[发明专利]悬浮轮减速器

说明书

技术领域

本发明涉及减速器领域，特别地涉及一种基于行星轮系机构结构的悬浮轮减速器。

背景技术

减速器是典型的齿轮传动装置，作为机械传动常用的基础部件，其传动可靠性、传动比及尺寸等决定了使用该减速器的装备的可靠性、传动效率以及整体尺寸。对于齿轮领域而言，减速器、变速器等都属于齿轮箱的结构范畴，而齿轮箱向着高可靠性、轻量化的方向发展，也是近年来齿轮传动新技术研发的重点。

目前，国内外在齿轮箱技术的研究上有以下三个方向：

1、开发轻质材料和改进热处理工艺。如开发并采用优质合金钢，调整提高齿轮的调质工艺等，最为典型的技术进步是硬齿面技术的诞生和调质技术的持续发展。但此项技术存在以下局限性：即，应用该技术会增加其材质的成本，对于传统齿轮箱制造而言，只有在减少齿轮箱重量所获收益大于其成本支出时，才会产生效益。

2、发展强度计算、高可靠性分析等精细设计、精密制造的方法。鉴于当今各种齿轮箱的设计和制造技术在国内外应用的相当普遍和成熟，尤其是近几十年来，各国工程技术人员对各种减速器和变速器的精心设计和多次产品的更新换代，使得传统的齿轮箱设计已趋于更为合理和完美，从而目前即使使用先进的计算机设计软件，对齿轮箱进一步精细化改进的空间也太小，对其现有结构的优化设计，其效果也非常有限。

3、创新齿轮传动形式及传动原理，表现为传动结构的变化。与前两个研究方向比较，该技术进步更为彻底和先进。在此方面，任何一项经过实践充分检验的技术进步，都将会为齿轮传动的升级换代提供根本的技术支撑。例如：根据近几十年在行星轮结构基础上进行的创新才出现的“摆线针轮减速器”、“谐波齿轮减速器”、“三环减速器”等几种高减速比的新型齿轮箱，相比传统圆柱齿轮减速箱具有体积小、结构紧凑、重量轻等优点，所以获得广泛应用。

对于传统的齿轮减速器，要实现较高的减速比，一般是设计多级齿轮组相互配合，才能达到理想的速比，这样就会导致高速比减速箱的结构复杂、体积大、重量大、成本高等诸多问题。有些减速比较大的特种减速器，采用了创新的齿轮传动原理，使得其体积减小、重量减轻，如前述的“谐波齿轮减速器”等结构。但是在此类齿轮结构元件中引入了一个特别的柔性内齿圈，该柔性内齿圈不同于传统的、经过近百年的实践验证其可靠性的机械元件那样具有高可靠性。其带来的副作用是：该特种柔性内齿圈结构使得生产工艺复杂化，致使生产成本有所增加，而可靠性能和维修性能却反而下降了。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的现有技术存在的问题，提供一种结构合理、使用方便、制造成本低、有利于实现机电一体化自动化控制且可靠性高的悬浮轮减速器。

本发明提供的悬浮轮减速器的技术方案如下：一种悬浮轮减速器，包括前行星轮系、后行星轮系和悬浮轮，其中，前行星轮系由前太阳轮，前行星轮和前内齿圈组成，后行星轮系由后太阳轮，后行星轮和后内齿圈组成，前内齿圈和后内齿圈成形在悬浮轮内周面且与悬浮轮是一体的，前太阳轮和后太阳轮的轮心通过动力输入轴刚性连接，前太阳轮通过前行星轮与前内齿圈传动连接，后太阳轮通过后行星轮与后内齿圈传动连接，前行星轮围绕固定转轴转动，后行星轮轮心连接用于动力输出的动力输出轴。

优选地，在后行星轮的轮心处设置有用于连接动力输出轴的连接系杆。

在此的悬浮轮，在其内周面一体成型有前内齿圈和后内齿圈，前内齿圈和后内齿圈优选地是刚性内齿圈。根据本发明的悬浮轮减速器的结构设计，通过与悬浮轮一体成型的前内齿圈和后内齿圈，悬浮轮可以不借助于任何支承就会悬浮在设计位置，即在前行星轮和后行星轮的外周负载运动，所以称其为“悬浮轮”。

本发明提供的悬浮轮减速器提供了一种新颖的齿轮传动结构，根据对前、后行星轮系以及悬浮轮的尺寸进行不同设计，其可以实现任意不同的减速比。该悬浮轮减速器结构简单，可靠性高，克服了现有技术中如果要求实现大的减速比，需要多级齿轮变速传动机构，减少了其整体尺寸，降低了成本。

根据本发明的悬浮轮减速器，如果将前太阳轮和后太阳轮、前行星轮和后行星轮以及前内齿圈和后内齿圈的这三组齿轮，每组都设计成一样的大小，即前太阳轮和后太阳轮的齿数、模数一致，前行星轮和后行星轮的齿数、模数一致以及前内齿圈和后内齿圈的齿数、模数一致，则可以实现无论动力输入轴输入多少转速，与连接系杆连接的动力输出轴的转速为零，扭矩也为零。

优选地，前太阳轮和后太阳轮的节圆尺寸相同，和/或前行星轮和后行星轮的节圆尺寸相同，和/或前内齿圈和后内齿圈的节圆尺寸相同。