擺線輪的齒數(shù)，zp2為第二級齒殼內(nèi)齒圈的齒數(shù)。
[0013] 2、當(dāng)?shù)诙夶X殼內(nèi)齒圈固定，第一級齒殼內(nèi)齒圈1為輸出時(shí)，則傳動(dòng)比為：
[0015] 式⑴、⑵中正號表不輸入、輸出方向相同，負(fù)號表不輸入、輸出方向相反。齒數(shù) ^cl ' ^pl ' ^c2 ' 應(yīng)倆足以下關(guān)系：
[0017] 由式（1)、（2)、⑶可知，只要滿足上述約束條件，齒數(shù)匹配較為容易，且傳動(dòng)比計(jì) 算式的分子為齒數(shù)相乘，易實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比增大。由于兩級少齒差行星齒輪的連接方式為差動(dòng) 式，改變了傳統(tǒng)的串聯(lián)式的傳動(dòng)形式，將單一轉(zhuǎn)臂軸承改為多個(gè)轉(zhuǎn)臂軸承，從而減小了單個(gè) 轉(zhuǎn)臂軸承的承載壓力，大大優(yōu)化了轉(zhuǎn)臂軸承的受力狀態(tài)，延長了轉(zhuǎn)臂軸承使用壽命，進(jìn)而延 長了整機(jī)壽命。由于第二級齒殼內(nèi)齒圈外壁通過支撐軸承嵌在第一級齒殼內(nèi)齒圈的階梯槽 內(nèi)，結(jié)構(gòu)簡單，相對于兩級串聯(lián)組合的體積明顯減小。
[0018] 由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下的優(yōu)點(diǎn)：增大了少齒差行星傳動(dòng)的傳 動(dòng)比，使用多個(gè)轉(zhuǎn)臂軸承，延長了轉(zhuǎn)臂軸承的使用壽命，同時(shí)體積較小，利于安裝使用。
【附圖說明】
[0019] 本發(fā)明的【附圖說明】如下：
[0020] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為圖1中B-B的剖視圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明傳動(dòng)比推導(dǎo)的簡化圖。
[0023] 圖中：1.第一級齒殼內(nèi)齒圈；2.曲軸；3.第一輸入曲軸用轉(zhuǎn)臂軸承；4.第二輸入 曲軸用轉(zhuǎn)臂軸承；5.第一輸入曲軸支撐軸承；6.輸入曲軸；7.第一級外齒擺線輪；8.第 一級針齒；9.定位環(huán)；10.支撐軸承；11.第二輸入曲軸支撐軸承；12.曲軸用轉(zhuǎn)臂軸承； 13.第二級外齒擺線輪；14.第二級針齒；15.第二級齒殼內(nèi)齒圈；16.軸用彈性擋圈；
[0024] I、輸入曲軸；II、第一級少齒差行星傳動(dòng)的外齒輪；III、第一級少齒差行星傳動(dòng) 的內(nèi)齒圈；IV、第一級少齒差行星傳動(dòng)的輸出曲軸；V、第二級少齒差行星傳動(dòng)的外齒輪； VI、第二級少齒差行星傳動(dòng)的內(nèi)齒圈。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：
[0026] 如圖1和圖2所示，本發(fā)明包括兩級差動(dòng)式少齒差行星齒輪，其中，第一級差動(dòng)式 少齒差行星齒輪包括第一級齒殼內(nèi)齒圈1和與第一級齒殼內(nèi)齒圈嚙合的第一級外齒擺線 輪7,第二級差動(dòng)式少齒差行星齒輪包括第二級齒殼內(nèi)齒圈15和與第二級齒殼內(nèi)齒圈嚙合 的第二級外齒擺線輪13 ;
[0027] 輸入曲軸6前段