[發明專利]一種超環面行星蝸桿傳動均載結構

有效

• 申請號: 201510331856.1
• 申請日: 2015-06-16
• 公開（公告）號: CN105317939B
• 公開（公告）日: 2017-11-17
• 發明（設計）人: 胡聰芳;譚援強;楊世平;姜勝強;劉錚;肖湘武
• 申請（專利權）人: 湘潭大學
• 主分類號: F16H1/28
• 分類號: F16H1/28;F16H57/021;F16H57/023
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技術領域

本發明涉及一種超環面行星蝸桿傳動均載結構。

背景技術

超環面行星蝸桿傳動，結合了環面蝸桿傳動噪聲低、振動小和同時嚙合齒數多的優點以及行星齒輪傳動結構緊湊、體積小、重量輕、承載能力高（功率分流）、傳動功率和傳動比范圍廣、傳動效率高的優點，再加上傳動嚙合表面由滾動摩擦代替滑動摩擦，使得該機構成為一種高效率、結構緊湊的傳動，被認為是已知機械傳動的最佳形式。

超環面行星蝸桿傳動最早由美國M.R.Kuehnle提出，主要由兩大部件組成：1.中心蝸桿組合件，包括中心蝸桿、行星輪組和行星架三部分，行星輪的輪齒可以是滾珠、滾柱或滾錐；2.圓弧曲面凹形槽定子（簡稱定子），由兩個半片內凹弧形零件組成。

超環面行星蝸桿傳動與同時由多個行星輪分擔載荷，多對齒相嚙合，減小了結構的尺寸，大大增強了超環面行星蝸桿傳動的承載能力，同時也要求載荷在各行星輪間均衡分配。但由于系統零件本身存在著制造誤差與安裝誤差，系統的載荷分配不會完全平均。單個行星輪承受大的載荷后，容易產生斷齒，引起軸承損壞，制造安裝誤差引起齒輪副嚙合線上載荷變化，系統的動載荷會引起振動、噪聲。此外動載荷導致的應力分布影響封閉差動行星齒輪傳動的可靠性，減小壽命。

所以需要對超環面行星蝸桿傳動均載結構進行設計，從而進一步提高或優化機械設備的動態性能及工作的穩定性，但是目前國內外對超環面行星蝸桿傳動的均載研究并不多。

發明內容

本發明的目的，是提供一種超環面行星蝸桿傳動均載結構，讓各行星輪間載荷分配均勻。

超環面行星蝸桿傳動機構由中心蝸桿、行星輪、滾珠、定子及行星架組成。滾珠(1)固定在行星輪(4)上，與中心蝸桿和定子的滾道接觸傳遞扭矩，行星輪(4)通過左右芯軸安裝在行星架(10)上。該種傳動采用蝸桿副嚙合及行星輪結構，同蝸桿傳動類似中心蝸桿旋轉一周，行星輪只轉過一個齒，可以實現較大的傳動比。

其特征在于超環面行星蝸桿傳動的行星軸由左右兩個芯軸組合而成。單個行星輪芯軸一端通過螺栓固定在行星架上，另一端懸臂伸出。環形軸套(7)中部內孔直徑略小于行星輪芯軸直徑，環形軸套(7)中部過盈聯接安裝在左右兩個行星輪芯軸上，環形軸套(7)左右兩端內孔直徑相等且大于芯軸軸徑，環形軸套(7)為對稱結構。兩個行星軸承(3)裝在軸套(7)兩端，軸套(7)側孔長度大于行星軸承(3)寬度。軸套(7)兩側為外伸懸臂筒。載荷平均傳遞給兩個行星軸承(3)，行星軸承(3)施加力在軸套(7)兩側，軸套(7)兩端外側同時彎曲變形。軸套(7)的載荷通過過盈連接傳遞到左右芯軸端部，兩芯軸各自受載繞芯軸固定端彎曲變形。因此行星輪(4)的變形為軸套(7)外側和芯軸的變形之和，此均載結構增強了行星軸的柔性，能有效地抵消超環面行星蝸桿傳動的制造安裝誤差。

本發明均載結構的優點在于：所述的均載結構安裝在行星輪的中部，利用結構的柔性變形來抵消超環面行星蝸桿傳動的制造誤差的影響，解決其導致的行星輪載荷分配不均的問題，避免單個行星輪承載過大提前失效，提高傳動的壽命及可靠性。

附圖說明

圖1是超環面行星蝸桿行星輪均載結構圖。其中：1—滾珠，2—行星輪左芯軸，3—滾動軸承，4—行星輪，5—螺釘，6—套筒，7—環形軸套，8—螺栓，9—行星輪右芯軸，10—行星架。

圖2是超環面行星蝸桿傳動示意圖。

圖3超環面行星蝸桿傳動三維結構圖。

圖4是超環面行星蝸桿行星輪右芯軸示意圖。

圖5是超環面行星蝸桿傳動均載結構環形軸套示意圖。

具體實施方式

超環面行星蝸桿減速器適用于大減速比的場合，如某超環面減速器單級傳動比32、減速箱額定輸出力矩為10 T。定子外徑371mm、定子槽數31，4個行星輪，行星輪左右芯軸軸端直徑為φ16mm，行星輪芯軸與環形軸套采用過盈配合H7/u6，環形軸套總長24mm，中部過盈孔長度6.5mm，側孔直徑為φ20mm，側孔長度8.7mm。芯軸懸臂變形的傾斜角和環形軸套側孔變形的傾斜角相抵消，因此行星軸承的傾斜角很小，能保證正常運轉。