专利名称：高精密行星减速机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高精密行星减速机，该高精密行星减速机的主要作用是增大输出扭矩和降低输出转速，被广泛应用于医疗器材、机器人、机械手、制药设备、印刷设备、包装机械、纺织机械、电脑横机、罗拉驱动电机、停车设备和数控机床等等。
背景技术：
目前常用的高精密行星减速机的结构设计不够合理，性能不够可靠，行星减速机齿轮参数的选择不当，重合度过小，齿廓修形不当或没有修形，齿轮箱的结构不合理，装配容易偏心，接触精度低，轴的平行度差。轴、轴承和支承的刚性不足，轴承的回转精度不高及间隙不当，输入扭矩和负载扭矩容易波动，轴系的扭振、电动机及其传动副的平衡情况较差。现有的减速机的啮合间隙比较大，承受的输入转速较低，不能满足高精密设备使用要求。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服了现有技术中存在的减速机的结构设计不够合理，啮合间隙比较大，承受的输入转速较低，不能满足高精密设备使用要求的缺陷，而提供一种结构设计合理、紧凑，行星齿轮和太阳齿轮之间的啮合间隙小，同心度及重复定位的精度高，承载能力强的高精密行星减速机。本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是:该高精密行星减速机，其特征是:包括齿轮箱壳体、齿圈、输出轴、三个行星齿轮机构、输出轴前轴承、输出轴后轴承、输入轴、太阳齿轮、锁紧圈、输入轴前轴承、输入轴后轴承、联接器、后盖和行星架，所述行星齿轮机构包括滚子、行星齿轮和数根滚针，所述行星齿轮中设置有一个转动孔，所述滚子和数根滚针均安装在转动孔中，所述滚针位于滚子和行星齿轮之间，所述行星架固定在输出轴的一端，该行星架上设置有三对支撑孔，一对支撑孔和一个行星齿轮机构相对应，所述滚子的两端套装在相对应的一对支撑孔中，所述输出轴前轴承安装在输出轴上，所述输出轴后轴承安装在行星架上，所述行星齿轮机构位于输出轴前轴承和输出轴后轴承之间；所述齿圈固定在齿轮箱壳体中，所述输出轴安装在齿轮箱壳体中，所述三个行星齿轮机构中的行星齿轮均和齿圈啮合；所述太阳齿轮固定在输入轴上，所述联接器固定在输入轴的一端，所述锁紧圈安装在联接器上，所述输入轴前轴承和输入轴后轴承均安装在输入轴上，所述太阳齿轮位于输入轴前轴承和输入轴后轴承之间；所述输入轴安装在后盖中，所述后盖固定在齿轮箱壳体上，所述太阳齿轮和三个行星齿轮机构中的行星齿轮啮合。优选的，本实用新型所述齿轮箱壳体和齿圈为一体式结构。优选的，本实用新型所述输出轴和行星架为一体式结构。优选的，本实用新型所述输入轴、太阳齿轮和联接器为一体式结构。本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果:结构设计合理，性能可靠，体积小、重量轻、结构紧凑、承载力大、传动效率高、运转平稳、抗冲击能力强，而且可以实现运动的合成与分解等突出特点。本实用新型在降速的同时提高了输出扭矩，扭矩输出比例按输入乘减速比，同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。高性价比，应用广泛，经济实用，寿命长，减速机在伺服电机的控制应用下，发挥了良好的刚性效应，准确的定位控制，在运转平台上具备了中低背隙，高效率，高输入转速，高输出扭矩，运转平稳，低噪音等特性。同时，使用了免更换润滑油，无论安装在什么环境下，都可以免维修。本实用新型的齿轮可以采用合金钢渗碳硬齿面，使得本实用新型具有高刚性，抗磨损性和耐冲击性及传递扭矩大，齿轮啮合采用多齿啮合，传动效率高，传动效率可达96%以上，径向承载能力高，实现单级多级系列传动，速比范围均比:3-512，使用设计达到最佳的转矩与转速匹配，回程间隙小，传递精度高，密封设计良好，可以全部使用润滑脂润滑，不泄漏，免保养，安装简便，同轴输出标准法兰定位。本实用新型的具体有益效果如下。1、保证了产品的同心度，增强了产品的精度，密封性能，增加了齿轮箱的整体强度，装置于任何产品上均可提升产品之整体美感。2、输出轴使用双支撑，行星齿轮在运转时起到了运转平稳，不影响输出扭矩，降低噪声，确保减速机的性能，能长期稳定的工作。3、行星齿轮双支撑采用满针的滚针轴承，增加了接触面积，以提高结构刚性和输出扭矩。4、输出轴配置采用双轴承大跨距定位安装，确保大的扭转刚性和输出负载能力。5、太阳齿轮与联接器为一体式，保证了产品加工精度、强度和同心度，精确的与所配驱动电机装配在一起，以能长期稳定可靠地工作。6、输入轴采用筒夹式的锁紧圈锁紧，联接器有中空夹紧锁轴圈，联接器上有六道均匀分布的槽，而在外圆上有一个夹紧锁轴圈，夹紧过程中促使受力变形程度均匀，保证夹紧力均匀，更科学的是，所配置锁紧圈，使电机轴可以安全地放在联接器的任意锁紧轴位置，不影响输入输出扭矩，使电机输出轴与减速机的输入端配合地更好，并且在装配同时大大地提高了电动机输出轴夹紧的精度和安全性，简化了安装，也降低了噪声，确保减速机运转性能，能长期稳定的工作。7、太阳齿轮采用一端连接在行星架上，另一端安装在后盖上的形式，配置双轴承大跨距定位安装，保证了电机的输出轴与联接器达到最好的同心效果；双轴承定位安装保证了输入轴运转平稳，减少噪声，均衡了电机轴输入扭矩，保证了输出扭矩大小的平稳。8、高精密行星减速器采用内部腔体与外部完全封闭设计，能防灰尘和雨水，IP64防护等级使行星减速机的内部腔体与外部完全封闭，行星减速机在高速运转时所产生的温度和压力变化直接影响其出力，长期运转速度和寿命，为了保证IP64防护等级行星减速机的输入端和输出轴都采用密封轴承和油封，但密封轴承和油封也会影响减速机内部腔体的温度和压力变化。
图1是本实施例中高精密行星减速机的剖视结构示意图。图2是本实施例中齿轮箱壳体和齿圈之间的结构示意图。图3是本实施例中输出轴和行星架之间的结构示意图。[0021]图4是本实施例中输出轴和行星架之间的剖视结构示意图。图5是图3中A-A面的剖视放大结构示意图。图6是图5中B-B面的剖视放大结构示意图。图7是图3中F-F面的剖视结构示意图。图8是图3的仰剖视结构示意图。图9是本实施例中输出轴、行星架、输出轴前轴承和输出轴后轴承之间的结构示意图。图10是本实施例中行星齿轮机构的放大结构示意图。图11是本实施例中行星齿轮的剖视放大结构示意图。图12是本实施例中输入轴、太阳齿轮和联接器之间的结构示意图。图13是本实施例中输入轴、太阳齿轮、锁紧圈和联接器之间结构示意图。图14是本实施例中输入轴、太阳齿轮、锁紧圈、联接器、输入轴前轴承和输入轴后轴承之间的结构示意图。图15是本实施例中后盖的剖视结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明。实施例。参见图1至图15，本实施例中的高精密行星减速机包括齿轮箱壳体1、齿圈2、输出轴3、三个行星齿轮机构4、输出轴前轴承5、输出轴后轴承6、输入轴7、太阳齿轮8、锁紧圈
9、输入轴前轴承10、输入轴后轴承11、联接器12、后盖13和行星架14。行星齿轮机构4包括滚子41、行星齿轮43和数根滚针42，其中，在行星齿轮43中设置有一个转动孔。滚子41和数根滚针42均安装在转动孔中，滚针42位于滚子41和行星齿轮43之间，使得行星齿轮43能够灵活的在滚子41上进行转动。行星架14固定在输出轴3的一端，该行星架14和输出轴3优选为一体式结构。行星架14上设置有三对支撑孔，一对支撑孔和一个行星齿轮机构4相对应，即一对支撑孔和个行星齿轮机构4中的滚子41相对应，行星齿轮机构4中的滚子41的两端套装在相对应的一对支撑孔中，使得行星齿轮43能够灵活的转动。三个行星齿轮机构4中的滚子41分别安装在相对应的三对支撑孔中。输出轴前轴承5安装在输出轴3上，输出轴后轴承6安装在行星架14上，使得行星齿轮机构4位于输出轴前轴承5和输出轴后轴承6之间。齿圈2固定在齿轮箱壳体I中，该齿圈2和齿轮箱壳体I优选为一体式结构。输出轴3安装在齿轮箱壳体I中，三个行星齿轮机构4中的行星齿轮43均和齿圈2啮合。太阳齿轮8固定在输入轴7上,联接器12固定在输入轴7的一端,该输入轴7、太阳齿轮8和联接器12优选为一体式结构。锁紧圈9安装在联接器12上，输入轴前轴承10和输入轴后轴承11均安装在输入轴7上，太阳齿轮8位于输入轴前轴承10和输入轴后轴承11之间。输入轴7安装在后盖13中，后盖13固定在齿轮箱壳体I上，太阳齿轮8和三个行星齿轮机构4中的行星齿轮43啮合。[0042]当输入轴7进行转动时，输入轴7通过太阳齿轮8带动行星齿轮43转动，由于行星齿轮43与齿圈2啮合，使得输出轴3进行转动。本实施例中的齿轮箱壳体I和齿圈2采用一体式的设计，结构紧凑，精密度高，输出扭矩大，一体使齿轮箱壳体I和齿圈2之间无安装间隙偏差，保证了产品的同心度，提升了产品的精度，密封性能好，增加了齿轮箱的整体精度和强度。此外，外观也可提升产品的整体形象。本实施例中的输出轴3使用双支撑，行星齿轮43在运转时起到了运转平稳，不影响输出扭矩，降低噪声，确保最大的扭矩刚性，减速机能长期稳定的工作。行星齿轮43的传动采用不含保持架的满针滚针轴承，增加了接触面积，提高了结构刚性和输出扭矩。本实施例中的双轴承定位安装保证了输出轴3的运转平稳，减少噪声，均衡了输出轴3的输出扭矩，保证了输出扭矩的大小平稳。输出轴3和行星架14采用一体式结构，且输出轴3的轴承配置采用大跨距设计，确保最大的扭转刚性和输出负载能力。本实施例中的输入轴7、太阳齿轮8和联接器12采用一体式的设计，保证了产品加工精度，强度，整支齿轮棒材制作出的太阳齿轮，刚性强，同心度准确。本实施例中的输入轴7用锁紧圈9，使得行星减速机能快速、精确的与所配的驱动电机装配在一起，既能确保在高输入转速下结合介面的同心度和零背隙的动力传递，又能长期稳定、可靠地工作。申请人的所有行星减速机都配有快速精确联接器锁紧装置，这项设计细节为，联接器12有中空夹紧锁轴圈9，联接器12上均匀的分布有六道槽，而在外圆上有一个夹紧锁轴圈9，夹紧过程中促使受力变形程度均匀，保证夹紧力均匀，更科学的是，所配置的锁紧圈9，使所夹轴可以安全地放在联接器12的任意锁紧轴位置，不影响输入输出扭矩，使电机输出轴和减速机的输入端配合地更好，并且在装配同时大大地提高了电动机输出轴夹的精确度和安全性，简化了安装，也降低了噪声，确保减速机能长期稳定的工作。本实施例中的太阳齿轮8的一端连接在双支撑的行星架14上，另一端安装在后盖13上，配置了双轴承，采用了大跨距设计，使太阳齿轮8传入行星齿轮43最佳精度，保证了电机的输入轴和联接器12达到最好的同心度效果。双轴承大跨距定位安装保证了输入轴7运转平稳，减少噪声，均衡了电机轴输入扭矩，保证了输出扭矩的大小平稳。本实施例中的高精密行星减速机能防灰尘和雨水，IP64防护等级使行星减速机的内部腔体与外部完全封闭，行星减速机在高速运转时，所产生的减速机内部腔体的温度和压力变化直接影响输出力矩，为了保证IP64防护等级行星减速机的输入端和输出轴都采用密封轴承和油封，但密封轴承和油封也会影响减速机内部腔体的温度和压力变化。(I)、温度和压力的限制。高精密行星减速机最高转动效率为98%，有2%的输入能量变为热量而损耗了。这种损耗主要来自油封和轴承的磨擦，使减速机内部腔体的温度升高，外部比较高的环境温度也会增加减速机内部腔体的温度，减速机内部腔体的温度直接限制了输出扭矩和输出转速。( 2 )、如何减少减速机内部温度和内部腔体的压力。其一是减少减速机内部腔体的润滑脂，但这影响了减速机的长期高效运转和寿命，润滑脂在减速机运转一段时间后不断向四周移动，使得减速机的太阳齿轮8和行星齿轮43上的润滑脂其结果导致减速机在高速运转时承载能力下降，就时额定输出扭矩下降；第二就是使减速机内部的高压气体派到减速机体外。但要保证减速机的安全性及环保要求不能有油、油圬和油雾等排出到体外，同时要满足IP64的防水、防尘和防潮等防护要求，人们想到了在腔体上加上单向派气阀，但这对要求体积小出力大，转动效率高和高可靠性的高精密行星减速机是不合适的。本实施例中的高精密行星减速机保证了产品的同心度，增强了产品的精度，密封性能，增加了齿轮箱的整体强度，此外，外形美观，安装在任何产品上均可提升产品的整体美感。具有高扭力，耐冲击、高精度、高刚性、高负载、高效率、高速比、高寿命、低惯性、低振动、低噪音、低温升、结构小、安装方便和精确定位特点。1、高扭力，耐冲击。行星齿轮机构4不同于传统的平行齿轮的传动方式，而高精密行星齿轮减速机具有三个更大面积与齿轮接触面360度均匀负荷，多个齿面共同均匀承受瞬间冲击负荷，使其更能承受高扭矩力之冲击等。2、体积小，重力轻。高精密行星减速机的结构依需求段数重复连接，单独完成多段组合，体积小，重量轻，外观轻巧，对比使设计更有价值感。3、高效率，低背隙。行星齿轮组合中特有的多点均匀密合，外齿轮环的圆弧包括结构，使外齿轮环与行星齿轮43间隙密结合，齿轮间密合度高，除了提升极高之减速机效率之外，设计本身可达到高精度定位作用。此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。
权利要求1.一种高精密行星减速机，其特征是:包括齿轮箱壳体、齿圈、输出轴、三个行星齿轮机构、输出轴前轴承、输出轴后轴承、输入轴、太阳齿轮、锁紧圈、输入轴前轴承、输入轴后轴承、联接器、后盖和行星架，所述行星齿轮机构包括滚子、行星齿轮和数根滚针，所述行星齿轮中设置有一个转动孔，所述滚子和数根滚针均安装在转动孔中，所述滚针位于滚子和行星齿轮之间，所述行星架固定在输出轴的一端，该行星架上设置有三对支撑孔，一对支撑孔和一个行星齿轮机构相对应，所述滚子的两端套装在相对应的一对支撑孔中，所述输出轴前轴承安装在输出轴上，所述输出轴后轴承安装在行星架上，所述行星齿轮机构位于输出轴前轴承和输出轴后轴承之间；所述齿圈固定在齿轮箱壳体中，所述输出轴安装在齿轮箱壳体中，所述三个行星齿轮机构中的行星齿轮均和齿圈啮合；所述太阳齿轮固定在输入轴上，所述联接器固定在输入轴的一端，所述锁紧圈安装在联接器上，所述输入轴前轴承和输入轴后轴承均安装在输入轴上，所述太阳齿轮位于输入轴前轴承和输入轴后轴承之间；所述输入轴安装在后盖中，所述后盖固定在齿轮箱壳体上，所述太阳齿轮和三个行星齿轮机构中的行星齿轮啮合。
2.按权利要求1所述的高精密行星减速机，其特征是:所述齿轮箱壳体和齿圈为一体式结构。
3.按权利要求1所述的高精密行星减速机，其特征是:所述输出轴和行星架为一体式结构。
4.按权利要求1所述的高精密行星减速机，其特征是:所述输入轴、太阳齿轮和联接器为一体式结构。
专利摘要本实用新型涉及一种高精密行星减速机。现有的减速机不能满足高精密设备使用要求。本实用新型的特征是包括齿轮箱壳体、齿圈、输出轴、三个行星齿轮机构、输出轴前轴承、输出轴后轴承、输入轴、太阳齿轮、锁紧圈、输入轴前轴承、输入轴后轴承、联接器、后盖和行星架，行星齿轮机构包括滚子、行星齿轮和数根滚针，滚子和数根滚针均安装在行星齿轮的转动孔中，齿圈固定在齿轮箱壳体中，输出轴安装在齿轮箱壳体中，三个行星齿轮机构中的行星齿轮均和齿圈啮合；太阳齿轮固定在输入轴上，联接器固定在输入轴的一端，锁紧圈安装在联接器上，太阳齿轮和三个行星齿轮机构中的行星齿轮啮合。本实用新型的结构设计合理、紧凑，同心度及重复定位的精度高。
文档编号F16H57/08GK202926974SQ20122066779
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月7日 优先权日2012年12月7日
发明者周小燕 申请人:杭州博悦传动机械有限公司