本发明涉及机械传动技术件领域，具体是一种少齿差行星齿轮传动装置及减速器。
背景技术
少齿差行星齿轮传动是行星齿轮传动中的一种,其核心是由一对齿数相差很少的内啮合齿轮和输出机构组成的行星齿轮传动，故称为少齿差传动。少齿差行星齿轮传动的特点是体积小、重量轻、传动比大、运转平稳、承载能力强，因此应用广泛。
现有技术的少齿差行星齿轮传动装置，其齿轮可以采用渐开线或摆线针轮等形式，带外齿的行星轮通过轴承和偏心套装在减速器的输入轴上，与一个内齿轮构成内啮合齿轮副，而内齿轮大多固定不动。工作过程中行星齿轮在偏心套带动和内啮合齿轮副的作用下，既作公转又作自转，需要通过一套输出机构将行星齿轮的自转运动传递到输出轴上，实现减速传动。常用平面四杆机构作为少齿差行星传动的输出机构，如双曲柄机构或双滑块机构，其缺点是机构复杂，精度要求高；也有采用高副的输出机构，如销轴式和浮动盘式机构，结构比较简单，但是高副带来的接触应力大，容易产生零件表面磨损，影响工作寿命。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种少齿差行星齿轮传动装置及减速器，以解决现有技术中行星齿轮传动装置结构复杂或者容易产生零件磨损严重的问题。
本发明的技术方案为：
本发明提供了一种少齿差行星齿轮传动装置，包括用于连接到外部驱动装置的输入轴和用于连接到外部从动装置的输出轴，所述输入轴的回转轴线和所述输出轴的回转轴线共线，所述输入轴上套设有偏心轴颈，还包括：
内齿圈，其固定在壳体上；
行星齿轮，其通过轴承安装于所述偏心轴颈上；所述行星齿轮与所述内齿圈形成内啮合齿轮副；所述行星齿轮沿轴向方向上设有安装孔；
传动件，其一端安装于所述安装孔中，另一端安装于所述输出轴上；所述传动件与所述行星齿轮形成转动副，所述传动件与所述输出轴形成移动副，且移动副的轴线与转动副的轴线垂直。
所述输出轴的转速与所述行星齿轮的自转转速相同；所述内齿圈和所述行星齿轮的齿数差为1到5。
优选地，所述输出轴朝向所述行星齿轮的一侧沿径向方向设置有滑槽，所述传动件具有：可转动的安装于所述安装孔内的转动柱以及可滑动地装配至所述滑槽内的滑块。
优选地，所述输入轴和所述输出轴之间的传动比i15满足：
其中，z1为所述行星齿轮的齿数，z2为所述内齿圈的齿数。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种减速器，包括：减速器壳体、减速器盖、减速器输入轴和减速器输出轴，所述减速器输出轴插入于所述减速器壳体内；所述减速器输入轴穿过所述减速器盖上的通孔后进入所述减速器壳体内，并插入于所述减速器输出轴中，所述减速器输入轴的回转轴线与所述减速器输出轴的回转轴线共线，所述减速器输入轴上套设有偏心轴颈，所述减速器还包括：
内齿圈，其固定在所述减速器壳体内；
行星齿轮，其通过第一轴承安装于所述偏心轴颈上；所述行星齿轮与所述内齿圈形成内啮合齿轮副；所述行星齿轮沿轴向方向上设有安装孔；
传动件，所述传动件的一端安装于所述安装孔中，另一端安装于所述减速器输出轴上；所述传动件与所述行星齿轮形成转动副，所述传动件与所述减速器输出轴形成移动副，且移动副的轴线与转动副的轴线垂直；
所述减速器输出轴的转速与所述行星齿轮的自转转速相同。
优选地，所述减速器输入轴通过第二轴承安装在所述减速器盖上，并通过第三轴承安装在所述减速器输出轴上；所述减速器输出轴通过第四轴承安装在所述减速器壳体上。
优选地，所述减速器盖、所述内齿圈和所述减速器壳体通过螺钉连接，所述螺钉依次穿过所述减速器盖和所述内齿圈并与所述减速器壳体螺接。
优选地，所述减速器输出轴朝向所述行星齿轮的一侧沿径向方向设置有滑槽，所述传动件具有：可转动的安装于所述安装孔内的转动柱以及可滑动地装配至所述滑槽内的滑块。
优选地，所述减速器还包括：
减速垫片，其设置于所述行星齿轮和传动件之间；
配重环，其带有中心孔，套于所述减速器输入轴上，并与所述减速器输入轴一体转动，且所述配重环位于所述偏心轴颈和所述减速器输出轴之间。本发明的有益效果为：
通过一个传动件和行星齿轮形成转动副，以及与输出轴形成移动副，便可实现输出轴随行星齿轮的自转运动输出，相对于现有技术中的平面四杆机构输出机构，本申请提供的传动装置的结构更加简单，且传动可靠；同时由于传动件和行星齿轮以及输出轴之间形成的是低副，发生相对运动的两个零件之间的接触面积大，不容易产生磨损，工作寿命长。
附图说明
图1为本发明的少齿差行星齿轮传动装置的结构简图；
图2为本发明的传动件的结构图；
图3为本发明的输出轴的结构图；
图4为本发明的减速器的剖面结构图；
附图标记说明：1—输入轴；2—内齿圈；3—行星齿轮；4—传动件；5—输出轴；41—转动柱；42—滑块；51—滑槽；6—减速器输入轴；7—第二轴承；8—减速器盖；9—减速器壳体，10—减摩垫片；11—第四轴承；12—减速器输出轴；13—第三轴承；14—配重环；15—螺钉；16—第一轴承；17—偏心轴颈。
具体实施方式
参照图1至图3，本发明提供了一种少齿差行星齿轮传动装置，包括用于连接到外部驱动装置的输入轴1和用于连接到外部从动装置的输出轴5，所述输入轴1的回转轴线和所述输出轴5的回转轴线共线，所述输入轴1上套设有偏心轴颈17，还包括：内齿圈2，其固定在壳体上；行星齿轮3，其通过轴承安装于所述偏心轴颈17上；所述行星齿轮3与所述内齿圈2形成内啮合齿轮副；所述行星齿轮3沿轴向方向上设有安装孔；传动件4，其一端安装于所述安装孔中，另一端安装于所述输出轴5上；所述传动件4与所述行星齿轮3形成转动副，所述传动件4与所述输出轴5形成移动副，且移动副的轴线与转动副的轴线垂直；其中，所述输出轴5的转速与所述行星齿轮3的自转转速相同；所述内齿圈2和所述行星齿轮3的齿数差小于预定数值。
对于上述的壳体来说，其设置的目的在于对内齿圈2进行起到支撑和固定的作用，例如在将该行星齿轮传递装置应用到减速器上时，该承载件可以为减速器上的减速器壳体。
通过在输入轴1上套设偏心轴颈17，使得通过轴承安装在偏心轴颈17上的行星齿轮3的回转轴线和输入轴1的回转轴线平行，如图1所示，行星齿轮3的回转轴线和输入轴1的回转轴线之间具有距离a。
在本发明实施例中，还可以采取另外一种实现方式来实现行星齿轮3的回转轴线和输入轴1的回转轴线平行，在本申请中，在输入轴1上安装有曲柄，该曲柄插设于输入轴1内，并与输入轴1之间螺接，实现固定，且曲柄随输入轴1同速转动。行星齿轮3通过轴承安装在曲柄的另一端。这样，在输入轴1转动时，行星齿轮3在曲柄的带动下绕输入轴1的中心线旋转。
为了使得传动件4和行星齿轮3形成转动副，以及传动件4和输出轴5形成移动副，参照图2与图3，在本申请中，所述输出轴5朝向所述行星齿轮3的一侧沿径向方向设置有滑槽51，所述传动件4具有：可转动的安装于所述安装孔内的转动柱41以及可滑动地装配至所述滑槽51内的滑块42。
其中，该滑块42为方形滑块，该转动柱41为圆柱，安装孔的直径和转动柱41的直径相同，使得转动柱41和行星齿轮3构成一个回转运动副。
当输入轴1在外部驱动装置(原动机)的带动下高速转动时，行星齿轮3在输入轴1上的曲柄或偏心轴颈17的带动下也绕输入轴1的中心线旋转，成为公转；由于行星齿轮3上的齿轮与固定在承载件上的内齿圈2啮合，因此行星齿轮3会同时绕其自身的中心旋转，称为自转。传动件4连接在行星齿轮3和输出轴5之间，由于传动件4上的转动副和移动副的作用，使得输出轴5转速与行星齿轮3的自转转速相同，而与行星齿轮3的公转转速无关。具体地，输入轴1和输出轴5之间的传动比i15满足：
式中，z1为所述行星齿轮的齿数，z2为所述内齿圈的齿数。
根据公式，可以确定内齿圈2和传动齿轮3之间的齿数差越小，得到的输入轴1和输出轴5之间的传动比越大，且当二者的齿数差为1时，获得的传动比最大。因此，本发明实施例中，可以根据需要，将内齿圈2和行星齿轮3之间的齿数差限定为任意一个数值，例如为1、2、3、4或5。
通过一个传动件4和行星齿轮3形成转动副，以及与输出轴5形成移动副，便可实现输出轴5随行星齿轮3的自转运动输出，相对于现有技术中的平面四杆机构来说，本申请提供的传动装置的结构更加简单，且传动可靠；同时由于传动件4和行星齿轮3以及输出轴5之间形成的是低副，发生相对运动的两个零件之间的接触面积大，不容易产生磨损，工作寿命长。
本发明还提供了一种利用上述传动装置的传动原理实现减速的减速器，参照图4，该减速器包括：减速器壳体9、减速器盖8、减速器输入轴6和减速器输出轴12，所述减速器输出轴12插入于所述减速器壳体9内；所述减速器输入轴6穿过所述减速器盖8上的通孔后进入所述减速器壳体9内，并插入于所述减速器输出轴12中，所述减速器输入轴6的回转轴线与所述减速器输出轴12的回转轴线共线，所述减速器输入轴6上套设有偏心轴颈17，所述减速器还包括：内齿圈2，其固定在所述减速器壳体9内；行星齿轮3，其通过第一轴承16安装于所述偏心轴颈17上；所述行星齿轮3与所述内齿圈2形成内啮合齿轮副；所述行星齿轮3沿轴向方向上设有安装孔；传动件4，所述传动件4的一端安装于所述安装孔中，另一端安装于所述减速器输出轴12上；所述传动件4与所述行星齿轮3形成转动副，所述传动件4与所述减速器输出轴12形成移动副，且转动副的轴线与移动副的轴线垂直；其中，所述减速器输出轴12的转速与所述行星齿轮3的自转转速相同。
其中，减速器输入轴6与外部驱动装置(原动机)连接，通过其驱动发生转动。
具体的，为了保证减速器壳体9和减速器输出轴12不会随着减速器输入轴9的转动而转动，以及防止减速器壳体9随着减速器输出轴12转动，在本发明实施例中，参照图4，所述减速器输入轴6通过第二轴承7安装在所述减速器盖8上，并通过第三轴承13安装在所述减速器输出轴12上；所述减速器输出轴12通过第四轴承13安装在所述减速器壳体9上。该第二轴承7安装在减速器壳体9的通孔上，第三轴承13安装在减速器输出轴12内，减速器输入轴6穿过该第二轴承7进入至减速器壳体9内，进入到减速器壳体9内的部分插入至该第三轴承13中。
参照图4，为了实现减速器盖8、内齿圈2和减速器壳体9之间的固定连接，所述减速器盖8、所述内齿圈2和所述减速器壳体9通过螺钉15连接，所述螺钉15依次穿过所述减速器盖8和所述内齿圈2并与所述减速器壳体9螺接。
为了实现行星齿轮3的回转轴线和减速器输入轴6的回转轴线平行，该偏心轴颈17套设在减速器输入轴6上，其与减速器输入轴6可以采用一体连接的方式进行制造。这样，在减速器输入轴6转动时，行星齿轮3在偏心轴颈17的带动下绕减速器输入轴6的中心线旋转。
具体地，如图4所示，该偏心轴颈17的上端面和减速器输入轴6之间的第一距离大于偏心轴颈17的下端面和减速器输入轴6之间的第二距离，使得偏心轴颈17的回转轴线和减速器输入轴6的回转轴线之间具有一段距离，安装在偏心轴颈17上的第一轴承16的轴线和减速器输入轴6的回转轴线平行，最终达到使得行星齿轮3的回转轴线和减速器输入轴6的回转轴线平行的效果。
为了使得传动件4和行星齿轮3形成转动副，以及传动件4和减速器输出轴12形成移动副，所述减速器输出轴12朝向所述行星齿轮3的一侧沿径向方向设置有滑槽，所述传动件4包括：可转动的安装于所述安装孔内的转动柱41以及可滑动地装配至所述滑槽内的滑块42。其中，滑槽的形状，和上述传动装置实施例中的滑槽的结构相似，可以参照图2提供的传动件4的结构对减速器中的传动件4进行制造，在此，不再进行赘述。
减速器工作时，原动机通过联轴器带动减速器输入轴6旋转，在减速器输入轴6上的偏心轴颈的作用下，行星齿轮3的中心也绕减速器输入轴6旋转(公转)；由于行星齿轮3上的齿轮与内齿圈2上的齿轮啮合，行星齿轮3也绕其自身中心旋转(自转)，通过传动件4带动减速器输出轴12转动，实现减速传动。而传动件4的回转运动和滑动，用于消除行星齿轮3的自转和公转之间的运动干涉。
参照图4，所述减速器还包括：
减速垫片10，其设置于所述行星齿轮3和传动件4之间；
配重环14，其带有中心孔，套于所述减速器输入轴6上，并与所述减速器输入轴6一体转动，且所述配重环14位于所述偏心轴颈17和所述减速器输出轴12之间。
其中，减摩垫片10用铜及其他减少摩擦的材料制作，置于行星齿轮3的端面和传动件4的端面之间，减小工作时两个零件表面的磨损。
配重环14固定在减速器输入轴6上，与减速器输入轴6一起旋转，其的作用是平衡行星轴承16和行星齿轮3等零件的偏心质量，提高运动平稳性。最优地，该配重环14和偏心轴颈贴合设置，为了实现配重环14和减速器输入轴6一起旋转，可以将配重环14和减速器输入轴6设置为过盈配合的方式，在安装时，将配重环14通过压装的方式压装至减速器输入轴6上。
本发明提供的减速器，通过一个传动件4和行星齿轮3形成转动副，以及与减速器输出轴12形成移动副，便可实现减速器输出轴12随行星齿轮3的自转运动输出，相对于现有技术中的平面四杆机构来说，本申请提供的减速器的结构更加简单，且传动可靠；同时由于传动件4和行星齿轮3以及减速器输出轴12之间形成的是低副，发生相对运动的两个零件之间的接触面积大，不容易产生磨损，工作寿命长。