专利名称：多功能星轮减速器的制作方法
技术领域：
本发明涉及齿轮传动装置，具体涉及到以多曲柄滚动星轮作为转动传递机构的星轮传动组件与行星齿轮机构等组合而成的多功能星轮减速器(本发明既可恒功率恒转矩传动，亦可实现变功率恒转矩传动，变速后还可以增速，故统称多功能星轮减速器)。
当代通用减速器只有一个传动比、一种输出转速、存在着功能单一、不能按主机工况变化而改变技术参数的缺点，因而减速器匹配的电机功率常为实际负载功率的1.5～2倍以上，致使能源和材料得不到充分利用，亦不便于实现生产自动化，在大功率传动领域尤其突出；已有技术的各种机械无级变速器、直流电机可控硅无级调速、交流机变极或变频调速、液压调速等部份地克服了减速器功能单一的缺点，但多用于特定的较小功率传动领域；在起重、冶金设备上有采用专用差动行星减速器的传动实例，但结构庞大、没有通用性；在磨煤机、水泥磨有采用两台减速器交换串联使用的传动方案，但有设备利用率低、占地面积大、操作不便等缺点；电力行业用的风机匹配大功率电机，工况要求能改变工作转速，有的工厂采用双绕组大功率变极传动，但难以满足最佳工作状态要求，采用变频调速又存在着技术难度大、价格昂贵等缺点。发明人在申请号为96118189.3专利文献中，叙述了一种新结构的星轮变速器能实现恒功率变转矩传动，但存在着需要停机变速的缺点。
本发明旨在克服上述不足，从而提供能按工况变化、不停机改变技术参数、从小功率传动到大功率传动的各种型式的、通用的多功能星轮减速器。
本发明的目的是这样实现的以星轮传动组件为基本部件，组件出端串装行星齿轮机构，高速端串装锥齿轮副、其小锥齿轮装在n根控制轴上，控制轴带动锥齿轮副和星轮传动组件减速后带动行星齿轮机构内齿轮，一根主功率输入轴穿过星轮传动组件中心直联行星齿轮机构的太阳轮(中心小齿轮)，于是行星齿轮机构便变成具有两个自由的差动行星机构，将行星机构转臂装在输出轴上，便组合成主功率单级传动的多功能星能减速器，通过操作控制轴、在不停机的状态下实现与主机工况变化相适应的传动；控制轴常用一根，可以是2根、3根或4根；控制轴与主功率输入轴既可垂直布置、亦可取消锥齿轮副平行或对称180°布置；输出端既可串联各类减速机构、变速机构、亦可串联各类增速机构；以上便可组合成各种用途和型式的多功能星轮减速器。
下面结合实施例结构原理附图详述本发明
图1采用星轮传动变型组件与行星齿轮机构、锥齿轮副组成的多功能星轮减速器结构原理图；图2采用星轮传动变型组件与星轮传动通用组件、锥齿轮副组成的多功能星轮减速器结构原理图；图3控制轴与主功率输入轴平行布置的变型多功能星轮减速器结构原理图；图4控制轴与主功率输入轴对称180°布置的变型多功能星轮减速器结构原理图；图5控制轴与主功率输入轴对称180°垂直布置，低速端串联双级星轮传动组件的多功能星轮减速器结构原理图；图6低速端与组合式星轮减速机构串联的多功能星轮减速器结构原理图；图7低速端与双排星轮传动减速机构串联的多功能星轮减速器结构原理图；图8输出端增加行星齿轮增速机构的多功能星轮减速器结构原理图。
实施例1(参见附图1)图1所示的多功能星轮减速器主要由行星齿轮机构、星轮传动变型组件、锥齿轮副三部份组成。星轮传动变型组件主要由1个内齿轮、两个行星齿轮、n个滚动星轮、1个空心双曲柄偏心套、1个行星架以及滚动轴承等组成，内齿轮[6]和前轴承座[2]、后轴承座[10]固为整体并通过内齿轮外圆处螺孔用螺栓紧固于机壳上，两个行星齿轮的结构和技术参数相同、并交错180°同时与内齿轮[6]啮合，行星齿轮[5]分布圆DZ上均布n个轴承孔，星轮轴[4]双曲柄上的滚动轴承[7]套入该轴承孔中，行星齿轮[5]的中心孔套装在轴承[21]的外圆上，两个轴承[21]的内孔套装在空心偏心套[18]的双曲柄上，行星齿轮分布圆Dx圆周上均布n个穿孔dx，并与n个轴承孔交锉布置，用n个支承轴[20]穿过穿孔dx，并将前支承盘[3]、后支承盘[8]联接并紧固成一个整体行星架，整体行星架通过轴承[9]支承于前后轴承座[2]和[10]的内孔中，n根星轮轴[4]两端轴伸通过滚动轴承[7]套入行星架n个轴承孔中(星轮轴[4]及上面的零件统称为滚动星轮)，空心偏心套[18]的双曲柄和星轮轴[4]的双曲柄应保证偏心距a值一致，偏心套两端轴承[15]装入前后支承盘[3]和[8]的内孔中；星轮传动变型组件可以改成行星齿轮机构(NGW传动)将空心偏心套[18]上的双曲柄改成为一个空心太阳轮(中心齿轮)，将n根星轮轴[4]改为n根圆柱直轴、两端与行星架紧固，在直轴中间安装n个行星齿轮，行星齿轮中心孔安装轴承[7]使之能转动地装在直轴中间圆柱上，n个行星齿轮同时与太阳轮和内齿轮[6]啮合便将星轮传动变型组件改成行星齿轮传动机构(图中未表示)；行星齿轮机构由太阳轮、n个行星齿轮、转轴、转臂以及轴承组成，内齿轮[1]通过花键和螺栓与行星架前支承盘[3]紧固联接，太阳轮[24]与n个行星齿轮[32]啮合，n个行星齿轮同时与内齿轮[1]啮合，行星齿轮通过轴承[31]可转动地装在传力轴[30]圆柱上，n根传力轴[30]均布在转臂[29]分布图Da上、并与转臂紧固联接，转臂与出轴[27]紧固联接，轴承[28]为出轴支承轴承；锥齿轮副由锥齿轮[19]、[13]组成，锥齿轮[19]与空心偏心套紧固联接，小锥齿轮安装在控制轴[11]上，控制轴由轴承[12]支承于后轴承座[10]的孔中；主功率输入轴[17](以下简称主功率轴)由轴承[16]支承于端座[14]的轴承孔中，主功率轴穿过星轮传动变型组件中心孔，通过花键套[23]与太阳轮[24]转轴[25]直联；减速器用两个电机(或其它动力装置)驱动，一个命名为MK的控制电机，其额定功率为PK(副功率)、额定转速为nK,MK通过联轴器与控制轴[11]直接，联轴器外圆处安装制动器(图中未表示)；另一个电机命名为主功率电机M、其额定功率为P(主功率)、额定转速为n，M通过联轴器与主功率轴[17]直接(图中未表示)，控制电机额定功率PK一般为主电机功率P的0.05～0.35倍，视上况要求而定。减速器的传动原理是当制动主功率轴[17]时，控制电机MK带动控制轴[11]旋转，控制轴上的小锥齿轮带动大锥齿轮[19]转动，由于锥齿轮[19]与空心偏心套[18]紧固联接，于是件[19]带动件[18]旋转，两个行星齿轮[5]在偏心套两个曲柄和固定内齿轮[6]的共同作用下作公称与自转运动，由于n根滚动星轮曲柄上的轴承套装在行星齿轮n个轴承孔中，因而行星齿轮推动滚动星轮作同步公转与自转运动，滚动星轮两端轴承套装在行星架的轴承孔中，于是通过滚动星轮推动行尾架自转运动。进而由行星架带动内齿轮[1]慢速旋转，由于太阳轮[24]固定不动，内齿轮[1]带动行星齿轮[32]围绕太阳轮作公转与自转运动、并通过轴承[31]、传力轴[30]带动转臂[29]作减速后的自动运动，转臂与出轴[27]紧固联接，从而将运动输出，这样通过三级减速后，减速器得到一个控制转速nd；当制动控制轴[11]、主功率电机驱动主功率轴[17]旋转时，件[17]带动太阳轮[24]旋转，由于此时内齿轮[1]固定不动，于是太阳轮带动行星齿轮[32]围绕内齿轮[1]作公转与自转运动，同理通过轴承[31]、传力轴[30]、转臂[29]、出轴[27]将减速器后的旋转运动输出，此时，通过一级减速后出轴得到一个工作转速nH；当启动主功率电机带动主功率轴[17]旋转，再启动控制电机MK带动控制轴[11]旋转、经两级减速后使内齿轮[1]与太阳轮[24]同向旋转时，输出轴[27]获得一个最高工作转速ng、反向旋转时获得一个最佳启动转速nf，以上各技术参数的关系是ng=nH+nd,nf=nH-nd,nH=(ng+nf)/2,nd=ng-nH,nd=nk/ik,nH=n/i，ik为制动主功率轴[17]时减速器的总传动比，i为制动控制轴[11]时减速器总传动比；设输出转速为nd时的输出转矩为Td，输出转速为nH时的输出转矩为TH，则应满足Td=TH转矩平衡的要求，并以此作为确定pk和P之间数值关系的依据。
减速器是这样工作的同时启动MK和M电机并使之相反方向旋转，使用最佳启动转速nf以启动主机；进而制动控制电机、主功率电机继续旋转，使减速器输出转速从nf上升到nH；再启动控制电机使之与主功率电机相同方向旋转，使减速器出轴转速从nH上升到最高工作转速ng；如果需要无级调速，则采用变频调速控制电机(或其它无级调速)按上述程序操作控制电机使转速从nf无级升速到nH，再从nH无级升速到ng，或相反过程，由于控制电机MK的功率PK远小于主电机功率P，因此通过较小功率电机无级调速达到大功率传动无级调速的目的，或按主机工况采用其它控制程序。该多功能星轮减速器结构特点主要有1、在结构上，从件号[1]至[23]以星轮传动变型组件为核心组合成一个完整的部件，从件号[24]至[32]以行星齿轮和太阳轮为核心组合成另一个完整的部件，两个部件同时装于机壳中使[1]与件[32]正确啮合、花键套[23]与[25]相联便总成为各种安装型式的主功率单级传动的多功能星轮减速器，装拆极为方便。
2、在一个特定的直径为D的有效圆内，对两个部件的主要零件所占的面积进行最合理的分配，以达到本发明承载能力大、传动效率高、寿命长，而且两个部件达到或接近等强度和等承载能力的技术要求，以实现双功率流产生的转矩互相平衡的目的。
3、副功率(功率小)垂直输入，经三级减速将运动输出，主功率穿过空心偏心套同轴直接输入行星齿轮结构，既符合锥齿轮传递功率有限的特点、又使大直径的内齿轮[1]处于低速平稳运转状态，既满足结构紧凑要求，又使大功率实现高效传动。
4、相对于一个特定的有效圆直径D的星轮传动变型组件，其承载能力、许用输入转速、零件结构尺寸、采用的滚动轴承、使用寿命、生产工艺等六个方面相对任何一个传动比均是相同的，不因传动比的改变而变化，传动比的改变只需改变齿部参数和偏心巨a，因而零部件具有很高的通用化和标准化程度。
5、控制轴(包括小锥齿轮[13]、轴承[12])可以是2根、3根、4根以利于副功率分流传动或交换使用多个控制电机(图中未表示)。
6、本发明已设计有效圆直径D从φ250～1600mm，按R40优先数系分31个有效圆的产品系列，传递最大转矩382.2KN.m，传递最大主功率4000kw，最高输入转速1500r/min，从控制轴[11]至出端的传动比ik=31.5～125，从主功率轴至出端的传动比i=4～10。
实施例2(参见附图2)图2所示与图1所示的区别在于采用星轮传动通用组件取代了行星齿轮机构，主功率轴通过花键套[23]直联双曲柄偏心轴[43]，当制动控制轴[11]时，内齿轮[1]固定不动，主功率轴带动[43]旋转时，由于内齿轮[1]固定，于是行星齿轮[35]在件[43]双曲柄和内齿轮的共同作用下作公转与自转运动，并推动滚动星轮[34]作同步公转与自转运动，滚动星轮两端轴承[33]套装在由件[41]、[37]、[38]组成的行星架轴承孔中，行星架与出轴[44]紧固联接，出轴由轴承[45]支承于机壳内孔中，于是由滚动星轮推动出轴[44]作减速后的自转运动，获得一个转速nH；同理，制动主功率轴[17]，驱动控制轴[11]旋转，经两级减速后推动内齿轮[1]慢速旋转，由于双曲柄轴[43]固定，行星齿轮[35]与内齿轮[1]啮合，当[1]旋转时带动行星齿轮[35]围绕件[43]作公称与自转运动，并推动滚动星轮[34]作公转与自转运动，滚动星轮通过两端轴承推动行星架和出轴作自转运动，出轴获得一个控制转速nd；同时启动控制轴和主功率轴[17]，使内齿轮[1]与[43]同向旋转获得一个最佳启动转nf，反向旋转获得最高工作转速ng，本发明在功能方面与图1所述的区别是扩大了传动比从控制轴[11]至出轴[44]的传动比ik=63～250，通过增大锥齿轮副传动比实现；从主功率轴至出轴[44]的传动比i=18～71，其余如图1所述。
实施例3(参见附图3)图3所示变型多功能星轮减速器是由一个行星齿轮机构和星轮传动变型组件、通过过桥齿轮[61]联接而成。星轮传动变形组件由一个内孔和外圆都有渐开线齿的浮动齿圈、行星齿轮[73]、双曲柄控制轴[66]、由前后支承盘[75]、[69]、支承轴[77]联结而成的行星架以及轴承盖[65]和滚动轴承组合而成，行星架是固定的，齿圈通过轴承[70]可转动地装在行星架端部；行星齿轮机构由主功率轴49]、太阳轮[48]、行星齿轮[55]、传力轴[53]、内外都有渐开缘齿的齿圈[58]等主要件组合而成，齿圈通过轴承盖[56]和轴承[57]可转动地支承地机壳内孔中，主功率轴由轴承[50]和[63]支承在机盖内孔和行星架内孔中，行星架由件[64]和[47]以及支承轴[62]紧固联结而成，并通过轴承[52]支承在机壳孔中，行星架与出轴[46]紧固联结，出轴用轴承[51]和[52]支承在机壳内孔中；过桥齿轮[61]通过轴承[60]可转动地安装在固定轴[59]上，并同时与齿圈[58]和[74]啮合。其传动原理是当制动主功率轴[49]时，控制电机MK带动控制轴[66]旋转，控制轴上的双曲柄通过轴承[68]推动行星齿轮[73]运动，由于行星架固定，于是行星齿轮在行星架与双曲柄共同作用下作公转平动、并推动滚动星轮[71]作自转运动，行星齿轮与齿圈内齿轮啮合，因而推动齿圈[74]作自转运动，同时通过过桥齿轮[61]带动齿圈[58]慢速旋转，由于主功率轴[49]固定，于是齿圈[58]的内齿带动行星齿轮[55]围绕太阳轮作公转与自转运动，并通过传力轴[53]和行星架带动出轴[46]作减速后的自转运动，出轴获得一个控制转nd；当制动控制轴[66]时，主功率电机M驱动主功率轴旋转，由于齿圈[58]是固定的，于是主功率轴带动太阳轮[48]旋转，经行星机构减速后，使出轴获得一个工作转速nH；同理，同时驱动控制轴与主功率轴旋转，当齿圈[58]与太阳轮反向旋转时，出轴获得一个最佳启动转速nf，同向旋转获得一个最高工作转速ng；本发明传动比i=4～10、ik=18～71，当需要扩大传动比和转矩时，出轴[46]可直联各类减速机构，当需要高速输出，则出轴[46]可直联各类增速器，其余如图1所述。
实施例4(参见附图4)图4所示变型多功能星轮减速器是由星轮传动组件和行星齿轮机构组合而成，与图3所示的区别是主功率轴[107]和副功率控制轴[94]对称180°布置。星轮传动组件由多曲柄控制轴[94]、行星齿轮[88]、滚动星轮[90]和由件[91]、[96]、[97]紧固联接构成的行星架及滚动轴承[93]、[92]、[95]、[89]组合而成，行星架固定在机壳[86 ]端部；行星齿轮机构由太阳轮[100]、转轴[103]、行星齿轮[78]、传力轴[80]、转臂[79]、支承盘[82]及轴承[81]、[83]、[101]、[102]、[98]等组合而成；内齿轮[84]与内齿轮[87]紧固联接并用轴承[85]支承于机壳[86]的内孔中；主功率轴[107]通过花键套[104]与转轴[103]直联，主功率轴[107]通过轴承[108]和输出套[105]端部轴承支承在机座[109]上；输出套一端支承在机座[109]上，另一端支承在转臂[79]上并紧固联接，输出套上可安装转筒[106]，亦可安装齿轮、链轮等传动件；同理交换制动主功率轴和控制轴输出套可获得nd和nH两种转速，启动主功率轴、控制控制轴旋转方向可获得nH和nf两种转速，其余如图1所述。
实施例5(参见附图5)图5所示，主功率轴[141]垂直安装，轴端小锥齿轮[143]与锥齿轮[151]啮合，件[151]紧固安装在内齿轮[138]端部圆筒轴伸上，内齿轮由轴承[144]支承于机壳中；副功率控制轴[147]亦垂直安装，轴端小锥齿轮与锥齿轮[149]啮合，锥齿轮[149]由轴承[150]支承在机盖轴承孔中并与转轴[152]紧固联接，转轴通过花键套[153]与行星机构的太阳轮[156]转轴[154]相联，转轴[152]、[154]及花键套[153]均装于内齿轮[138]端部内孔中，转轴[154]用两个轴承[155]支承于[138]端部内孔中，转轴[152]用轴承[145]支承于机盖内孔中；太阳轮[156]与行星齿轮[140]啮合，行星齿轮通过轴承[139]可转动地装在传力轴[137]上，件[137]与转臂[157]紧固联接；同理，通过交换制动主功率轴与控制轴以及改变控制轴的旋转方向，转臂[157]可获得ng、nf、nH、nd四个特定的输出转速，如果控制轴[147]与变频调速电机相联，则nd为无级的，由于nd是无级的，因而可实现整机无级调速，其余如图1所述。这是个用于钢水包旋转的实际例子，要求减速器传动比大，故出端转臂[157]后面串联双级星轮传动组件，中速级的星轮传动组件的双曲柄轴[125]端部与转臂[157]紧固联接，当转臂带动双曲柄旋转时，通过轴承[136]推动行星齿轮[127]运动，行星齿轮与内齿轮[128]啮合，由于[128]固定于机座上，于是行星齿轮在内齿轮与双曲柄的共同作用下，作公转与自转运动，同时推动滚动星轮[126]作公转与自转运动，并通过滚动星轮两端轴承推动行星架作自转运动，行星架通过前支承盘[110]与低速级星轮传动组件双曲柄轴[116]紧固联接。因此带动低速级双曲柄轴旋转，同理行星齿轮[123]在双曲柄与内齿轮[124]的共同作用下作公转与自转运动、同时推动滚动星轮[122]作公转与自转运动，同样通过滚动星轮两端轴承[121]推动行星架作自转运动，行星架前支承盘[114]与出轴[118]紧固联接，从而行星架带动出轴将减速后的运动输出。图中件[119]、[117]、[111]、[120]、[134]等均为滚动轴承。
实例图6(参见图6)图6所示在图1所示的出端串联一级组合式星轮传动减速器机构，可使多功能星轮减速器的传动比扩大16～400倍以上，其输出转矩也随着传动比的扩大而增大。组合式星轮传动减速机构主要由两对内啮合齿轮副构成。两个行星齿轮[169]的技术参数完全相同，齿数为Z2，并交锉180°同时与内齿轮[170]啮合，内齿轮齿数为Z1，齿轮副的齿轮模数为m12，在转轴[159]上装有偏心套[160]，行星齿轮中心孔通过轴承[165]可转动地装在偏心套的双曲柄上，其偏心距为a12(即齿轮中心距)，在分布圆DZ2圆周上均布n个滚动星轮[167]，滚动星轮双曲柄上的滚动轴承套装在行星齿轮的轴承孔中，两端轴承装入行星架轴承孔中；另一对内啮合齿轮副是由两个技术参数完全相同的行星齿轮[176]交错180°同时与内齿轮[173]啮合组成，行星齿轮齿数为Z3，内齿轮齿数为Z4，齿轮副的齿轮模数为m34，内齿轮固定于机壳端部，在同一个转轴[159]上装有偏心套[178]，行星齿轮[176]中心孔通过轴承可转动地装在偏心套的双曲柄上，其偏心距为a34，在同一个分布圆DZ2圆周上均布n个滚动星轮[172]，其双曲柄上轴承套装在行星齿轮的轴承孔中，两端轴承装入行星架的轴承孔中；整体行星架由前支承盘[166]、后支承盘[175]、n根支承轴[158]、中支承盘[179]组成，n根支承轴[158]与三个盘紧固联结，在行星架后支承盘端部有轴承[174]支承于机壳内孔中。其工作原理是当转臂[29]带动转轴[159]旋转时，两个行星齿轮[176]在偏心套双曲柄[178]的作用下开始运转，因行星齿轮与固定内齿轮[173]啮合，于是行星齿轮在双曲柄与内齿轮的共同作用下作公转与自转运动，并推动滚动星轮[172]作同步公转与自转运动，滚动星轮通过两端轴承推动行星架作自转运动，并将行星齿轮[176]的转速以11的关系传递给行星齿轮[169]；转轴[169]旋转同时带动偏心套[160]旋转，由于行星架随行星齿轮[176]转动，滚动星轮[167]两端轴承又装在行星架的内孔中，于是行星齿轮[169]在偏心套[160]双曲柄与行星架的共同作用下作公转与自转运动，行星齿轮[169]与内齿轮[170]相啮合，内齿轮又与出轴[163]紧固联接，因而行星齿轮推动内齿轮与出轴将减速后的运动输出。其余如图1所述，其特征是1、两对内啮合齿轮副的承载能力、许用转速、标准件、主要结构尺寸、使用寿命是相同的，不因传动比的改变而变化；并同用一个行星架，因而本发明标准化、通用化程度高。
2、为满足两对齿轮副具有相同的承载能力和寿命，本发明齿部参数满足Z2×m12≈Z3×m34的要求。
3、为满足高效传动要求，本发明内齿轮[l70]与转轴[159]实现同向旋转，相对于减速机构传动比系列中的任何一个传动比，齿部参数满足Z1-Z2≥Z4-Z3、a12≥a34、传动比i=+Z1Z3/(Z1Z3-Z2Z4)的要求。
4、本发明由Z1、Z2、Z3、Z44个可变数排列组合成大量的传动比，优选常用传动比16～400以上，最大传动比可达10000以上。
5、本发明通过4个行星齿轮的合理布置，实现了传动件自身双向平衡，传运很平稳。
与上述组合式减速机构串联的主功率双级传动的多功能星轮减速器适用于要求体积小、传动比特别大的低速传动领域，其余如图1所述。
实施例7(参见附图7)图7所示多功能星轮减速器低速级串联双排星轮传动减速机构，是由四个技术参数完全相同的行星齿轮[190]交错180°同时与内齿轮[191]啮合，通过轴承[182]，行星齿轮可转动地装在双曲柄上，转轴[180]由轴承[28]和[186]支承。由前后支承盘[187]、[193]、中支承盘[196]、n根支承轴[195]紧固联结的整体行星架端部通过轴承[192]和[183]支承于机壳内孔中，当转臂带动转轴[180]转动时，两个结构尺寸相同的双曲柄偏心套[181]同时推动四个行星齿轮运动，行星齿轮与固定内齿轮啮合，于是四个行星齿轮在内齿轮和双曲柄的共同作用下作公转与自转运动，并推动n个滚动星轮[188]作同步公转与自转运动，通过滚动星轮两端轴承推动行星架转动，由于行星架与出轴[185]紧固联接，从而将减速器后的运动输出。输出轴由轴承[184]和[186]支承于机壳内孔中。该减速机构的特点是承载能力比单排星轮传动组件高0.75～1倍，传动件实现双向自身平衡，低速级串联该种减速机构的主功率双级传动的多功能星轮减速器传动比i=50～800、ik=125～10000,其余如图1所述。
实施例8(参见附图8)图8所示的多功能星轮减速器是在差动行星齿轮机构内并联1个行星齿轮增速机构，由太阳轮[199]、行星齿轮[212]、内齿轮[213]组成差动行星齿轮机构，由太阳轮[203]、行星齿轮[209]、固定于机壳上的内齿轮[211]组成行星齿轮增速机构，由前后支承盘[202]、[198]、n根支承轴[201]和传力轴[204]紧固联结成共用的整体行星架，并由轴承[197]支承于机壳内孔和内齿轮[213]轴承孔中，行星齿轮均通过轴承[210]可转动地安装在传力轴[204]上，联接太阳轮[203]的出轴[208]由轴承[206]、[207]支承，联接太阳轮[199]的转轴[205]由轴承[200]支承，并通过花健套[23]与主功率轴[17]直联。本发明的工作原理是如图1所述的经行星齿轮差动机构使行星架(图1中的件[29])获得四个特定转速以后，由于行星齿轮[209]和[212]均可转动地装在传力轴[204]上，所以行星架通过传力轴[204]强制行星齿轮[209]围绕内齿轮[211]作公转与自转运动，行星齿轮带动太阳轮[203]和出轴[208]作增速运动，设内齿轮[211]齿数为ZB1，太阳轮[203]齿数为ZA1，则行星架转速增速(ZA1+ZB1)/ZA1倍以后，经太阳轮[203]和输出轴[208]输出，以使本发明达到增速输出的目的。其余如图1所述。
本发明的特点是可以实现风机、水泵等匹配的大功率电机高速输出和变速传动的要求，为达到此技术要求，除增加上述增速机构外，亦可在图1和图3所述减速器的输出端增设平行轴或同轴齿轮传动增速机构，叙述从略。
采用本发明技术已设计传递转矩2646KN.m以下、传递功率4000kw以下、传动比4～25000范围内的系列产品，较系统地克服了以往通用减速器功能单一的缺点，本发明的优点是明显的，主要优点是1、传动效率高、主功率单级传动效率98％，单级增速传动效率可达96％以上。
2、节能节材效果好，由于能随工况负载变化而改变技术参数，用于磨煤机传动可减少电机功率25～45％，减少重量30％以上，用于水泥磨、重型炼胶机传动可减少电机功率23％以上，重量减少30％以上。
3、可通过功率较小的控制电机无级或有级调速达到大功率传动不停机地无级或有级调速的目的，克服了大功率电机调速困难的缺点，为改善主机性能、生产自动化提供了有利条件。
4、本发明输出端通过增速机构，可实现高速输出变速传动，为电力行业等风机、水泵电机实现不停机地无级或有级调速提供了有利条件。
5、产品结构采用单元化组件、组合式结构，因而产品零部件通用化和标准化程度高，以利于规模化生产。
权利要求
1.多功能星轮减速器是采用星轮传动组件与具有两个自由度的行星齿轮机构及锥齿轮副串联组合而成星轮传动组件由双曲柄空心偏心套[18]、两个技术参数完全相同并交错180°同时与内齿轮[6]啮合的行星齿轮[5]、由前支承盘[3]、后支承盘[8]、n根支承轴[20]紧固联接而成的行星架以及轴承组合而成，在行星齿轮分布圆DZ圆周上均布n个滚动星轮，滚动星轮双曲柄上的轴承套装在行星齿轮轴承孔中，两端轴承套装在行星架的轴承孔中；在分布圆Dx圆周上均布n个穿孔dx、n根支承轴穿过孔dx并与滚动星轮交错布置，滚动星轮双曲柄与偏心套双曲柄具有相同的偏心距a，两个行星齿轮通过轴承[21]可转动地装在偏心套的双曲柄上，偏心套[18]通过轴承[22]和[15]装在行星架轴承孔中，行星架通过轴承[9]装在轴承座[2]和[10]的内孔中，轴承座[2]、[10]与内齿轮[6]用螺栓紧固为1体，并通过内齿轮外圆端面螺孔安装在机座上；锥齿轮副的大齿轮与偏心套紧固联接、小齿轮装在控制轴[11]端部，控制轴用轴承[12]装于轴承座[10]的轴承孔中；行星齿轮机构由太阳能[24]、n个行星齿轮[32]、内齿轮[1]组成，行星齿轮通过轴承[31]可转动地安装在传力轴[30]上，n根传力轴均布在分布图Da的圆周上并与转臂[29]紧固联接，转臂[29]与出轴[27]紧固联接；主功率轴[17]穿过偏心套内孔、一端由轴承[16]支承于端盖[14]的轴承孔中，另一端通过联轴器[23]与太阳轮转轴[25]直联，转轴[25]用轴承[26]装入转臂内孔中；控制轴带动锥齿轮副和星轮传动组件减速后带动行星齿轮机构的内齿轮，1根主功率输入轴穿过星轮传动组件中心直联行星齿轮机构的太阳轮，于是行星齿轮机构便变成具有两个自由度的差动行星机构，将行星齿轮机构转臂装在输出轴上，便组合成多功能星轮减速器，通过操作控制轴、在不停机的状态下实现与主机工况变化相适应的传动。其特征在于a、在结构上，从件号[1]至[23]以星轮传动变型组件为核心组合成一个完整的部件，从件号[24]至[32]以行星齿轮和太阳轮为核心组合成另一个完整的部件，两个部件同时装于机壳中使[1]与件[32]正确啮合、花键套[23]与[25]相联便总成为各种安装型式的多功能星轮减速器。b、在一个特定的直径为D的有效圆内，对两个部件的主要零件所占的面积进行最合理的分配，以达到本发明承载能力大、传动效率高、寿命长，而且两个部件达到或接近等强度和等承载能力的技术要求，以实现双功率流产生的转矩互相平衡的目的。c、副功率(功率小)垂直输入，经三级减速将运动输出，主功率穿过空心偏心套直接输入行星齿轮结构，既符合锥齿轮传递功率有限的特点，又使大直径的内齿轮[1]处于低速平稳运转状态，既满足结构紧凑要求，又使大功率实现高效传动。d、在星轮传动变型组件中的双曲柄偏心套是一个整体并具有内孔特制偏心套，以利于主功率轴穿过中心。e、星轮传动变型组件亦可改为行星齿轮传动机构(NGW传动)将空心偏心套[18]上的双曲柄改成为一个空心太阳轮(中心齿轮)，将n根星轮轴[4]改为n根圆柱直轴，两端与行星架紧固，在直轴中间安装n个行星齿轮，行星齿轮可转动地安装在直轴中间圆柱上，n个行星齿轮同时与太阳轮和内齿轮[6]啮合便将星轮传动变型组件改成为行星齿轮传动机构。f、多功能星轮减速器的控制轴[11](含小锥齿轮[13]、轴承[12])常用一根，可以是2根、3根和4根。g、多功能星轮减速器输出端可串联各类减速机构、变速机构，亦可串联各类增速机构。
2.根据权利要求1所述的多功能星轮减速器，其特征在于用星轮传动组件取代行星齿轮机构，主功率轴与双曲柄偏心轴[43]直接，两个技术参数完全相同的行星齿轮交错180°，同时与内齿轮[1]啮合，因内齿轮[1]是可转动的，因而组成一种具有两个自由度的星轮传动机构，以扩大减速器的传动比i，同时通过增大锥齿轮副的传动比相匹配地扩大传动比ik。
3.根据权利要求1所述的多功能星轮减速器，其特征在于一种主功率轴和控制轴是平行布置的变型多功能星轮减速器是由星轮传动变型组件通过过桥齿轮[61]与差动行星齿轮机构并联组合而成，内齿轮[58]和[74]既有内齿又有外齿。
4.根据权利要求1所述的多功能星轮减速器，其特征在于一种主功率轴与控制轴对称180°布置的变型多功能星轮减速器是由星轮传动通用组件与差动行星齿轮机构组合而成，两个部件的内齿轮紧固联接，并用轴承[85]支承于机壳中，驱动控制轴[94]、行星齿轮[88]作平面运动并推动内齿轮[87]和[84]慢速施转，行星机构的太阳轮由与控制轴对称180°布置的主功率轴[107]驱动，减速后的运动通过输出套[105]从主功率电机和副功率电机之间输出。
5.根据权利要求1所述的多功能星轮减速器，其特征在于一种主功率轴和控制轴均垂直布置、低速级串联双级星轮传动减速机构的变型多功能星轮减速器，其主功率轴通过一对锥齿轮副([143]和[151])减速后驱动内齿轮[138]、控制轴通过另一对锥齿轮副([149]和[148])和行星齿轮减速机构驱动内齿轮[138]，通过传力轴[137]、转臂[157]将差动变速后的运动输入星轮传动减速机构。
6.根据权利要求1所述的多功能星轮减速器，其特征是在出端串联一级组合式星轮传动减速机构的主功率双级传动的多功能星轮减速器，其组合式星轮传动减速机构由两对(每一对由两个技术参数相同的行星齿轮交错180°同时与一个内齿轮啮合)技术参数不同的内啮合齿轮副共用一个行星架组合而成，其传动比是通过两对齿轮副不同齿数Z1、Z2、Z3、Z4排列组合而成，两对齿轮副具有相同的承载能力，满足Z2Xm12≈Z3Xm34，Z1-Z2≥Z4-Z3、a12≥a34的要求，通过两对4个行星齿轮的合理布置达到传动件双向平衡的目的。
7.根据权利要求1所述的多功能星轮减速器，其特征在于低速级串联双排星轮传动减速机构的主功率双级传动的多功能星轮减速器，其双排星轮传动减速机构，是由两对四个技术参数完全相同的行星齿轮[190]交错180°同时与一个内齿轮[191]相啮合并共用一个行星架组合而成，两对行星齿轮轴承孔中装有相同的滚动星轮、相同的双曲柄偏心套和轴承，通过两对四个行星齿轮的合理布置达到传动件双向平衡的目的。
8.根据权利要求1所述的多功能星轮减速器，其特征在于差动行星齿轮机构并联1个行星齿轮增速机构的多功能星轮减速器，其差动行星齿轮机构与行星齿轮增速机构共同一个行星架、行星齿轮[212]和[209]均可转动地装在同一根(n根)传力轴[204]上，内齿轮[211]齿数为ZB1、太阳轮[203]齿数为ZA1，则使多功能星轮减速器四个特定输出转ng、nH、nf、nd均增速(ZA1+ZB1)/ZA1倍输出，以达到本发明实现高速输出的目的。
全文摘要
多功能星轮减速器由星轮传动组件、行星齿轮机构和锥齿轮副串联组合而成,n根控制轴(11)带动锥齿轮副和星轮传动组件减速后带动内齿轮(1),主功率轴(17)与中心齿轮(24)直联,转臂(29)与出轴(27)紧固联接便组合成主功率单级传动的多功能星轮减速器。控制轴与主功率轴可垂直、平行或对称180°布置,出轴可串联各类减速、增速和变速机构。已设计转矩2646KN.m、功率4000kw以下的系列产品,能通过功率小的控制电机调速达到大功率传动调速的目的,克服了通用减速器功能单一的缺点,具有承载能力大、结构紧凑、寿命长、节能节材效果好等优点。
文档编号F16H3/76GK1232146SQ9811243
公开日1999年10月20日 申请日期1998年4月14日 优先权日1998年4月14日
发明者周干绪 申请人:周干绪